机电控制与可编程序控制器技术PLC课程设计.docx

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机电控制与可编程序控制器技术PLC课程设计

机电控制与可编程序控制器技术

课程设计报告

饮料罐生产流水线的PLC控制

一、设计目的：

（1）掌握通过PLC控制饮料罐生产流水线的过程

（2）掌握饮料罐装生产流水线梯形图控制程序设计并画出硬件连接图

（3）掌握梯形图、功能图语言编程方法

二、控制要求：

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。

（2）当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒，罐装过程应有指示灯显示，5秒后停止并不再显示。

（3）用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，每班次工作8小时，下班时计算本班次总数量。

（4）检测出空瓶后，2秒钟后由电磁阀接通汽路，汽动杆动作将空瓶推出正品传送通路，转到次品通路。

（5）可以手动对计数值清零（复位）。

示意图如图1所示：

图1示意图

三、控制方案及控制过程分析：

1、控制方案：

在此系统中，利用电动机的正转驱动传送带的传送，通过传送带输送饮料罐，在罐装设备下装有传感器，当传感器感测到有瓶子时，罐装设备对饮料罐进行罐料，空瓶传感器和满瓶传感器对罐装后的瓶子检测并记录空瓶数和满瓶数。

以此来实现饮料罐生产流水线的PLC控制。

2、控制过程分析：

（1）当按下启动按钮SF1时，PLC控制接触器QA1线圈得电动作，电动机得电运转，拖动传送带运行，直到罐装设备下的传感器SQ1检测到有瓶子的信号时，传送带才停止运行，并开始计时1秒，1秒后罐装设备开始进行罐装饮料动作，此时开始计时5秒，5秒到后罐装设备装饮料完毕，这时传送带将继续得电运行。

在传送带运行过程中，若遇到停止按钮SF2的信号时，传送带将停止运行。

（2）在罐装饮料的同时，罐装设备的指示灯HL1得电，并闪烁显示，5秒后，罐装饮料过程结束，HL1灯同时停止显示。

这时传送带将继续得电运行。

（3）在罐装设备装完饮料后，传送带继续运行时，空瓶传感器SQ2和满瓶传感器SQ3将对瓶子的空或满进行检测。

当检测到是空瓶时，空瓶传感器发出信号，空瓶显示灯HL2得电显示，与此同时，空瓶计数器C1、C2进行空瓶计数，过2秒钟电磁阀动作将空瓶视为次品送入另一通路；当检测到是满瓶时，满瓶传感器发出信号，满瓶显示灯HL3得电显示，与此同时，满瓶计数器C3、C4进行满瓶计数。

每8小时汇总所有空瓶与满瓶数量，计数器清0，重新计数。

当遇到停止按钮SB2时，计数器也将自动清零。

（4）当停止按钮SB2得电时，将停止当前所有动作。

3、根据控制工艺过程画出程序流程图如图2所示

图2流程图

4、PLC选型及硬件接线原理图：

由于在此系统中I/O端口使用的数目比较少，所以PLC采用S7-200系列的CPU224DC输入/继电器输出。

这个型号的PLC其I/O端口和存储空间都足以满足这个控制系统的要求。

接线原理图如图3所示：

图3接线原理图

四、硬件部分：

1、主电路如图4所示：

图4接线原理图

五、软件部分

1、根据控制方案可以做出PLC的I/O分配表如表1所示

表1I/O分配表

在此系统中，所用到的元件为：

元器件名称

个数

元器件名称

个数

开关按钮

2个（SB1，SB2）

传感器

3个（SQ1，SQ2，SQ3）

三相异步电动机

1个（KM1）

指示灯

3个（HL1，HL2，HL3）

中间继电器

11个（ZJ1~ZJ11）

定时器

2个（KT1,KT2）

计数器

4个（C1~C4）

表2元件明细表

2、用状态表法进行程序设计：

状态表如图5所示：

图5状态表

3、由于其中的一部分为选择控制，所以对其中的部分进行功能图法进行设计，如图6所示：

图6功能图

4、逻辑方程：

5、程序梯形图：

如图7所示：

图7程序梯形图

六、总结与体会

课程设计通过自己实际设计修改，在老师的指导下学到了不少东西，最主要的是通过课程设计提高了自我对整体设计过程的了解和掌握，锻炼了我们思想上考虑问题的周全性。

让我掌握了不少知识。

这次课程设计让我了解到PLC在日常的生活中所能解决的实际问题。

让我在课程设计的实践过程中对PLC的应用范围有了更清晰的认识和了解。

通过程序设计，我体会到了运用状态表法与功能图法，列出状态逻辑方程，可以使程序设计简单许多，只需要注意约束条件，即可实现控制要求。

在进行程序调试时，使我注意到了在考虑问题时，要从实际出发，进行程序的设计与修改。

通过在实验室的程序调试，简单模拟现场的工作过程，让我在实践中明白了生产线进行罐装饮料的简单原理。

在编写课程设计报告时，通过老师的指导，把软件和硬件部分分开来写，使我的思路更清晰了，通过查找资料和向老师请教，我初步了解在实际工程中应该写出的设计内容，同时也加强了我在理论课中所学到的知识，使我收获到了很多。

七、参考文献

1、《可以编程控制器应用技术》清华大学出版社作者：

何献忠、李卫萍

2、《电气控制与可编程控制器》华南理工大学出版社作者：

陈立定吴玉香

3、《西门子S7-200PLC入门》人民邮电出版社作者：

严盈富

4、《西门子S7-200PLC实验指导书》天津理工大学中环信息学院作者：

李政强杨海亮