包裝生產(chǎn)線的PLC控制課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資料

1、裝生產(chǎn)線的PL C 控制課程設(shè)計(jì)概要通過大三下學(xué)期老師給我們講解了電氣控制及PLC這門課程，我對PLC這門 學(xué)科，產(chǎn)生了濃厚的興趣，這是一門很實(shí)用的技術(shù)學(xué)科。這學(xué)期我們學(xué)習(xí)了電 氣控制的線路的 基本概念，S7-200的基礎(chǔ)知識(shí)，PLC的基本指令和程序設(shè)計(jì)，以及我個(gè)人認(rèn)為比較實(shí)用的順控指令（我的這個(gè)課程設(shè)計(jì)是基于順控指令執(zhí)行的）。本人的課題是包裝生產(chǎn)線的PLC控制。我認(rèn)為當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)快節(jié)奏的高科技時(shí)代，自動(dòng)化流水作業(yè)已經(jīng)大大取代了之前的手工作業(yè)，這大大提高了生產(chǎn)效率。這也使得工業(yè)中的包裝生產(chǎn)線，運(yùn)用得更加廣泛。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的 大規(guī)模生產(chǎn)某種產(chǎn)品，而且需要對其進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，就必須設(shè)計(jì)一套完整

2、的 自動(dòng)化生產(chǎn)線，以便用這自動(dòng)化的生產(chǎn)線來代替人工完成這些繁雜的工作。想 想，例如一個(gè)我們南京工程學(xué)院學(xué)生們經(jīng)常喝的純凈水，純凈水公司，他們想 要對灌裝水進(jìn)行分箱包裝處理，如果采用自動(dòng)化分箱包裝處理，是可以大大提 高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的。如果想在競爭激烈的社會(huì)中生存下去，必須順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)的改 革，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，創(chuàng)造效益，這也就是自動(dòng)化包 裝生產(chǎn)線的重要性。所以對此次課題，我充滿了濃厚的興趣。本文主要結(jié)合自己大三所學(xué)的PLC知識(shí)，運(yùn)用順控指令等知識(shí)對包裝生產(chǎn)線系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用可編程控制器（PLC控制研究，對可編程控制器（PLC以及 所用到的各個(gè)器件的功 能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹

3、。關(guān)鍵字PLC控制，包裝生產(chǎn)線，順控指令，自動(dòng)化日錄 TOC o 1-5 h z 摘要 1.目錄 2. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第一章緒論 3. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 課題任務(wù)提出 3. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的提出背景 4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 包裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)目的和意義 4 HYPERLINK l bookmark14 o Current

4、 Document 第二章 生產(chǎn)線的方案的確定 5. HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 包裝生產(chǎn)線工作流程 5. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 整體方案說明 5. HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 設(shè)計(jì)方案的流程圖 6. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第三章電氣元件的選擇 7. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 可編程控制器PLC的介紹 7

5、課題所需電器介紹 8. HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 第四章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document I/O點(diǎn)數(shù)分配 1.0 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 器件列表 1.0PLC外部接線圖 1.1主電路圖 11第五章 PLC 軟件程序設(shè)計(jì) 12包裝生產(chǎn)線流程圖 12包裝生產(chǎn)線功能圖 12 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document PLC部分程序 13 HYPERLINK l bookm

6、ark59 o Current Document 第六章軟件調(diào)試仿真 14 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 第七章 課程設(shè)計(jì)體會(huì)感想 15第八章 致謝 1.6附錄梯形圖程序 1.7第一章緒論課題任務(wù)提出：包裝生產(chǎn)線示意圖和控制時(shí)序圖如圖所示，包裝物品是放在傳送帶1上，由于放置的時(shí)間是任意的，所以有些包裝離得很遠(yuǎn)，而有的包裝靠在一起。傳 送帶1的電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，旋轉(zhuǎn)編碼器 E6A發(fā)出一個(gè)脈沖，根據(jù)一個(gè)包裝所能產(chǎn)生的脈沖數(shù)，并對這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣不管包裝密集還是分開的，都能精確地求得包裝的個(gè)數(shù)。當(dāng)光電檢測器（SPI）接通，且旋轉(zhuǎn)編碼器 E6

