PLC的傳送帶控制

工程實訓(xùn)4機電液一體化設(shè)計實訓(xùn)報告北 方 民 族 大 學(xué)工程實訓(xùn)4報告（2013級）專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 13級 2班 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 成 績： 指導(dǎo)教師： 批改時間： 機電工程學(xué)院制2016年8月第3頁實訓(xùn)課程名 稱工程實訓(xùn)4課程代碼c課程學(xué)分2學(xué) 時2周實訓(xùn)項目名 稱自動傳送帶控制同組成員實訓(xùn)地點實訓(xùn)設(shè)備機電工程學(xué)院機電一體化實驗室柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)、仿真軟件（組態(tài)軟件、PLC S7200軟件）、計算機、控制柜等。教學(xué)參考資料機電一體化系統(tǒng)、機器人技術(shù)及應(yīng)用、柔性制造系統(tǒng)、液氣壓傳動電氣控制與PLC原理及應(yīng)用等相關(guān)教材、參考書，以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫文獻資料等。考核方式：過程考核 + 終結(jié)考核考核要點：設(shè)計方案的可行性、模型或算法程序的正確性、功能實現(xiàn)的完整性、完成實訓(xùn)任務(wù)期間的出勤及學(xué)習態(tài)度等。結(jié)果評價：過程考核20% + 終結(jié)考核80%（其中，實訓(xùn)報告占50%，答辯結(jié)果及現(xiàn)場實操等占30%）。過程考核（20%）終結(jié)考核80%總評實訓(xùn)報告（50%）答辯成績（30%）第3頁目 錄第1章 目的和要求11.1實訓(xùn)目的11.2實驗器材11.3實驗要求11.4實驗內(nèi)容2第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計22.1總體方案設(shè)計22.2系統(tǒng)平臺描述32.3系統(tǒng)構(gòu)成4第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計53.1系統(tǒng)功能設(shè)計53.2 可編程控制器53.3 I/O口的點數(shù)及地址分配53.4程序設(shè)計6第4章 系統(tǒng)程序調(diào)試134.1實訓(xùn)結(jié)果134.2實際遇到的問題13結(jié)論15自我總結(jié)15第1章 目的和要求1.1實訓(xùn)目的1. 能熟悉基于PLC控制的傳送帶合理起停的開發(fā)流程。搭建具體硬件（含氣壓、電路）連接，并完成軟硬件的調(diào)試。2. 熟練掌握相關(guān)PLC軟件及編程方法，能熟練使用梯形圖編寫傳送帶的運動控制。3.熟悉并掌握各種電器元件（光電開關(guān)、報警器、繼電器等）的技術(shù)參數(shù)和使用方法以及了解傳送帶單元系統(tǒng)所涉及的各種機械機構(gòu)的設(shè)計原理。1.2實驗器材計算機、氣壓泵、S7200 （V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9）PLC編程軟件、各級傳送帶系統(tǒng)、控制柜、工件及托盤、計時器。1.3實驗要求1.通過本實訓(xùn)項目的實施，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習能力，協(xié)調(diào)溝通能力，任務(wù)劃分及任務(wù)間信息接口設(shè)計能力，提高利用所掌握的PLC程序設(shè)計解決實際問題的能力。2.要求分組學(xué)員能夠按照上述任務(wù)描述，自主查閱、學(xué)習相關(guān)資料，了解掌握自動傳送帶的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動控制、相關(guān)狀態(tài)檢測原理，提出合理的設(shè)備啟、停控制邏輯，對設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并將相應(yīng)狀態(tài)傳送到人機交互界面進行顯示。