基于PLCS7200PLC四节传送带实训报告.docx
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基于PLCS7200PLC四节传送带实训报告
实训报告
题目名称:
四节传送带的模拟
系部:
电气与信息工程系
专业班级:
自动化13-1
学生姓名:
赵新勇
学号:
30
指导教师:
徐立军
完成日期:
新疆工程学院
实训评定意见
实训题目四节传送带的模拟
系部电气与信息工程系专业班级自动化13-1
学生姓名赵新勇学生学号30
评定意见:
评定成绩:
指导教师(签名):
年月日
评定意见参考提纲:
一、学生完成的工作量与内容是不是符合任务书的要求。
二、学生的勤勉态度。
3、设计或说明书的优缺点,包括:
学生对理论知识的把握程度、实践工作能力、表现出的制造性和综合应用能力等。
新疆工程学院
电气与信息工程系(部)实训任务书
2016/2017学年上学期2017年1月3日
专业
自动化
班级
自动化13-1
课程名称
工厂电控及PLC
实训题目
四节传送带的模拟
指导教师
徐立军
起止时间
周数
1
实训地点
系机房
实训目的:
1、贯彻理论联系实际的教学原则,巩固和扩大已学过的电子技术的基础知识,为技术基础课和专业课程的学习建立初步的感性认识并提高学生的工程实践能力。
2、掌握PLC编程应用的基本方法。
3、了解常用工业控制的设计流程以及电路设计原理。
4、培养学生的劳动观念,加强组织性和纪律性,促进学生综合素质的全面提高。
实训任务或主要技术指标:
1、PLC编程训练;
2、工业控制系统设计训练。
3、工厂电气控制电路设计及组装训练。
实训进度与要求:
:
完成PLC程序设计及仿真;
:
完成实训报告;
:
答辩。
主要参考书及参考资料:
[1]郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术[M].南京:
东南大学出版社,
[2]宋伯生.陈东旭.PLC应用及实验教程[M].北京:
机械工业出版社,
[3]图解PLC与电气控制入门[Z]北京:
人民邮电出版社.
[4]孙同景.PLC原理及工程应用[D].北京:
机械工业出版社,
教研室主任(签名)系(部)主任(签名)
摘要
20世纪70年代,诞生了两种改变整个世界及商业治理模式的运算机。
产生于1976年的苹果II型,是世界上最先取得普遍利用的微型运算机。
现今价值数十亿美元的个人运算机产业确实是从那个当初由两名年轻人在车库里成立的小公司衍生而来的。
另外一类运算机,是由RichardMorley在1972年发明的,现在称之为可编程逻辑操纵器(PLC)。
它最初并无像个人运算机那样取得名称上的普遍认同,可是却给制造业带来了一样意义重大的冲击。
PLC通常被称为工厂级别的个人运算机。
随着科学技术的进展,电器操纵技术在个领域中取得愈来愈普遍的应用。
可编程序操纵器(PLC)的应用使电器操纵技术发生了全然的转变。
今天,咱们的生活环境和工作环境有愈来愈多称之为可编程操纵器的小电脑在为咱们服务,可编程操纵器在工业操纵,尖端武器,通信设备,信息处置,家用电器等各测、操纵领域的应用中独占鳌头。
PLC可编程序操纵器是以微处置器为基础综合了运算机技术、半导体技术、自动操纵技术、数字技术和网络通信技术进展起来的一种通用工业自动操纵装置。
它具有结构简单、编程方便、靠得住性高等优势,已普遍用于工业进程和位置的自动操纵中。
本设计确实是应用可编程操纵器来实现模拟四条皮带运输机的传送系统,别离用四台电动机带动,完成相应的操纵要求。
关键词:
可编程操纵器PLC;四节传送带装置;电气操纵;
1概述
PLC的概述
可编程逻辑操纵器,PLC(ProgrammableLogicController),一种数字运算操作的电子系统,是以微机处置器为基础,综合了运算机技术、半导体集成技术、自动操纵技术、数字技术和通信网络技术进展起来的一种通用工业自动操纵技术,它采纳一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序操纵,按时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出操纵各类类型的机械或生产进程。
它面向操纵进程、面向用户、适应工业环境、操作方便、靠得住性高,成为现代工业操纵的三大支柱之一。