7、A發(fā)出4個(gè) 脈沖，即有一個(gè)包裝傳送到傳送帶2。當(dāng)有4個(gè)包裝物品傳送到傳送帶 2時(shí)，電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擋板上升，阻止后面的包裝。擋 板上升到位時(shí)，碰到限位開關(guān)SQ3 M1停轉(zhuǎn)，擋板停止上升。電動(dòng)機(jī) M2正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器向前，將 4個(gè)包裝推 出傳送帶2。當(dāng)推動(dòng)器到達(dá)前部位置時(shí)，前部限位開關(guān)SQ2接通，M2反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器后退，當(dāng)推動(dòng)器返回到位時(shí)，碰到后部限位開關(guān)SQL M2停轉(zhuǎn)，推動(dòng)器回到初始位置同時(shí) M1反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擋板下降，下降到位碰到下部限位開關(guān)SQ4 M1停轉(zhuǎn)，擋板回到初始位置。VWM) M2)4(SQ2)X3(SQ1)刪X2(SPI|rinu包靴;生產(chǎn)81示意啊和捋制町序ft自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的

8、提出背景在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，如果這些繁雜的 工作讓人工去完成的話不但麻煩，而且效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合現(xiàn)代化的 生產(chǎn)需要，并且加重了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)某種產(chǎn) 品，而且需要對其進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，就必須設(shè)計(jì)一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，以 便用這自動(dòng)化的生產(chǎn)線來代替人工完成這些繁雜的工作。進(jìn)一步加快工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，提高國民經(jīng)濟(jì)，改善人民的生活水平。PLC自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益，這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。近年來，包裝生產(chǎn)線的 自動(dòng)化持續(xù)發(fā)展，使的包裝企業(yè)以高速度、較少的停機(jī)時(shí)間和包裝故障，以及產(chǎn)品損耗減少、工傷和老毛病降低等優(yōu)點(diǎn)而獲

9、得出色的成就。這些經(jīng)濟(jì)實(shí)用的 自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)成為未來的發(fā)展力量?？梢娮詣?dòng)裝箱技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣 闊。包裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)目的和意義包裝生產(chǎn)線是新一代的自動(dòng)化流水線，具有生產(chǎn)速度高、包裝質(zhì)量好、兼容性好性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種機(jī)、電、儀、氣、機(jī)器人一體化的高科技產(chǎn) 品，在紙箱的后道包裝中有廣泛的應(yīng)用，可將各種待包物品在紙箱后包裝過程 中的空紙箱配送、紙箱成形、物品列整輸送、機(jī)械手裝箱、自動(dòng)拆蓋上下封箱。自動(dòng)包裝生產(chǎn)線在無人干涉的狀況下按規(guī)則的順序或指令主動(dòng)進(jìn)行操作或 節(jié)制的進(jìn)程，其目的是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。自動(dòng)化包裝技能普遍用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研討、交通運(yùn)輸、貿(mào)易、醫(yī)療、效勞和家庭等方面。采用自動(dòng)

10、 生產(chǎn)線不僅可以把人從沉重的體力勞動(dòng)、局部腦力勞動(dòng)以及惡劣、風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù) 情況中解放出來，并且還能擴(kuò)展人的器官功用，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，加 強(qiáng)人類看科技和革新世界的才能。自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益 0生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方案的確定包裝生產(chǎn)線工作流程 啟動(dòng)開關(guān) I0.1 打開 旋轉(zhuǎn)編碼器10.0 動(dòng)作，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就是一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)至少16 個(gè)脈沖的同時(shí)，光電檢測器I0.2 也檢測到 4 個(gè)間隔后010.5動(dòng)作，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，擋板離開 SQ4上升到SQ3?10.4動(dòng)作，電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，推動(dòng)器離開 SQ1向前到SQ2010.3動(dòng)作，電機(jī)M2反轉(zhuǎn)，推動(dòng)器離開 SQ2向后到SQ1(010.6動(dòng)作，電

