PLC的傳送帶控制

工程實(shí)訓(xùn)4機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告北 方 民 族 大 學(xué)工程實(shí)訓(xùn)4報(bào)告（2013級(jí)）專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 13級(jí) 2班 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師： 批改時(shí)間： 機(jī)電工程學(xué)院制2016年8月第3頁(yè)實(shí)訓(xùn)課程名 稱工程實(shí)訓(xùn)4課程代碼c課程學(xué)分2學(xué) 時(shí)2周實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名 稱自動(dòng)傳送帶控制同組成員實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)、控制柜等。教學(xué)參考資料機(jī)電一體化系統(tǒng)、機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用、柔性制造系統(tǒng)、液氣壓傳動(dòng)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(kù)文獻(xiàn)資料等?？己朔绞剑哼^(guò)程考核 + 終結(jié)考核考核要點(diǎn)：設(shè)計(jì)方案的可行性、模型或算法程序的正確性、功能實(shí)現(xiàn)的完整性、完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)期間的出勤及學(xué)習(xí)態(tài)度等。結(jié)果評(píng)價(jià)：過(guò)程考核20% + 終結(jié)考核80%（其中，實(shí)訓(xùn)報(bào)告占50%，答辯結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操等占30%）。過(guò)程考核（20%）終結(jié)考核80%總評(píng)實(shí)訓(xùn)報(bào)告（50%）答辯成績(jī)（30%）第3頁(yè)目 錄第1章 目的和要求11.1實(shí)訓(xùn)目的11.2實(shí)驗(yàn)器材11.3實(shí)驗(yàn)要求11.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22.1總體方案設(shè)計(jì)22.2系統(tǒng)平臺(tái)描述32.3系統(tǒng)構(gòu)成4第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)53.2 可編程控制器53.3 I/O口的點(diǎn)數(shù)及地址分配53.4程序設(shè)計(jì)6第4章 系統(tǒng)程序調(diào)試134.1實(shí)訓(xùn)結(jié)果134.2實(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)控制。3.熟悉并掌握各種電器元件（光電開關(guān)、報(bào)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(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理。1.2實(shí)驗(yàn)器材計(jì)算機(jī)、氣壓泵、S7200 （V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9）PLC編程軟件、各級(jí)傳送帶系統(tǒng)、控制柜、工件及托盤、計(jì)時(shí)器。1.3實(shí)驗(yàn)要求1.通過(guò)本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)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(jì)能力，提高利用所掌握的PLC程序設(shè)計(jì)解決實(shí)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(xí)相關(guān)資料，了解掌握自動(dòng)傳送帶的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)控制、相關(guān)狀態(tài)檢測(cè)原理，提出合理的設(shè)備啟、?？刂七壿嫞瑢?duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將相應(yīng)狀態(tài)傳送到人機(jī)交互界面進(jìn)行顯示。3.根據(jù)前期的設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)PLC程序的設(shè)計(jì)及調(diào)試工作，使設(shè)備按預(yù)設(shè)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，能對(duì)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(jī)交互界面顯示。 4.與“自動(dòng)傳送帶控制人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)”組協(xié)商制定任務(wù)間的信息交互接口。