PLC的历史
在PLC问世之前,工业操纵领域中是继电器操纵站主导地位。
继电器操纵系统有着十分明显的缺点:
体积大、耗电多、靠得住性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等,而PLC是从初期的继电器逻辑操纵系统进展而来的。
自1836年继电器问世,人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接,组成用途各异的逻辑操纵或顺序操纵。
上世纪60年代末,它不断吸收微运算机技术使之功能不断增强,慢慢适合复杂的操纵任务。
随着微电子技术、运算机技术和数据通信技术的飞速进展、微处置器的显现,和流程加工行业(如汽车制造业)对生产流程迅速、频繁变更的需求,PLC技术显现并快速进展。
目前,PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃,使初期的PLC从最初的逻辑操纵、顺序操纵,进展成为具有逻辑判定、按时、计数、经历和算术运算、数据处置、联网通信及PID回路调剂等功能的现代PLC。
可是,仍然沿用着顺序扫描、程序操纵等大体模式及CPU+通信+I/O的大体结构。
PLC之因此有生命力,在于它加倍适合工业现场和市场的要求:
高靠得住性、强抗各类干扰的能力、编程安装利用简便、低价钱长寿命。
它的输入输出端更接近现场设备,不需添加太多的中间部件或需要更多的接口,如此节省了用户时刻和本钱。
PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等操纵部件,而上端一样是面向用户的微型运算机。
PLC的诸多优势确信了其在工业中的普遍应用。
PLC的要紧功能
一、操纵功能。
包括顺序操纵、逻辑操纵、按时、计数等。
二、数据搜集与输出。
3、输入/输出接口调理功能。
具有A/D、D/A转换功能,通过I/O模块完成
对模拟量的操纵和调剂,具有温度、运动等测量接口。
4、数据处置功能。
包括大体数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、
滤波等。
五、支持人机界面功能。
提供操作者以监视机械/进程工作必需的信息。
许诺
操作者和PC系统与其应用程序彼此作用,以便作决策和调整,实现工业运算机
的分散和集中操作与监视系统。
六、通信、联网功能。
现代PLC大多数都采纳了通信、网络技术,有RS232
或RS485接口,可进行远程I/O操纵,多台PLC可彼其间联网、通信,外部器
件与一台或多台可编程操纵器的信号处置单元之间,实现程序和数据互换,如程
序转移、数据文档转移、监视和诊断。
在系统组成时,可由一台运算机与多台
PLC组成“集中治理、分散操纵”的散布式操纵网络,以便完成较大规模的复杂
操纵。
通常所说的SCADA系统,现场端和远程端也能够采纳PLC作现场机。
7、编程、调试等,而且大部份支持在线编程。
PLC的要紧特点
一、结构形式多样,模块化组合灵活。
有固定式适于小型系统或机床,组合
式适于集操纵系统。
最少的PLC只有6点,而AB的ControlLogix系统的容量达128000点。
二、靠得住性高。
PLC的MTBF一样在40000~50000h以上,有的在10-20万h,
且均有完善的自诊断功能。
3、编程方便。
操纵具有极大灵活性。
PLC作为通用工业操纵运算机,是面
向工矿企业的工控设备。
它接口容易,编程语言易于为工程技术人员同意。
梯形
图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑操纵指令就能够够方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂运算机原理和汇编语言的人利用运算机从事工业操纵打开了方便之门。
4、功能壮大。
PLC进展到今天,已经形成了大、中、小各类规模的系列化
产品。
能够用于各类规模的工业操纵场合。
除逻辑处置功能之外,现代PLC
大多具有完善的数据运算能力,可用于各类数字操纵领域。
最近几年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置操纵、温度操纵、CNC等各类工业操纵中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的进展,利用PLC组成各类操纵系统变得超级容易。
