包装生产线PLC控制系统设计Word格式文档下载.docx

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一、课程设计题目名称：

包装生产线PLC控制系统设计。

二、课程设计目的：

通过对包装生产线PLC控制系统设计，即系统的硬件设计、PLC控制程序设计、监控程序设计及调试，使我们对PLC系统集成、PLC复杂控制程序设计、与电气控制系统结合、人机界面设计及监控实现等建立起整体印象，强化工程意识，提高应用能力。

巩固和加强PLC控制程序书写的技巧和知识，进一步掌握电气原理图和PLC的输入/输出外部接线图的绘制。

如上图所示包装物品由传送带1随时运来，运送时间不固定，因此包装物品的间隔是不确定的，有的包装距离较远，有的包装则靠在了一起。

在传送带1的电动机轴上安装一个旋转编码器E6A，电动机转动1圈，旋转编码器发出1个脉冲。

每个包装物品的宽度是4个脉冲，当光电检测器SP1检测到包装物品，且旋转编码器发出4个脉冲时，表示有1个包装物品通过传送带1到达传送带2。

这样就可以通过对旋转编码器发出的脉冲数的计数，实现对包装物品的准确计数。

控制任务和要求：

①按下启动按钮SF1后，传送带1和传送带2运转，传送包装物品到传送带2（传送带1、2均由三相笼型异步电动机驱动）。

②当传送带2上有3个物品后，挡板电动机MA1正转，驱动挡板上升，阻止后面的包装物品继续运送到传送带2上。

③当挡板上升到位，上限位开关BG3动作，挡板停止上升，推动器电动机MA2正转，将3个包装物品向前推出。

④当推动器到达前限位开关，BG2动作，打包机打包（输出一个打包信号），并对打包进行计数，同时推动器停止向前，推动器电动机MA2反转，驱动推动器后退。

⑤当推动器后退到位时，后限位开关BG1动作，推动器停止后退，推动器电动机MA2停转。

此时挡板电动机MA1反转，驱动挡板下降。

⑥当挡板下降到位，下限位开关BG4动作，挡板回到初始位置。

⑦打包计数最大值为100，计到100时，打包计数器自动清零。

用实验室控制台上的数码管显示打包数量（分时显示高/低位）。

8按下停止按钮SF2后，包装生产线的档板及推动器需要完成本次循环，回到原位后停止；

然后传送带1和传送带2停止运转。

9按下急停按钮SF3，所有机械停止运行。

⑩　用组态监控画面模拟包装生产线的各个设备运行状况。

注：

组态监控界面中要求能够动态显示各电动机的运转，皮带机上物件的移动，限位开关的状态，档板、推动器的正反向运动，光电开关的状态、打包数量等。

控制系统除了通过外部开关控制打包生产线的运行外，还能够通过控制界面的软开关发布控制命令，控制打包生产线的运行。

四、设计分工：

这次为期一个周的课程设计任务我们主要分为2到3个人一组来完成。

我们这一组由我和张云辅和吴高阳组成。

其中我主要负责PLC控制程序的编写和调试，负责组态王监控画面的命令语言的编写和调试，主要是绘制组态王监控画面和PLC的电气原理图。

当然，虽然我们都有明确的分工，但在实际设计过程中我们都会相互帮忙，遇到一些棘手的问题时候我们都会一起思考去解决这样的问题，最后我们也很有效率地完成了这次课设任务，主要得益于我们的相互协作。