11、機(jī)M1反轉(zhuǎn)，擋板離開SQ3下降到SQ4可循環(huán)也可以用10.7宜接結(jié) 束。整體方案說明包裝生產(chǎn)線的擋板電機(jī) M1和推動(dòng)器電機(jī)M2起、?？刂?，電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。旋轉(zhuǎn)編碼器E6A的頻率要保證光電檢測器能夠識(shí)別，并能夠每四個(gè)脈沖識(shí)別為一個(gè)包裝。主電路其內(nèi)部設(shè)有過載保護(hù)開關(guān)，為常閉觸點(diǎn)，作為電動(dòng)閥過載保護(hù)信號(hào)，PLC控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。電動(dòng)機(jī)均采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過載保護(hù)。電路中設(shè)有自鎖主電路用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。PLC的CPU22a號(hào)根據(jù)輸入輸出確定。(14個(gè)輸入，10個(gè)輸出，最多 可以有7個(gè)擴(kuò)展模塊，內(nèi)置時(shí)鐘，課本P 1 23 頁介紹)設(shè)計(jì)方案的流程圖

12、(手畫)第三章電氣元件的選擇可編程控制器PLC 的介紹.1 可編程控制器的定義（課本P99 頁）可編程控制器的英文縮寫是 PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)。采用了可編程的存儲(chǔ)器，用于內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算，順序控制， 定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的用尸指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制 各個(gè)機(jī)器。PLC的外圍設(shè)備，應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成，易于實(shí)現(xiàn)其預(yù)期的功能原則設(shè)計(jì)。（P99頁）.2 可編程控制器的特點(diǎn)（課本所學(xué) P106 頁）PLC技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，主要是因?yàn)樗哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈 活、方便、經(jīng)

13、濟(jì)等問題。主要有以下特點(diǎn)：. 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)?編程簡單、使用方便3?功能完善、通用性強(qiáng)?設(shè)計(jì)安裝簡單、維護(hù)方便.體積小、重M輕、能耗低（P106頁）PLC 的結(jié)構(gòu)PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由CPU儲(chǔ)采用掃描萬式工作的I/O接口電路和電源等組成。按鈕電源R.OM RAM一輸出電路CPU行程開關(guān)編程器或外il說備PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖PLC的工作原理（P118頁）PLC控制PLC采用“循環(huán)掃描工作方式，集中進(jìn)行輸入采樣，集中進(jìn)行輸出 刷 新”。I/O映像區(qū)分別存放執(zhí)行程序之前的各輸入狀態(tài)和執(zhí)行過程中各結(jié)果的狀態(tài)。任務(wù)的完成是建立在其硬件的支持下，PLC的掃描工

14、作過程可分為“輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新”三個(gè)階段，并進(jìn)行周期性循環(huán)。3.2本課題所需器件介紹（課本第一章）低壓斷路器QAO小型斷路器適用于交流 50/60HZ額定電壓230/400V,額定電流至63A線路的過 載和短路 保護(hù)之用，也可以在正常情況下作為線路的不頻繁操作轉(zhuǎn)換之用。小型斷路器主要用于工業(yè)、商業(yè)、高層和民用住宅等各種場所322 按鈕開關(guān) SF 按鈕開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用十分廣泛的主令電器。在電氣自動(dòng)控制電路 中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器、電磁起動(dòng)器等。熔斷器 FA熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過載保護(hù)。根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身