3.根據(jù)前期的設(shè)計，完成相應(yīng)PLC程序的設(shè)計及調(diào)試工作，使設(shè)備按預(yù)設(shè)進行正常運轉(zhuǎn)，能對異常工作狀態(tài)及急停命令做出響應(yīng)，工作狀態(tài)在人機交互界面顯示。 4.與“自動傳送帶控制人機交互界面設(shè)計”組協(xié)商制定任務(wù)間的信息交互接口。1.4實驗內(nèi)容1熟悉實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗要求?系統(tǒng)設(shè)計：1）、自動傳送帶做為自動化生產(chǎn)線的重要組成部分，它為生產(chǎn)線各個工序段之的物料流提供保障，所以傳送帶的高效、安全運轉(zhuǎn)關(guān)系整到個系統(tǒng)的正常運行，這就對傳送帶的運行控制、狀態(tài)檢測提出了較高的要求，做為實訓(xùn)任務(wù)，要求能對傳送帶進行初始化自檢，按合理的控制邏輯啟、停設(shè)備，并能對運轉(zhuǎn)過程中的狀態(tài)監(jiān)測，并做出相應(yīng)響應(yīng)。2）、I/O口的點數(shù)確定，根據(jù)點數(shù)進行PLC的選型設(shè)計，進行I/O口地址分配；3）、畫出電氣原理圖；4）、程序設(shè)計。3.系統(tǒng)調(diào)試第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計2.1總體方案設(shè)計設(shè)計傳送帶的運行控制、狀態(tài)檢測，首先熟悉機電一體化實驗室的傳送帶單元系統(tǒng)?？紤]到立體倉庫工件的出庫和入庫情況及傳送帶的所需要的實際工況，設(shè)計七條傳送帶的起停順序為“逆起順?！奔矗簜魉蛶禹樞驗閺牡?級傳送帶到第1級傳送帶的啟動（順序聯(lián)動通過時間定時器作為開關(guān)量），停止時先停下第1級傳送帶，然后依次停掉第2、3、4、5、6、7級傳送帶（同樣的用時間計時器作為開關(guān)量控制系統(tǒng)的停止）。2.2傳送帶系統(tǒng)平臺描述自動傳送帶做為自動化生產(chǎn)線的重要組成部分，它為生產(chǎn)線各個工序段之的物料流提供保障，所以傳送帶的高效、安全運轉(zhuǎn)關(guān)系整到個系統(tǒng)的正常運行。根據(jù)實驗室柔性制造系統(tǒng)的工作要求以及考慮到系統(tǒng)突然斷電而傳送帶上的物體沒有傳送完畢（意外斷電情況），當傳送帶系統(tǒng)控制柜上電過后啟動第七條傳送帶，如果帶7上傳感器檢測到工件則帶停，等待立體倉庫的跺碼機器人取貨；如果帶7沒有工件則一定時間后啟動第六條傳送帶，帶6上有工件且在帶7停止的條件下當工件傳送帶到帶6最后一個傳感器時停；如果帶6上沒有工件則一定時間后準備啟動帶5；（CCD進行來料視覺檢測是自動化生產(chǎn)線必不可少的環(huán)節(jié)，利用CCD尺寸檢測設(shè)備及自動傳送帶的旋轉(zhuǎn)平臺，對從立體倉庫取出的生產(chǎn)坯料進行檢測，若坯料合格，則經(jīng)過傳送帶正常輸送下一工序，否則利用轉(zhuǎn)角輸送機將問題料拋入收集箱，并對工作過程進行統(tǒng)計、顯示。這里不考慮CCD視覺檢測系統(tǒng)的嵌套配合）帶5為90度升降轉(zhuǎn)臺，帶3亦是，對帶5帶3的控制需要就考慮多種狀況。當帶5上有物體時若帶5與帶6平行則帶5在帶6運動一定時間后運動；當帶5與帶4平行則帶5轉(zhuǎn)臺上升旋轉(zhuǎn)與帶6平行后下降，下降到位后啟動帶5使帶上的工件傳到帶6上；若帶5上沒有工件則一定時間后啟動帶4如果帶4最后一個傳感器檢測到工件后，帶4停止且?guī)?做與帶4平行的動作（若帶5本來與帶4平則帶5繼續(xù)運動直到帶5上傳感器檢測到工件后停止；然后做與帶6平行的動作。）同樣的帶3、帶2、帶1也照同樣的邏輯啟動，完成各級傳送帶的順序啟動。2.3系統(tǒng)構(gòu)成1、機電一體化實驗室主要設(shè)備是柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)，主要由圖示各部分組成，本組任務(wù)主要是基于柔性制造系統(tǒng)中的傳送帶控制單元。