1.I/O分配地址：

输入点

启动按钮SF1：

I0.0

急停按钮SF3：

I0.1

停止按钮SF2：

I0.2

BG3挡板上限位行程开关I0.3

BG2推动器前限位行程开关I0.4

BG1推动器后限位行程开关I0.5

BG4挡板下限位行程开关I0.6

编码器脉冲I0.7

检测到物体的信号I1.0

输出点：

传送带1Q0.0

传送带2Q0.1

挡板上行接触器Q0.2

推动器前行接触器Q0.4

推动器后行接触器Q0.5

挡板下行接触器Q0.3

2.硬件配置要求：

因为这次课程设计任务我们主要要完成PLC控制程序的编写和调试，组态王监控画面的绘制和命令语言的编写和调试，所以在这次课设任务中我们必须用的的硬件有：

a）PLC控制实验台

b）安装有组态王软件和STEP7V4.0的电脑一台

c）连接导线若干

六、系统主电路原理图、PLC的输入输出外部接线图：

八、系统主画面和命令语言程序

监控系统所具有的功能：

启动按钮，停止按钮，急停按钮能分别控制S7200。

相应的指示灯能根据传送带、挡板、推进器的状态亮灭。

轮子会显示电机的运转情况。

物块会在第一个传送带上往复运动。

打包数，脉冲数，物体数能分别显示数量，打包数如果加1，即有三个物体通过光电开关，然后挡板上升，对应的挡板上升指示灯亮。

按下I0.3推进器前进，把三个物体打包。

按下I0.4推进器后退，对应的推进器后退指示灯亮。

后退到初始位置。

按下I0.5挡板下降，对应的挡板下降指示灯亮。

下降到初始位置按下I0.6挡板后退指示灯灭。

系统运行主画面：

静态图：

启动键按下时显示画面：

检测到三个物块时画面（挡板上升）：

推进器前进画面：

推进器后退画面：

挡板下降画面：

组态王数据词典定义：

命令语言：

1）第一个问题就是调试程序，把写好的PLC程序下载到S7200中运行，监控，可是就在运行的时候，模拟传送带的两个灯亮了，开始检查程序，发现数码显示用的是QB0和传送带1Q0.0、传送带2Q0.1地址重复了，于是把数码显示改为QB2.

2）、上面问的题处理好以后，开始一步一步的验证程序，发现程序在第一次运行的时候没有问题，可是多运行几遍就会出现控制不灵，于是在程序的开始把中间继电器都复位了一下，这个问题就迎刃而解了。

3）、程序的调试就完成啦。

接下来是开始画组态监控画面，画的过程中出了不少的问题。

为了有效果，我们画的都是立体图，一个立体图的绘制通常要绘制好多遍才能让我们三个都满意。

问题一：

没有及时保存。

由于组态软件打开两个小时会自动关闭，第一次差不多画好了，没有保存功亏一篑，没有教训就没有成长，以后可不敢不及时保存了，不过有第一次的经验，画的快了好多而且效果也好。

问题二：

组态监控图画好以后，需要做的就是建立和S7200的联系。

刚开始并不知道如何建立变量，通过查阅课件，老师的提醒，知道了：

首先得建立软启动，软急停等，也就是说需要在程序里启动按钮上边并联中间继电器，

停止按钮串联中间继电器，在组态数据词典中建立的变量需要和中间继电器联系起来。

一点一点的实验、摸索，首先先实现的就是让物块动起来，然后慢慢建立和PLC程序相对应的变量，是其他物块动起来。

最后一个问题就是：

定义的脉冲数V1O，打包数V14，物件数V12不能再组态王监控画面上显示出来，首先查看的就是PLC程序，可在STEP7中运行画面监控可以明显的看到相应寄存器中有明显的加，显示。

可就是显示不出来。

程序没问题，下面检查的是定义的数据词典变量有没有问题，不管是数据类型还是寄存器对应方面都没有问题，在这个问题上纠结了好久也没有找出错误，也问了其他同学，可还是不行，最后没有办法了，就请教老师了。

在老师的讲解下，终于找出来错误了，原来是在定义数据词典变量类型时，没有注意最大值，原始最大值，把最大值改为99，原始最大值改为99即可，就是必须与整数位数相同。

为期一周的PLC课程设计结束了，我学到了很多很实用的东西。

这次虽然说是PLC课程设计，实际上是PLC和组态软件的结合。

PLC程序相对来说比较简单，在调试运行时候也没有出太大的问题。

组态王的监控运行比较新颖也比较有趣，很富有实际性。

虽然刚开始的时候做组态王监控并不是很熟练，也没有做过和S7200的实际连接，以前做的组态王监控画面基本上用的都是亚控的，这次课设需要和实际PLC连接，很富有挑战性。

在解决问题时壮大自己。

虽然在调试的过程中，出现了不少问题，尽管当时觉得比较棘手，但是现在看来，我非常感谢它们，正是这些问题才让我真正有所收获。

细心会让你事半功。

做东西的时候一时大意就会导致前功尽弃。

就比如说我们没有及时保存而导致重头做，虽然谈不上什么很严重的失误，但也为我敲响了警钟。

团队协作出效益。

这次的课程设计工作量有点大，虽然一个人能够完成，但是耗费的时间也多。

要在指定的时间完成课设，我们需要团队协作。

我们三个有着明确的分工，大家既可以独立完成自己的部分又可以相互提意见，使作品更加完善。

这次的课程设计确实学到了很多东西，虽然天气很热，但是看到老师和同学们的精神状态，我觉得特别好。

我相信，凡事只要懂得坚持、细心、团退合作就一定能达到预期的目标。

[1]工厂电气与PLC实验指导书.中原工学院电子信息学院编2009年8月

[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术（第2版）[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2004.7

[3]胡学林．可编程控制器技术教程[M]．电子工业出版社，2004．7

[4]廖常初．PLC编程及应用（第二版）[M]．北京：

机械工业出版社，2006．1

[5]于庆广．可编程控制器原理及系统设计[M]．北京：

清华大学出版社，2004．4

[6]袁秀英．组态控制技术［M］．北京，电力工业出版社，2003．8

[7]西门子公司.SIMATICS7-200可编程控制器系统手册[M].2004