15、產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路 斷開；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系 統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的 保護(hù)器件之一。接觸器 QA接觸器是由電磁系統(tǒng)（鐵芯，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸點(diǎn)和常閉觸頭）和 滅弧裝置組成。狹義上是指能頻繁閉合，承載和開斷正常電流及規(guī)定的過載電 流和關(guān)合裝置。用于電力，配電。熱繼電器 BB熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時(shí)，就推動(dòng)連桿動(dòng)作，使控制電路斷開，從而使接 觸器失電，主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保 護(hù)元件，

16、以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。第四章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)分配輸入輸出I0.0 :旋轉(zhuǎn)編碼器E6AQ0.0:電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)升起擋板I0.1 :啟動(dòng)開關(guān)Q0.1:電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)降下?lián)醢錓0.2 :光電檢測器SPIQ0.2:電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)向前驅(qū)動(dòng) 推動(dòng)器I0.3 :推動(dòng)器后部限位開關(guān) SQIQ0.3:電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)向后驅(qū)動(dòng) 推動(dòng)器I0.4 :推動(dòng)器前部限位開關(guān) SQ2I0.5 :擋板上部限位開關(guān) SQ3I0.6 :擋板下部限位開關(guān) SQ4I0.7 :停止開關(guān)器件列表元器件列表電路兀器符號(hào)件氣開關(guān)QA0熔斷器FA熱繼電器BB按鈕開關(guān)SF計(jì)數(shù)器CTU交流接觸QA口口M器動(dòng)機(jī)

17、4.3 PLC外部接線圖（手畫）4.4主電路圖5.1 系統(tǒng)工作流程圖（手畫）PLC 軟件設(shè)計(jì)5.2 系統(tǒng)工作功能圖（手畫）5.3 PLC部分程序在該程序中我們用到了計(jì)數(shù)指令，下面我們簡單學(xué)習(xí)一下計(jì)數(shù)器的用法。S7 200共有256個(gè)計(jì)數(shù)器（不包括高速計(jì)數(shù)器），計(jì)數(shù)形式分為加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)與加/減計(jì)數(shù)3類。加計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)指令通過輸入信號(hào)的上升沿計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值從0開始增加，到達(dá)設(shè)定值PV時(shí)，輸出觸點(diǎn)接通。計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定值后，如繼續(xù)輸入計(jì)數(shù)信號(hào)，計(jì)數(shù)值仍增加，觸點(diǎn)保持接通；計(jì)數(shù)器在復(fù)位信號(hào)R輸入為1”時(shí)，清楚現(xiàn)行計(jì)數(shù)值，觸點(diǎn)被強(qiáng)制斷開。本實(shí)驗(yàn)C20 （旋轉(zhuǎn)編碼器）用I0.0加數(shù)，用I0.5和SM0.1復(fù)位

18、；C21 （光 電檢 測器）用I0.2計(jì)數(shù)，用I0.5和SM0.1復(fù)位。因?yàn)镾M0.1為初次掃描至1.第六章軟件調(diào)試仿真曲SfiQlvy *W9 Eja ,如 LJUP (CAUFJEW平7司II盯-M宜01呂血品握少第既魁呂沽噩蜃盟置坪臣怙PLJll態(tài)霍移uu畤器TEMTTKIbTTEMI=TEMT1Ip -9 .二；il 口 - in JTUUTjin（此圖反應(yīng)本程序編譯完全正確）10.21 110.5I I1 11 I I匚U匚TURFVC21同絡(luò)5C2O10.1S0J（舉一個(gè)截圖為例）仿真過程:自己編程2 :編譯正確3 :通信4 :下載:RUN行6 :監(jiān)控第七章課程設(shè)計(jì)體會(huì)感想通過本次PLC課程設(shè)計(jì)，我針對本課題包裝生產(chǎn)線的 PLC控制，使得我對大三 下學(xué)期所 學(xué)的電氣控制及PLC這門課課堂所學(xué)的理論知識(shí)，完美的運(yùn)用到了實(shí)踐 中，使我對理論 知識(shí)掌握得更加牢靠？俗話說的好：“紙上得來終覺淺絕知此事要躬行” ？本次課程設(shè)計(jì)讓