第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計3.1系統(tǒng)功能設(shè)計 根據(jù)一般傳送帶控制要求，對傳送帶進行初始化自檢，設(shè)計合理的控制邏輯啟、停設(shè)備，能對運轉(zhuǎn)過程中的狀態(tài)監(jiān)測，并做出相應(yīng)響應(yīng)。傳送帶系統(tǒng)功能有：1、各級傳送帶啟動； 2、停止； 3、急停； 4、自動啟動； 5、傳送帶上的傳感器狀態(tài)及各傳送帶狀態(tài)（特別是90度升降轉(zhuǎn)臺）； 6、各監(jiān)測裝置的信息反饋（與人機交互界面設(shè)計組協(xié)商）。3.2 可編程控制器本方案根據(jù)實驗室條件，選用西門子ST-200。選用相應(yīng)的PLC編程軟件編寫傳送帶邏輯控制的梯形圖。3.3 I/O口的點數(shù)及地址分配輸入輸出按鈕名稱PLC對應(yīng)輸入端口按鈕說明輸出端口中間繼電器SB1I0.1電控柜上電系統(tǒng)啟動Q0.1SMO.1I0.3帶1上工件檢測Q0.2I0.4帶2上工件檢測1Q0.3M1I0.5帶2上工件檢測2Q0.4M2I0.6帶2上工件檢測3Q0.5M3I0.7帶3上工件檢測Q0.6M4I1.0帶3旋轉(zhuǎn)伸縮檢測Q0.7M5I1.1帶3旋轉(zhuǎn)伸出檢測Q1.0M6I1.2帶3升降縮回檢測Q1.1M7I1.3帶3升降伸出檢測Q2.1I1.4帶4上工件檢測1Q2.2I1.5帶4上工件檢測1Q2.4I2.0帶4上工件檢測1Q2.5I2.1帶5上工件檢測1I2.2帶5旋轉(zhuǎn)伸縮檢測I2.3帶5旋轉(zhuǎn)伸出檢測I2.4帶5升降縮回檢測I2.5帶5升降伸出檢測I2.6帶6上工件檢測1I2.7帶6上工件檢測2I3.0帶6上工件檢測3圖7 I/O口地址分配圖（即：PLC程序全局變量表）3.3.1電氣原理圖根據(jù)實驗中PLC輸入輸出、I/O口的點數(shù)及地址分配等熟悉電氣連接圖，以便更好地編寫程序。3.4程序設(shè)計1 、PLC梯形圖及其編寫說明說明：傳送帶開始運作時，先啟動最后一條傳送帶，一定時間后依次啟動后面的傳送帶。帶7停止停止條件為其上的傳感器檢測到物體。說明：上面的程序段為帶6的運動控制程序，采用傳感器1觸發(fā)并和T37時間繼電器形成邏輯上的聯(lián)動。通過時間繼電器T38延時來啟動帶5并形成自鎖。說明：上面的這個程序是研究了很久才編寫出來的，其主要的問題是帶5的上升與下降、旋轉(zhuǎn)、以及帶上有無工件、帶5與帶6還是與帶4平行的問題分析比較繁雜，所以其邏輯控制需要正確的控制條件。例如利用當帶4上的工件轉(zhuǎn)送到帶4最后一個傳感器時，帶5需要與帶4并行，工件傳到帶5并檢測到時帶需要停止，然后做與帶6并行的動作，并且當帶5與帶并行時再一次啟動帶5，以便工件傳到下一條傳送帶上。 上接網(wǎng)絡(luò)9： 。 說明：上述程序為帶3的運動控制與帶5的原理一樣。 說明：子程序0和1是控制帶5和帶3上升旋轉(zhuǎn)分別與帶4與帶2并行。說明：上述子程序的運行條件是當帶4最后一個傳感器檢測到工件，子程序運行完成返回主程序。子程序的旋轉(zhuǎn)復(fù)位不會影響主程序的旋轉(zhuǎn)動作。說明：子程序1的原理與子程序0一樣，主要是完成當帶3與帶4平行時，帶2上最后一傳感器檢測到工件時執(zhí)行，實現(xiàn)上升旋轉(zhuǎn)與帶2并行后下降，完成這一系列動作返回主程序，準備接受由帶2傳送來的工件，并在主程序中完成傳遞給帶4的任務(wù)。第4章 系統(tǒng)程序調(diào)試4.1實訓(xùn)結(jié)果 1、第一次下載程序到PLC中，利用帶2上的傳感器啟動系統(tǒng)，后來改為控制柜上電啟動系統(tǒng)，最后一個帶（帶7）啟動；5秒后帶6啟動；再過5秒后帶5啟動，就這樣每過一定時間依次啟動帶3、帶2、帶1。同時當各級帶上有工件時能按照系統(tǒng)設(shè)計之初的思路完成相應(yīng)動作。 2、斷電后各級傳送帶停止。 3、與人際交互界面設(shè)計組的信息交互接口協(xié)定不夠完善。