尺寸检测和材质检测控制

信息与电气工程学院

(2010 /2011 学年第 二 学期)

课程名称 : 可编程序控制器课程设计

题 目 : 尺寸检测和材质检测控制

专业班级 :

学生姓名 :

学 号:

指导教师 :

设计周数 : 2周

设计成绩 :

2011年 7月 8日

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目 录

1、 课程设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2课程设计内容及要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

2、 课程设计正文„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.1 尺寸检测单元„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.1.1尺寸检测单元硬件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.1.2尺寸检测单元软件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2.2 材质检测单元„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

2.2.1材质检测单元硬件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

2.2.2材质检测单元软件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

2.3 系统运行调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

3、课程设计总结及结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

4、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

5、附表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

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1.课程设计目的

1.1设计目的

通过此次尺寸检测和材质检测控制课程设计，熟悉并掌握s7-200系列PLC梯形图的设计及其开发软件V1.0 S7-200 Explorer的使用。通过I/O的地址分配了解并熟悉PLC224的接口。

同时通过使用力控组态软件使系统运行更直观化的表示出来，使用力控5.0进行设计，加深我们对PLC和监控组态的认识和使用，融会贯通其图形设计及编程思想，培养并加强在实际生产生活中的应用。另外要熟悉伺服电机的驱动参数。

1.2课程设计内容及要求

1.2.1设计内容:

当接到工件后，托料盘上升至顶端，由传感器识别工件的高度是否符合要求。若“合格”，托料盘下降至中部停稳后，推料气缸工作，将工件推出，工件将沿滑槽到下一单元，当下一站单元识别工件已到位，这时停在中部的托料盘继续下降到底端，等待下一工件的到来;若“不合格”，托料盘直接下降至底端。将不合格工件，推入废料槽。当材质检测单元接到工件后传送带开始转转动，带动工件向后运动，其间经过三个传感器，来识别工件的材质，到达检测完成位置后发出信号由下一个工作站将工件取走，传送带停止转动，等待下一个工件的到来。利用实验室现有设备进行系统的模拟实验。对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。

1.2.2 要求:

动作要求:

1、托料盘上升

2、托料盘到达顶部，需要延时(进行检测)

3、 根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料

4、 记录检测结果

技术要求:

1. 托料盘到达顶部，需要延时(进行检测);

2. 根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料;

3. 托盘不得超过极限位置;

4. 由变频器驱动三相交流电动机来完成工件在传动带上的运动和停止; 5. 在本系统中，在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的基础上，用组态软件编程实现

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上位机的控制及其相关监控界面。

6. 课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰。数据完整。结论明确。

2. 课程设计正文

2.1 尺寸检测单元

2.1.1 硬件设计

1)方案设计:

1.PLC概述:

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。 2.方案概述:

该系统单元共有七个输入点，分别为:启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点:正转，翻转，空载，使能，推料。接通启动按钮，当传感器有信号时，伺服电机运行;托盘上升到上极限，延时之后检测是否符合要求，托盘下降，如果符合要求，下降到中部，推料动作;如果不符合要求，下降到底部，推料动作。单步即实现整个过程的每个步骤单独运行，各部为:开始到上极限，上极限到中部，上极限到下极限。 3.PLC选型及I,O地址分配

本系统结构已经选定S7-200CPU224的PLC，满足操作要求。其I/O地址分配为: 模块号 输入端子号 输出端子号 地址 功能介绍

I0.0 启动/停止按钮 启动停止电机

I0.1 复位按钮 复位 CPU224

I0.2 单步按钮 单步实现控制

I0.3 自动/手动按钮 自动手动控制切换

I0.4 托盘上极限 控制前端信号

I0.5 托盘下极限 控制后端信号

I0.6 推料 材料推出

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Q0.0 伺服电机正转 上升

Q0.1 伺服电机反转 下降

伺服电机

Q0.4 推料 材料推出

2) 单元电路

由于本系统PLC已经连接好线路，故电气连接电路不用设计，PLC控制输出输入控制接线图如下

2.1.2 尺寸检测单元软件设计

1)系统分析设计:.

本课题是通过PLC和组态软件来实现储料单元控制系统设计。该系统单元共有七个输入点，

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分别为:启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点:正转，翻转，空载，使能，推料。通过PLC和组态软件来实现气缸的推出与收回两个方面的控制。

2)系统实施及程序:

主程序

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SBR0

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SBR1

2.2 材质检测控制

2.2.1 材质检测控制硬件设计:

1) 方案设计

1. 监控组态概述

组态软件是应用于有计算机监控的场合。组态软件，更确切称呼是人机界面HMI(Human

Machine Interface)/监控与数据采集SCADA(Supervisory Control And Data

Acquisition)软件。实现HMI或MMI(Man Machine Interface)和控制功能，实时数据

库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持。

2. 方案概述

该系统单元共有八个输入点，分别为:启动/停止，复位，单步，自动/手动，复位位置，金属材料，磁性材料有无工件。三个输出点:速度1，速度2，速度3。接通启动按钮，电机以一定速度开始运行， 运行到三个传感器时进行检测，区分金属材质。

3. PLC选型及I/O地址分配

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模块号 输入端子号 输出端子号 地址 功能介绍

I0.0 启动/停止按钮 启动停止气缸

I0.1 复位按钮 气缸复位 CPU224

I0.2 单步按钮 单步实现控制

I0.3 自动/手动按钮 自动手动控制切换

I0.4 复位位置

I0.5 金属材料

I0.6 磁性材料

I0.7 有无工件

Q0.0 速度1

Q0.1 速度2

Q0.2 速度3

2)单元电路

由于本系统PLC已经连接好线路，PLC控制输出输入控制接线图见下图

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2.2.2 材质检测控制软件设计

材质检测单元程序:

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2.3 系统运行调试

当PLC软件程序及监控组态程序编制结束且软件调试成功后，进行系统调试。按照正常的控制步骤分阶段将各个控制步骤逐一进行测试，确保每个环节正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运行。当一切测试正常后，再进行模拟故障告警情况的调试。当所有测试均正常后，系统调试结束。整个过程中一定要十分仔细逐步调试。

3.课程设计总结和结论

通过这次设计实践，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计之前，我对知识的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题粗出现了，不是不能运行就是运行的结果和要求的结果不相符合。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多的同学都没有深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人负责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，已解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，积极向同学说明自己的想法。通过比较选出最好的方案。在这过程中也提高了我们的表达能力。

经过两个星期的PLC软件设计，使我对PLC软件有了更近一步的认识和了解，要想一回把它做好根本就不可能，还有必须上课听老师的课，课下还得练习，熟悉它，弄懂才行。在此次课程设计中最大的好处就是和同学一起商量怎么做哪点还不能实现功能，然后慢慢研究。通过实践，我也发现我的好多不足之处，首先是上课老师讲的下课之后没有及时掌握，以至于有的语句还不知道怎么用，幸好有老师和同学的指点，才解决了困难，在此表示感谢。

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4.参考文献

【1】. 张扬 蔡春伟 孙明健 《S7——200PLC原理与系统应用设计》

【2】.付家才 《plc实验与实践》 高等教育出版社

【3】.孙振强 王晖 孙玉峰等 《可编程控制器原理及应用教程》

【4】. 殷洪义 《可编程序控制器选择设计与维护》

课程设计

评 语

课程设计 指导教师

成 绩 (签字) 年 月 日

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