上料检测站plc课程设计.docx
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上料检测站plc课程设计.docx
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上料检测站plc课程设计
模拟化生产实验台
“上料检测站”课程设计报告
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指导老师:
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1上料检测站控制系统总体设计
1.1系统概括
该模拟生产线是由独立的六个工作站相互连接而成。
它们分别是上料检测站、搬运站、加工检测站、安装站、安装搬运站和分类站。
这六个站连接成生产线后可完成工件类别的检测、加工、搬运、安装和分类。
上料检测站功能:
回转上料台将工件依次送到检测工位;
提升装置将工件提升并检测工件颜色。
系统采用西门子S7-200,CPU型号为226,额定电压为220V,系统的传动以气动为主,气源为空气压缩机,工作压力为1Mpa,公称容积为10升,控制面板分别由开始、复位、特殊、手/自、单/联、上电、急停、停止组成,传感以光电开关为主。
1.2上料检测站说明及工艺流程
本站为上料检测站,回转上料台将工件依次送到检测工位,提升装置将工件提升并检测工件颜色,向后站发出信息。
此站的工作流程如图1所示。
图1上料检测站工作流程图
2上料检测站控制系统硬件设计
2.1PLC选型
上料检测站采用PLC进行控制,而且PLC的型号均为S7-200,S7-200是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
S7-200系列出色表现在以下几个方面:
极高的可靠性;
极丰富的指令集;
易于掌握;
便捷的操作;
丰富的内置集成功能;
实时特性;
强劲的通讯能力;
丰富的扩展模块。
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
如:
冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统。
S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用,CPU221~226各有2种类型CPU,具有不同的电源电压和控制电压。
此次设计采用了CPU226,该机集成24输入点,16输出点,共40个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可容易地整体拆卸。
用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适应于一些复杂的中小型控制系统,CPU226的外形如图2所示。
图2CPU226的外形图
2.2I/O地址定义
在PLC接线及其编程中需要定义I/O地址,这样可以清晰简单的完成一系列所期望的工作台运作。
本工作站的I/O地址定义如下。
公共I/O地址定义如表1所示。
表1公共I/O地址定义
地址
定义
I0.1~I0.7
传感器输入
I1.0
开始
I1.1
复位
I1.2
特殊
I1.3
手/自
I1.4
单/联
I1.5
停止
I1.6
上电
I2.0~I2.5
为通讯口
Q1.2~Q1.7
为通讯口
Q1.2,Q1.3,Q1.4
对应后站的I2.0,I2.1,I2.2
Q1.5
对应前站I2.4
Q1.2
大工件颜色
Q1.3
小工件颜色
Q1.4
废品
Q0.1~Q0.6
PLC动作输入
Q0.7
开始灯
Q1.0
复位灯
Y014
停止灯
上料检测站I/O地址定义如表2所示。
表2上料检测站I/O地址定义
地址
定义
I0.0
有料
I0.1
白色
I0.5
上升到位
I0.6
下降到位
Q0.0
电机旋转
Q0.3
上升
2.3系统电路
我们下面将对控制面板电路,传感器电路,电机电路,上料检测站电路进行研究与探讨。
2.3.1控制面板
1.控制面板内容
控制面板有五个按钮开关、二个选择开关和一个急停开关。
(1)按钮
按钮1:
开始
按钮2:
复位
按钮3:
特殊功能按钮
两位旋钮4:
自动/手动
两位旋钮5:
单站/联网
按钮6:
停止/报警
按钮7:
上电
按钮8:
急停
(2)显示灯
绿色显示灯1:
开始指示
黄色显示灯:
复位指示
红色显示灯:
停止指示
绿色显示灯2:
上电指示
2.按钮电路
按钮电路如图3所示。
图3按钮电路
3.显示灯电路
显示灯电路如图4所示。
图4显示灯电路
4.控制面板电路图
控制面板电路图如图5所示。
与PLC的接线见图13。
图5控制面板电路图
2.3.2上料检测站
1.上料检测站内容
上料检测站的作用是将毛胚件依次送到检测工位,提升装置将工件提升并检测毛胚件的颜色,并向后站发出信息。
上料检测站共有2个光电开关(光电传感器)、2个磁性开关(磁感应传感器)、1个气压缸、1个步进电动机、1个继电器和1个电磁阀组成。
2.上料检测站各组成部分简介
(1)传感器
本站共有两种传感器,分别为光电开关和磁性开关。
1)光电开关
光电开关为红外线光电开关,型号为SB03—1K,如图6所示。
图6SB03-1K外形图
外型尺寸图如图7所示。
图7SB03-1K外型尺寸图
光电开关的原理如图8所示。
图8光电开关原理图
其参数为:
U:
10V~30VDC;
I:
≤200mA;
NPN常开;
检测距离(Sn):
30cm(可调)。
2)磁性开关
电磁开关的型号为D-C73,接线如图9所示。
图9磁性开关接线图
D-C73的参数,如表3所示。
表3D-C73参数
名称
D—C73
用途
继电器、程序控制器
负载电压
24VDC
100VAC
负载电流
5mA~40mA
5mA~0mA
泄漏电流
0mA
内部电压降
≤2.4V
指示灯
接通时发光二极管亮
安装形式
轨道安装
响应时间
≤1.2ms
绝缘电阻
500VDC时,≥50MΩ
绝缘耐压
1500VAC,1min不击穿
环境温度
-10℃~+60℃
保护构造
IEC规格IP67,防浸(JISC0920)以及防油构造
(2)电动机
Q0.0输出的为一个由继电器控制的24V直流电机,电源为24V,接线如图10所示。
图10电动机接线原理图
(3)气缸
Q0.3输出控制的是电磁换向阀,电磁换向阀控制气缸,其接线原理如图11所示。
图11控制气缸的接线原理图
3.上料检测站接线图
上料检测站PLC端子分布如图12所示。
图12上料检测站PLC端子分布图
上料检测站的电路如图13所示。
图13上料检测站电路图
3程序举例
实验台的整个工作流程是通过一系列PLC程序来实现的,由电脑界面往PLC中输入,S7-200是用梯型图的方式来完成编程,以上料检测站为例此梯形图如图14所示。
图14上料检测站程序图
4结论
经过两个星期的努力,完成了课程设计。
本次课程设计课题为“模块化生产控制系统设计”,其具体任务是对上料检测站进行控制系统硬件设计及软件设计,且经检测画出输入输出元器件的电路图及工作站的总的电路图。
在整个设计过程中,对工业模块控制系统、S7-200控制系统有了较深入的认识,对课程后的工作打下了较坚实的基础。
整个任务完成过程中,我的工作主要包括以下几项内容:
1.较好地掌握了S7-200控制系统。
2.进行了工业模块控制面板的设计。
3.进行了光电传感器、磁感应传感器的选型和电路设计。
4.进行了上料检测站的电路设计。
5.对上料检测站部分软件设计。
由于时间关系,以及个人能力问题,这次设计中肯定存在不少问题,本设计只是针对工作台的接线电路图作了研究学习,未能涉及到PLC的软件程序的深入研究,这是本设计的遗憾之处。
总之,在这次课程设计中,通过我个人的努力以及老师的指导和同学的帮助,我学到了许多有用的知识,并顺利地完成课程设计任务。
这个过程使我的理论知识和动手实能力都有所提高,知道怎样把PLC的书本知识放到实践中,同时也学会怎样将理论和实践相结合。
同时,与指导老师的交流合作,使我逐渐的建立起一种工程思想,并且有了一个严谨的工作态度,这将使我受益终生。
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- 检测 plc 课程设计