PLC 33苏健明.docx
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PLC33苏健明
1.课题内容和设计要求
1.1装配流水线简介
装配流水线是人和机器的有效组合,最充分体现设备的灵活性,它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合,以满足多品种产品的装配要求。
(1)装配流水线的传输方式
装配流水线的传输方式有同步传输的/(强制式)也可以是非同步传输/(柔性式),根据配置的选择,实现手工装配或半自动装配。
流水线在企业的批量生产中不可或缺。
(2)装配流水线的用途
从产品的开发设计,生产制造到销售整个过程都应做到规范化、科学化、制度化;引进流水线,通过改变生产流程,推进快速流水作业,不仅提高了生产效率,也降低了经营成本,提高企业管理效率。
流水线生产是目前生产线采取的主要方式之一,在流水线生产作业过程中,产品按照设计好的工艺过程依次顺序地通过每个工作站,并按照一定的作业速度完成每道工序的作业任务。
生产过程是一个连续的不断重复的过程,具有高度的连续性。
流水线技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术。
程序中的指令仍是一条条顺序执行,但可以预先取若干条指令,并在当前指令尚未执行完时,提前启动后续指令的另一些操作步骤。
这样显然可加速一段程序的运行过程。
从产品的开发设计,生产制造到销售整个过程都应做到规范化、科学化、制度化;引进流水线,通过改变生产流程,推进快速流水作业,不仅提高了生产效率,也降低了经营成本,提高企业管理效率。
流水线一条龙作业,具有规模的生产能力,流水线上的工人也会被立即分配到由具有高技能和强大工作动力的同事所组成的自我管理工作小组之中,在这些自我管理小组中,他们必须快速地学会变成一位具有高生产率的小组成员、正是这样可敬可爱的员工,使生产流水线的产能发挥到了极致、也给企业带来了美好的发展蓝图。
此外,装配流水线还广泛适用于肉类加工业、冷冻食品业、水产加工业、饮料及食品、乳品加工业、制药、包装、电子、电器、汽配、加工制造业、农副产品加工业等等多种行业。
(3)几种装配流水线及其特点
板链式装配流水线的特点:
承载的产品比较重,和生产线同步运行,可以实现产品的爬坡;生产的节拍不是很快;以链板面作为承载,可以实现产品的平稳输送。
滚筒式流水线的特点:
承载的产品类型广泛,所受限制少;与阻挡器配合使用,可以实现产品的连续、节拍运行以及积放的功能;采用顶升平移装置,可以实现产品的离线返修或检测而不影响整个流水线的运行。
皮带流水线可以通过调节线体输送速度来满足不同生产工艺的要求。
输送皮带的材质有防静电、耐磨、耐高温、耐油、耐酸碱以及食品级的皮带等多种,可根据使用场合的不同进行灵活选择。
皮带流水线运用输送带的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品,既可输送各种散料,也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货,用途广泛。
根据生产作业可选用:
普通连续运行、节拍运行、变速运行等控制方式;线体因地制宜选用:
直线、弯道、斜坡等形式。
特点:
承载的产品比较轻,形状限制少;和生产线同步运行,可以实现产品的爬坡转向;以皮带作为载体和输送,可以实现产品的平稳输送,噪音小;可以实现轻型物料或产品较长距离的输送。
1.2控制系统内容
如图所示,装配流水线控制系统的模拟示意图,装配流水线传送带共有十六个工位并分为四个操作区,十六个工位分成D、E、F、G四组,每组各有四个工位,用四个灯来表示,见下图。
D组的四个工位对应操作1(A区)、E组的四个工位对应操作2(B区)、F组的四个工位对应操作3(C区),完成三种装配操作;G组的四个工位对应送入仓库操作(H区)。
1.3设计要求
系统控制可以选择自动工作方式和手动工作方式。
(1)自动工作方式
按下启动按钮,装配流水线开始工作,每组四个工位的工作指示灯亮4s,表示工件进入装配操作区域所需的时间。
装配操作1、2、3三个区域的工作时间,可以根据装配工件的类型不同进行调整,如下表所示。