4.2實際遇到的問題1、個人電腦裝上PLC編程軟件后，在連接到PLC接口時會出現(xiàn)連不上的情況，這時需要確定USB接連正確，再進行正確的串口連接，同時要注意波特率的選擇（COM3必須選19.2kb.s）2、初次嘗試編寫梯形圖并下載到plc時報警器一直響起，后來求助田老師才知道是報警器是中間繼電器是常閉的沒有輸出（沒有關(guān)閉）造成的。另外注意有時控制柜跳電是因為過載的原因，學(xué)會打開控制柜檢查電路。這些體會讓我知道了有些問題要學(xué)會自己查PLC接線圖，知道如何分析問題然后去解決問題。3、程序的初步編制看似非常簡單，只需要按照運動流程一步一步往下走就能很快的編制出來，但是后面的修改和調(diào)試就非常的難了，要考慮到程序間的聯(lián)動、互鎖、誤操作引發(fā)的安全問題考慮、程序運行及延時條件等，以至于到最后我們也沒有調(diào)整出一個非常完善的程序。十分遺憾。4、在編程過程中常常會出現(xiàn)編寫出的梯形圖不會按照自己最初的意圖運行，原因是不太熟悉PLC的輸入與輸出之間的聯(lián)動關(guān)系。例如同一個輸出不能隨意的出現(xiàn)在同一程序段里，所以在編寫時要整體把握邏輯控制條件，為免產(chǎn)生混亂最好寫好順序功能圖。在編寫帶5和帶3時尤其需要注意它們自身的啟動條件和停止條件，以及與其配合的前后傳送帶的關(guān)系。為了更好的完成與前后傳送帶的配合問題最好編寫倆條子程序，當滿足條件時子程序運行，完成后返回到主程序。這里還要注意，為了安全問題在調(diào)試帶5帶和3傳送帶時需要將其移出旋轉(zhuǎn)范圍，以免錯誤的控制導(dǎo)致與前后傳送帶的碰撞。待調(diào)試正確后再將其移回到原位。同時在對時間定時器定時調(diào)試時注意可以對傳送帶的速度調(diào)鈕進行旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)調(diào)速確定最后的調(diào)試時間。5、在調(diào)試過程中，要善于利用PLC編程軟件的狀態(tài)監(jiān)控表，能很好的幫助了解程序在運行時的狀態(tài)（能量流的運動順序），幫助完善邏輯控制。同時要注意邊編寫梯形圖時要邊進行必要的程序網(wǎng)絡(luò)注釋，以便在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)錯誤及時修改程序。6、如果在編寫程序時找不到突破口，或不知如何下手時，最好找?guī)讉€實例體會體會，或求助老師有助于啟發(fā)思路繼續(xù)編寫。7、要了解電器元件的工作原理，例如升降檢查、和光電傳感器、氣泵、傳送帶速度調(diào)節(jié)旋鈕等。要注意輸入繼電器（I）每個輸入繼電器都有一個PLC的輸入端子對應(yīng)，它用于接受外部的開關(guān)信號，當外部的開關(guān)信號閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這些觸點可以在編程時任意使用，使用次數(shù)不受限制。8、在最初的程序編制中，我們只是利用傳送帶上的一個傳感器作為系統(tǒng)啟動開關(guān)。后來改成了上電啟動，但是這樣就造成一個問題：即程序在第一次刷新后，各級傳送帶都運動完成后，再斷電后又開啟會出現(xiàn)這樣的狀況：即雖然傳送帶會完成相應(yīng)動作但它們啟動的順序不再是原來的“逆起”，而是上電，傳送帶都啟動。9、在程序調(diào)試過程中，最先出現(xiàn)的問題是竟然前面接通，后面繼電器不會得電動作，我們當時覺得不可能這樣，不是通了么，就去問老師，一開始還理直氣壯，結(jié)果老師一看就問我們，為什么編寫并行程序。因為同一個繼電器在兩個不同動作電路中，導(dǎo)致繼電器同時接受兩個不同信號，所以繼電器不會動作。我們這才恍然大悟。重復(fù)使用了中間繼電器，造成了前后程序沖突從而造成繼電器不能輸出，所以如果有兩個以上的中間繼電器都要要控制同一個Y繼電器，那就必須采用不同的名稱，且采用并聯(lián)（或的邏輯）的方式來連接。要善于用與或非的邏輯關(guān)系解決控制問題。10、梯形圖編寫完成后，相應(yīng)PLC程序的設(shè)計及調(diào)試工作，使設(shè)備按預(yù)設(shè)進行正常運轉(zhuǎn)，但不能對異常工作狀態(tài)及急停命令做出響應(yīng)。結(jié)論通過本次實驗，完成了系統(tǒng)方案確定、PLC系統(tǒng)設(shè)計選型、IO點數(shù)確定以及地址分