五、适应工业环境。
适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境和电磁干扰
环境。
六、安装、维修简单。
与DCS相较,价钱低。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,
大大减少了操纵设备外部的接线,使操纵系统设计及建造的周期大为缩短,同时
保护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备通过改变程序改变生产进程成为可
能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
7、当前PLC产品紧跟现场总线的进展潮流。
PLC的网络通信
PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位运算机之间和PLC与其他智能设备间的通信。
PLC系统与通用运算性能够直接或通过通信处置单元、通信转接器相连组成网络,以实现信息的互换,并可组成"集中治理、分散操纵"的散布式操纵系统,知足工厂自动化(FA)系统进展的需要,各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散操纵,然后采纳网络连接组成集中治理的散布式网络系统。
目前各厂商都主推各自的总线标准,如西门子Profibus、A-BControlNet
及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。
但其组成的“集中治理、分散操纵”散布
式操纵方式是十分类似的。
如ROCKWELL(A-B)推出了“全方位自动化”的理念,推荐三层网络结构,即1)设备层(DeviceNet为代表);2)操纵层(ControlNet
为代表);3)治理层(EtheNet)。
2S7-200的指令系统及编程
编程语言
可编程操纵器的应用软件是指用户依照自己的操纵要求编写的用户程序。
由
于可编程操纵器的应用处合是工业现场,它的要紧用户是电气技术人员,因此其
编程语言与通用的运算机编程语言相较,具有明显的特点,它既不同于高级语言,
又不同于汇编语言,它要知足易于编写和易于调试的要求,还要考虑现场电气技
术人员的同意水平和应用适应。
因此,可编程操纵器通常利用梯形图语言,又称
继电器语言,更有人称之为电工语言。
另外,为知足各类不同形式的编程需要,
依照不同的编程器和支持软件,还能够采纳指令语句表、逻辑功能图、顺序功能
图、流程图及高级语言进行编程。
梯形图是一种图形编程语言,是面向操纵进程
的一种“自然语言”,它沿用继电器的触点(触点在梯形图中又常称为接点)、线
圈、串并联等术语和图形符号,同时也增加了一些继电器操纵系统中所没有的特
殊功能符号。
梯形图语言比较形象、直观,关于熟悉继电器操纵线路的电气技术
人员来讲,很容易被同意,且不需要学习专门的运算机知识,因此,在PLC应用中,梯形图是利用得最大体、最普遍的编程语言。
但这种编程方式只能用图形编程器直接编程。
PLC的梯形图尽管是从继电器操纵线路图进展而来的,但与其又有一些本质
的区别:
(1)PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称,如输入继电器、
输出继电器、维持继电器、中间继电器等。
可是,这些继电器并非是真实的物理
继电器,而是“软继电器”。
这些继电器中的每一个,都与PLC用户程序存储器
中的数据存储区中的元件映像寄放器的一个具体大体单元相对应。
若是某个大体
单元为“1”状态,则表示与那个大体单元相对应的那个继电器的“线圈得电”。
反之,若是某个大体单元为“0”状态,则表示与那个大体单元相对应的那个继
电器的“线圈断电”。
如此,就能够依照数据存储区中某个大体单元的状态是“1”
仍是“0”,判定与之对应的那个继电器的线圈是不是“得电”。
PLC梯形图中仍然保留了常开接点和常闭接点的名称,这些接点的接通或断开,取决于其线圈是不是得电。
(3)PLC梯形图中的各类继电器接点的串、并联连接,实质上是将对应这些大体单元的状态依次掏出来,进行“逻辑与”、“逻辑或”等逻辑运算。
