尺寸检测和材质检测控制

信息与电气工程学院课程设计说明书（2015/2016学年第二学期）课程名称：PLC应用课程设计题目：尺寸检测和材质检测控制专业班级：电气1302班学生姓名：陈博学号：130020305指导教师霍振宇、刘增环、高敬格、韩晓鸿设计周数：2周设计成绩：2016年6月27日目录1、课程设计目的………………………………………………………………11.1设计目的…………………………………………………………………11.2课程设计内容及要求……………………………………………………12、课程设计正文………………………………………………………………22.1尺寸检测单元……………………………………………………………22.1.1尺寸检测单元硬件部分………………………………………………22.1.2尺寸检测单元软件部分………………………………………………42.2材质检测单元……………………………………………………………112.2.1材质检测单元硬件部分………………………………………………112.2.2材质检测单元软件部分………………………………………………122.3系统运行调试……………………………………………………………143、课程设计总结及结论………………………………………………………144、参考文献……………………………………………………………………145、附表…………………………………………………………………………………15-1-1.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V1.0S7-200Explorer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；-2-3.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启动/停止按钮I0.0启动停止电机复位按钮I0.1复位-3-CPU224单步按钮I0.2单步实现控制自动/手动按钮I0.3自动手动控制切换托盘上极限I0.4控制前端信号托盘下极限I0.5控制后端信号推料I0.6材料推出伺服电机正转伺服电机Q0.0上升伺服电机反转Q0.1下降推料Q0.4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-4-2.1.2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，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：主程序主程序：ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork1//网络标题//单步运行，向上进行LDSM0.0AI0.3ANI0.4AI0.2=M0.0Network2//控制向上运行，调用子程序SBR-0LDM0.0=Q0.0CALLSBR0Network3//控制向下运行，调用子程序SBR-1-5-LDM0.1=Q0.1CALLSBR1Network4//使能LDSM0.0=Q0.3Network5//根据检测结果下降至不同高度；复位将至最底端LDNI1.0ANI0.5AT105LDI1.0AT105EUOLDLDT102EUOLDOI0.1=M0.1Network6//经过检测时间两秒后，合格驱动定时器进行推料LDI1.0AT105SM0.5,1Network7LDM0.5TONT101,100-6-Network8//定时器T102控制推料时间LDT101ANT102=Q0.4Network9LDT101TONT102,40Network10//复位定时器T101和T102LDI0.2RM0.5,1Network11//托盘升至最顶端置位M0.7LDNSM66.7EDSM0.7,1Network12//下降过程结束后置位M0.6LDNSM76.7EDSM0.6,1Network13//复位M0.7，避免定时器提前工作LDNSM76.7RM0.7,1Network14//定时器T105设置检测时间LDM0.7-7-TONT105,30Network15//定时器T106，设置推料时间LDM0.6TONT106,40Network16//下降开始后即复位定时器T106，避免提前推料LDSM76.7EDRM0.6,1Network17//启动推料，T106四秒后接通，推料结束LDM0.6ANT106ANT101=Q0.4Network18//I0.0处于一直接通状态，使用上微分驱动子程序SBR_2运行一个周期LDI0.0ANI0.3OM0.4EU=M0.3Network19//调用子程序SBR_2LDM0.3=Q0.0CALLSBR2Network20-8-//设置定时器T103，用于自动系统循环LDT102TONT103,150Network21//不合格下降至底部，启动定时器T104LDNSM76.7ANT102EDSM1.0,1Network22//设置T104（托盘在底部等待时机）LDM1.0TONT104,60Network23//底部等待时间过后继续向上运行进行下一部件检测LDT104OT103=M0.4Network24//复位LDSM66.7RM1.0,1Network25LDT104TONT37,150END_ORGANIZATION_BLOCK上升子程序：SUBROUTINE_BLOCK上升:SBR0TITLE=子程序注释-9-BEGINNetwork1//网络标题//用于产生宽度为15000的脉冲，用于驱动伺服电机正转LDM0.0MOVB16#85,SMB67MOVW250,SMW68MOVD15020,SMD72PLS0END_SUBROUTINE_BLOCK下降子程序：SUBROUTINE_BLOCK下降:SBR1TITLE=子程序注释BEGINNetwork1//网络标题//用于产生宽度为15000的脉冲，用于驱动伺服电机倒转LDM0.1MOVB16#85,SMB77MOVW500,SMW78MOVD15000,SMD82PLS1END_SUBROUTINE_BLOCK循环子程序：SUBROUTINE_BLOCKSBR_2:SBR2TITLE=子程序注释BEGINNetwork1//网络标题//用于产生宽度为30000的脉冲，用于驱动伺服电机正转//用于自动循环LDM0.3-10-MOVB16#85,SMB67MOVW500,SMW68MOVD30020,SMD72PLS0END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCKINT_0:INT0TITLE=中断程序注释BEGINNetwork1//网络标题//网络注释END_INTERRUPT_BLOCK-11-2.2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（HumanMachineInterface）/监控与数据采集SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）软件。实现HMI或MMI(ManMachineInterface)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4.模块号输入端子号输出端子号地址功能介绍CPU224启动/停止按钮I0.0启动停止气缸复位按钮I0.1气缸复位单步按钮I0.2单步实现控制自动/手动按钮I0.3自动手动控制切换复位位置I0.4金属材料I0.5磁性材料I0.6有无工件I0.7速度1Q0.0速度2Q0.1-12-速度3Q0.22）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2.2.2材质检测控制软件设计材质检测单元程序：Network1//网络标题//启动停止开关LDI0.0=M0.1-13-Network2//网络标题//自动手动开关LDI0.3=M0.2Network3//网络标题//自动运行，启动后工件到达末端传送带停止LDM0.1AM0.2ANI0.7=Q0.0Network4//网络标题//检测结果记录LDI0.4=Q0.4Network5//网络标题//检测结果记录LDI0.5=Q0.5Network6//网络标题//检测结果记录LDI0.6=Q0.6-14-2.3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从开始接到课设的题目到完成课设，我们小组差不多