整个装配过程有三种不同的流程,见表,用选择开关SA1和SA2来选择不同的流程。
当按下停止按钮,需完成当前的四个工位的装配操作后才停止。
再按下启动按钮则继续工作。
各个流程的循环工作次数达到后,系统能自动停止。
按下启动按钮又能开始循环工作。
流程1
流程2
流程3
启动按钮
按下
按下
按下
D组运行
4s
4s
4s
装配操作1(A)
5s
8s
0
E组运行
4s
4s
4s
装配操作2(B)
10s
10s
4s
F组运行
4s
4s
4s
装配操作3(C)
15s
0
6s
G组运行
4s
4s
4s
工件入库时间(H)
10s
15s
8s
返回到D组运行,循环工作
2次
4次
3次
(2)手动工作
手动操作主要用于系统发生故障后的手工调整,按一次移位开关,装配流水线D、E、F、G四组工位间隔2s轮流循环工作。
连按2次移位开关,装配操作1、2、3间隔3s轮流循环工作。
按下复位开关可停止上述工作。
2.设计思想和控制功能图
2.1设计思路
对装配流水线的控制进行了分析设计,该系统主要引入了PLC(SIMEINS S7-200)编程控制器的控制方式,实现了对装配流水线的工作状态的在线监测和系统自动控制。
设计的控制系统具有较高的实用性,能够进行启动、移位、复位工作,较好地达到预期目标。
本次设计是装配流水线控制的模拟,主要是模拟流水线上产品所经加工过程的控制和生动的表示。
模拟主要流水线有四个操作过程(包括入库),传输带用四段指示灯表示,以指示灯的明暗来显示产品在运输这一状态。
图2.1程序流程图(含设计思路)
2.2控制功能图
2.3PLC机型选型说明
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。
选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。
2.3.1基本单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用,其输入输出点数的分配见下表:
S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元。
型号
输入点
输出点
可带扩展模块数
S7-200CPU221
6
4
—
S7-200CPU222
8
6
2个扩展模块
S7-200CPU224
14
10
7个扩展模块3
S7-200CPU226
24
16
7个扩展模块
S7-200CPU226XM
24
16
7个扩展模块
表2-3S7-200系列PLC型号表
2.3.2个人计算机(PC)或编程器
个人计算机(PC)或编程器装上STEP7-Micro/WIN32编程软件后,机可供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视等。
要求个人计算机(PC)的配置:
CPU80586或更高的处理器,16MB内存(最低要求为:
CPU80486,8MB内存);VGA显示器(分辨率1024*768像素);硬盘空间至少50MB;MicrosoftWindows所支持的鼠标。
STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的软件,它支持32位Windows95,Windows98和WindowsNT4.0使用环境。
它的基本功能是创建、编辑、调试用户程序、组态系统等。
本实验采用S7—200CPU224的可编程控制器
3.I/O分配表和PLC接线图
3.1I/O分配表
符号
地址
说明
功能
9路数字输入
1
I0.0
按钮
启动
2
I0.1
按钮
移位
3
I0.2
按钮
复位
4
I1.0
限位开关
A操作处限位
5
I1.1
限位开关
B操作处限位
6
I1.2
限位开关
C操作处限位
7
I1.3
限位开关
H操作处限位
8
I1.4
选择开关
自动工作方式选择
9
I1.5
选择开关
手动工作方式选择
8路数字输出
1
Q0.0
A灯
为1时A灯亮,A操作(4s)
2
Q0.1
B灯
为1时B灯亮,B操作(4s)
3
Q0.2
C灯
为1时C灯亮,C操作(4s)
4
Q0.3
D灯
为1时D灯亮
5
Q0.4
E灯
为1时E灯亮