而运算机对进行这些逻辑运算的次数是没有限制的,因此,可在编制程序时无穷次地利用各类继电器的接点,且可依照需要采纳常开(动合)或常闭(动断)的形式。
注意,在梯形图程序中,同一个继电器的线圈一样只能利用一次。
(4)在继电器操纵线路图中,左、右双侧的母线为电源线,在电源线中间的各个支路上都加有电压,当某个或某些支路知足接通条件时,就会有电流流过接点和线圈。
(5)在继电器操纵线路图中,各个并联电路是同时加电压并行工作的,由于实际元件动作的机械惯性,可能会发生接点竞争现象。
(6)PLC梯形图中的输出线圈只对应存储器中的输出映像区的相应位,不能用必需通过指定的输出继电器,经I/O接口上对应的输出单元(或输出端子)才能驱动现场执行机构。
四节传送带系统的进展
以后传送带设备的将向着大型化进展、扩大利用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面进展。
大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。
水力输送装置的长度已达440千米以上带式输送机的单机长度已近15千米,并已显现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送道”。
很多国家正在探讨长距离、大运量持续输送物料的更完善的输送机结构。
扩大输送机的利用范围,是指进展能在高温、低温条件下有侵蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的,和能输送灼热、易爆、易结团、粘性物料的传送带设备。
3整体设计
随着科学技术的进展和微型运算机操纵技术的普遍应用,人们对传送带操纵的方便性、安全性、快捷性等方面要求也愈来愈高,传送带操纵系统的短处也愈来愈明显,目前处于主导地位的自动传送带操纵系统是可编程操纵器(PLC)操纵,大大的弥补了以往传送带操纵的不足的地方。
随着时期的进展,传送带技术也在不断更新。
利用SETP-7软件编写软件程序,应用S7-200PLC操纵四节传送带系统的硬件电路,并利用梯形图操纵程序设计,通过操纵S7-200PLC的按时继电器的功能来实现四条皮带的运行。
四节传送带系统的工作要求
有一个用四条皮带运输机的传送系统,别离用四台电动机带动,操纵要求如下:
1.启动时先起动最末一条皮带机,通过1秒延时,再依次起动其它皮带机。
2.停止时应先停止最前一条皮带机,待料输送完毕后再依次停止其它皮带机。
3.当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机当即停止,而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障,M一、M2当即停,通过1秒延时后,M3停,再过1秒,M4停。
4.当某条皮带机上有重物时,该皮带机前面的皮带机停止,该皮带机运行1秒后停,而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如,M3上有重物,M一、M2当即停,过1秒,M3停,再过1秒,M4停。
图3-1四节传送带的模拟
功能说明
M一、M二、M3、M4表示传送带的运动,启动、停止用动合按钮来实现,负载或故障设置用钮子开关来模拟,电机的停转或运行用发光二极管来模拟。
启动时先按下SB1,起动最末一条皮带机,通过1秒延时,再依次起动其它皮带机。
停止时应先按下SB2,停止最前一条皮带机,待料输送完毕后再依次停止其它皮带机。
A、B、C、D表示故障设定,别离模拟M一、M二、M3、M4发生故障时的情形,当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机当即停止,而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障,只需按下B按钮即可,则M一、M2当即停,通过1秒延时后,M3停,再过1秒,M4停。
E、F、G、H别离为重物模拟按钮,当某条皮带机上有重物时,该皮带机前面的皮带机停止,该皮带机运行1秒后停,而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如,M3上有重物,M一、M2当即停,过1秒,M3停,再过1秒,M4停。
输入/输出接线列表:
输入
接线
SB1
A
B
C
D
E
F
G
H
SB2
输出
接线
M2
M3
M4
图3-2输入/输出接线列表
输入/输出接线图:
图3-3输入/输出接线图
四节传送带系统的流程图:
四节
图3-4四节传送带系统的流程图
4程序设计
四节传送带梯形图:
5仿真与调试
图5-1CPU选型
图5-2仿真图
图5-3仿真图
调试
软件部份调试:
软件程序由STEP-7软件编写,能够对程序网络框图进行标注,程序编写完成后,对程序进行编译连接,如有程序错误,在进行修改,直到没有错误为止,然后将程序下载到PLC中。
硬件部份调试:
实验的硬件部份调试能够在实验台上进行,本次实验采纳PLC224,由实验台进行初步伐试,程序下载完成后,按下开始按钮,第四段皮带,第三段皮带,第二段皮带,第一段皮带依次运行,时刻距离为1秒。
按下停止按钮后,第一段皮带,第二段皮带,第三段皮带,第四段皮带依次停止,时刻距离为1秒。
在运行进程中,当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机当即停止,而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如第二条皮带故障,第一、第二条皮带当即停,通过1秒延时后,第三条皮带停,再过1秒,第四条皮带停。
当某条皮带机上有重物时,该皮带机前面的皮带机停止,该皮带机运行1秒后停,而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如,第三条皮带上有重物,第一第二条皮带当即停,再过1秒,第四条皮带停。
如若没有显现错误动作,则实验成功。
能够继续在实物上调试,若不成功,在返回从头在实验台上调试,明白成功为止。
6总结
本次课程设计通过老师和同窗们的帮忙,终于圆满完成,在老师和同窗们的帮忙下,克服了很多困难,在做课程设计的进程中,我又学到了很多东西。
这些在以后的学习和工作进程中会有很多的帮忙。
本次课程设计是应用S7-200PLC操纵四节传送带系统的硬件电路,并利用OB1的梯形图操纵程序设计。
通过操纵S7-200PLC的按时继电器的功能来实现四条皮带的运行,熟悉把握好按时器和PLC中大体的软组件利用方式和作用,依照选题利用按时器和继电器特点进行编程,使按下某按钮后实现不同的功能当程序编好后,利用S7-200软件调试系统进行调试,依照功能要求使其一步步实现。
其中每一个程序都进行反复调试,直至实现相应的功能。
若是调试没有成功再校验程序有无输入错误或检查程序是不是编辑错误,就如此周而复始直至程序调试成功。
7致谢
这次毕业设计使我把书本上的理论知识运用到相关的具体内容上,让我自身的设计能力取得了培育和提高。
在设计进程中,我通过查阅大量相关资料、自学、同同窗交流,向老师请教等方式,使自己学到了很多知识。
尽管经历了很多艰辛,但收成却也一样令人欣慰!
在整个设计开发进程中,我知道了许多东西,也培育了我独立工作的能力,树立了自己工作能力的信心,相信会对尔后的学习工作生活产生超级重要的阻碍。
而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在制造进程中的探讨的艰巨和成功的喜悦。
在此我要特别感谢我们指导老师,她的悉心教导以及孜孜不倦我才有了这部完整的设计,她时常督促我们认真快速的完成设计以便更好的投入到工作中,同时还要感谢和我一起奋斗共同完成这个设计的小组成员们,大家辛苦了,于此希望老师工作顺利!
身体康健!
同小组的成员都能顺利答辩成功!
参考文献
[1]郁汉琪.电气操纵与可编程操纵器应用技术[M].南京:
东南大学出版社,
[2]宋伯生.陈东旭.PLC应用及实验教程[M].北京:
机械工业出版社,
[3]图解PLC与电气操纵入门[Z]北京:
人民邮电出版社.
[4]孙同景.PLC原理及工程应用[D].北京:
机械工业出版社,
[5]钟肇新.范建东.冯太合.可编程操纵器原理及应用[M].广州:
华南理工大学出版社.
[6]周波.胡修玉.可编程操纵器原理与应用[M].北京:
国防工业出版社.
[7]王曙光.S7-200PLC应用基础与实例.人民邮电出版社,2007
[8]严盈富.西门子S7-200PLC入门.人民邮电出版社,2007
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