6
Q0.5
F灯
为1时F灯亮
7
Q0.6
G灯
为1时G灯亮
8
Q0.7
H灯
为1时H灯亮,H操作(4s)
3.2PLC接线图
图3-2PLC接线图
4.梯形图程序及其说明
4.1主程序说明
说明:
主程序分为三个网络,分别是网络1,其主要功能是手动操作模式,当I1.5闭合,主程序会执行子程序SBR2块功能;网络2,其主要功能是自动循环模式,当I1.4闭合,主程序会执行子程序SBR0块功能;当I0.2闭合时,程序会复位ABCDEFGH,回到初始工作状态。
4.2子程序SBR0说明(自动循环模式)
启动按钮I0.0按下,辅助继电器M0.0得电,并使Q0.3得电自锁,D灯亮;A操作处限位开关闭合Q0.3失电,T37定时器开始计时,同时M0.1得电。
M0.1常开开关闭合使得Q0.0自锁得电,A操作进行,直到T37定时器计时到,Q0.0失电,同时M0.2得电,并使Q0.4得电自锁,E灯亮。
B操作处限位闭合,Q0.1得电B灯亮,同时T38定时器开始计时,40秒后Q0.1失电,辅助继电器M0.4线圈得电。
M0.4常开闭合,Q0.5得电自锁F灯亮,C操作处限位闭合,计时器T39开始计时,
4.3子程序SBR2说明(手动操作模式)
5.调试情况
本次课程设计所采用的仿真软件是s7-200系列的,其仿真过程大致如下:
(1)利用编程软件编写相关程序,并将程序文件导出为供仿真软件使用的格式;
(2)打开s7-200仿真软件并调入程序;
(3)点击运行按钮将程序切换到运行状态;
(4)对应着I/O口分配表按部点击输入按钮,检查所对应的输岀指示是否正确;
(5)如果程序有错误仔细检查排除错误,正确则方案可行。
(6)调试附图说明
按下启动按钮,装配流水线模拟控制系统正常启动。
按下复位按钮,装配流水线模拟控制系统恢复到初始化状态。
自动循环模式:
按下移位按钮,工件开始在传送带上传动,经过DEFG之后到达A,进行操作1;经过DEFG之后到达B,进行操作2;经过DEFG之后到达C,进行操作3;经过DEFG之后到达H,进入仓库;完成一个工件的装配操作并且进入仓库。
在接着DEFG—A—DEFG——B—DEFG—C—DEFG—H按此顺序循环操作!
自动循环模式详细说明:
按下启动按钮,D灯亮,工件从传送带传动,传到A处限位停止,A操作开始,5s后E灯亮,工件继续传送到B处限位停止,B操作开始,5s后继续传送……传送到仓库,H操作开始,5s后D灯亮,工件从传送带传动……如此循环下去。
按下移位按钮,D灯亮,工件从传送带传动,传到A处限位停止,A操作开始,5s后停止,再按下移位按钮,工件继续传送到B处限位停止,B操作开始,5s后停止……按此规律只要按下移位按钮,就会工件传动,再进行操作。
按下复位按钮,所有程序都返回到初始状态。
手动操作模式:
按下单周期按钮,D灯亮,工件从传送带传动,传到A处限位停止,A操作开始,5s后E灯亮,工件继续传送到B处限位停止,B操作开始,5s后继续传送……传送到仓库,H操作开始,5s后停止,完成一个周期,再按下单周期按钮,继续完成一个周期。
6.设计小结
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刻的理解。
在对理论的运用中,提高了我们的工程素质,在没有做实践设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能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,很多同学都没有过深入的交流,在设计的过程中,我们用了分工与合作的方式,每个人互责一定的部分,同时在一定的阶段共同讨论,以解决分工中个人不能解决的问题,在交流中大家积极发言,和提出意见,同时我们还向别的...PLC的诞生给工业控制卡领域带来了空前的发展。
改变了空也控制领域继电器站住带地位的格局。
推动了生产力的发展。
为国民经济建设做出了巨大的贡献。
随着PLC在工业控制领域的广泛推广,控制领域对PLC技术也提出了新的发展要求,进一步推动了PLC技术的发展。
所以作为当代大学生,做为自动化专业的学生,熟悉的掌握PLC应用技术生存黎明的根本。
7.附图
7.1电气原理图
7.2电气元件接线图
7.3电器布置图
7.4程序语句表
7.4.1主程序
Network1
LDI1.5
CALLSBR2
Network2
LDI1.4
CALLSBR0
Network3
LDI0.2
RQ0.0,8
7.4.2子程序SBR0(自动循环模式)
程序注释
Network1
//网络注释自动循环模式
LDI0.0
LDT40
ANM1.0
OLD
=M0.0
Network2
//D组亮
LDM0.0
OQ0.3
ANI1.0
ANM1.2
=Q0.3
Network3
LDI1.0
=M0.1
TONT37,+40
Network4
//A操位亮
LDM0.1
OQ0.0
ANT37
=Q0.0
Network5
LDT37
OM10.2
ANM1.1
=M0.2
Network6
//E组亮
LDM0.2
OQ0.4
ANI1.1
=Q0.4
Network7
LDI1.1
=M0.3
TONT38,+40
Network8
//B操作位亮
LDM0.3
OQ0.1
ANT38
=Q0.1
Network9
LDT38
ANM1.1
OM10.3
=M0.4
Network10
//F组亮
LDM0.4
OQ0.5
ANI1.2
=Q0.5
Network11
LDI1.2
=M0.5
TONT39,+40
Network12
//C组亮
LDM0.5
OQ0.2
ANT39
=Q0.2
Network13
LDT39
ANM1.1
OM10.4
=M0.6
Network14
//G组亮
LDM0.6
OQ0.6
ANI1.3
=Q0.6
Network15
LDI1.3
=M0.7
TONT40,+40
Network16
//H组亮
LDM0.7
OQ0.7
ANT40
=Q0.7
Network17
//复位
LDI0.2
RM0.0,11
RM10.1,4
7.4.3子程序SBR2(手动操作模式)
Network1//手动操作模式
//网络注释:
复位
LDI0.2
RQ0.0,8
RM5.0,8
RM0.0,7
Network2
//启动
LDI0.0
SM0.7,1
Network3
//D亮
LDM0.7
OT44
ANM5.0
SQ0.3,1
TONT37,+10
Network4
LDT37
SM5.0,1
Network5
LDT37
OQ0.0
AM0.7
ANM5.1
ANI0.2
SQ0.0,1
RQ0.3,1
TONT38,+30
Network6
LDT38
SM5.1,1
Network7
LDT38
OM0.3
SM0.3,1
Network8
LDI0.1
AM0.3
OQ0.4
AM0.7
ANM5.2
ANI0.2
SQ0.4,1
RQ0.0,1
TONT39,+10
Network9
LDT39
SM5.2,1
Network10
//A
LDT39
AM0.7
OQ0.1
ANM5.3
ANI0.2
SQ0.1,1
RQ0.4,1
TONT40,+30
RM0.3,1
Network11
LDT40
SM5.3,1
Network12
LDT40
OM0.4
SM0.4,1
Network13
LDI0.1
AM0.4
OQ0.5
AM0.7
ANM5.4
ANI0.2
SQ0.5,1
RQ0.1,1
TONT41,+10
Network14
LDT41
SM5.4,1
Network15
LDT41
AM0.7
OQ0.2
ANM5.5
ANI0.2
SQ0.2,1
RQ0.5,1
TONT42,+30
RM0.4,1
Network16
LDT42
OM0.5
SM0.5,1
SM5.5,1
Network17
LDI0.1
AM0.5
OQ0.6
AM0.7
ANM5.6
ANI0.2
SQ0.6,1
RQ0.2,1
TONT43,+10
Network18
LDT43
SM5.6,1
Network19
LDT43
AM0.7
OQ0.7
ANM5.7
ANI0.2
SQ0.7,1
RQ0.6,1
TONT44,+30
Network20
LDT44
SM5.7,1
RQ0.7,1
Network21
LDT44
RM5.0,8
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