1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)要求；2系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1）、自動(dòng)傳送帶做為自動(dòng)化生產(chǎn)線的重要組成部分，它為生產(chǎn)線各個(gè)工序段之的物料流提供保障，所以傳送帶的高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系整到個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就對(duì)傳送帶的運(yùn)行控制、狀態(tài)檢測(cè)提出了較高的要求，做為實(shí)訓(xùn)任務(wù)，要求能對(duì)傳送帶進(jìn)行初始化自檢，按合理的控制邏輯啟、停設(shè)備，并能對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并做出相應(yīng)響應(yīng)。2）、I/O口的點(diǎn)數(shù)確定，根據(jù)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行PLC的選型設(shè)計(jì)，進(jìn)行I/O口地址分配；3）、畫出電氣原理圖；4）、程序設(shè)計(jì)。3.系統(tǒng)調(diào)試第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1總體方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)傳送帶的運(yùn)行控制、狀態(tài)檢測(cè)，首先熟悉機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室的傳送帶單元系統(tǒng)。考慮到立體倉(cāng)庫(kù)工件的出庫(kù)和入庫(kù)情況及傳送帶的所需要的實(shí)際工況，設(shè)計(jì)七條傳送帶的起停順序?yàn)椤澳嫫痦樛！奔矗簜魉蛶?dòng)順序?yàn)閺牡?級(jí)傳送帶到第1級(jí)傳送帶的啟動(dòng)（順序聯(lián)動(dòng)通過(guò)時(shí)間定時(shí)器作為開關(guān)量），停止時(shí)先停下第1級(jí)傳送帶，然后依次停掉第2、3、4、5、6、7級(jí)傳送帶（同樣的用時(shí)間計(jì)時(shí)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(tái)描述自動(dòng)傳送帶做為自動(dòng)化生產(chǎn)線的重要組成部分，它為生產(chǎn)線各個(gè)工序段之的物料流提供保障，所以傳送帶的高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系整到個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(dāng)傳送帶系統(tǒng)控制柜上電過(guò)后啟動(dòng)第七條傳送帶，如果帶7上傳感器檢測(cè)到工件則帶停，等待立體倉(cāng)庫(kù)的跺碼機(jī)器人取貨；如果帶7沒有工件則一定時(shí)間后啟動(dòng)第六條傳送帶，帶6上有工件且在帶7停止的條件下當(dāng)工件傳送帶到帶6最后一個(gè)傳感器時(shí)停；如果帶6上沒有工件則一定時(shí)間后準(zhǔn)備啟動(dòng)帶5；（CCD進(jìn)行來(lái)料視覺檢測(cè)是自動(dòng)化生產(chǎn)線必不可少的環(huán)節(jié)，利用CCD尺寸檢測(cè)設(shè)備及自動(dòng)傳送帶的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，對(duì)從立體倉(cāng)庫(kù)取出的生產(chǎn)坯料進(jìn)行檢測(cè)，若坯料合格，則經(jīng)過(guò)傳送帶正常輸送下一工序，否則利用轉(zhuǎn)角輸送機(jī)將問題料拋入收集箱，并對(duì)工作過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、顯示。這里不考慮CCD視覺檢測(cè)系統(tǒng)的嵌套配合）帶5為90度升降轉(zhuǎn)臺(tái)，帶3亦是，對(duì)帶5帶3的控制需要就考慮多種狀況。當(dāng)帶5上有物體時(shí)若帶5與帶6平行則帶5在帶6運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后運(yùn)動(dòng)；當(dāng)帶5與帶4平行則帶5轉(zhuǎn)臺(tái)上升旋轉(zhuǎn)與帶6平行后下降，下降到位后啟動(dòng)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(shí)間后啟動(dòng)帶4如果帶4最后一個(gè)傳感器檢測(cè)到工件后，帶4停止且?guī)?做與帶4平行的動(dòng)作（若帶5本來(lái)與帶4平則帶5繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到帶5上傳感器檢測(cè)到工件后停止；然后做與帶6平行的動(dòng)作。）同樣的帶3、帶2、帶1也照同樣的邏輯啟動(dòng)，完成各級(jí)傳送帶的順序啟動(dòng)。2.3系統(tǒng)構(gòu)成1、機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)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(jì)3.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 根據(jù)一般傳送帶控制要求，對(duì)傳送帶進(jìn)行初始化自檢，設(shè)計(jì)合理的控制邏輯啟、停設(shè)備，能對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并做出相應(yīng)響應(yīng)。傳送帶系統(tǒng)功能有：1、各級(jí)傳送帶啟動(dòng)； 2、停止； 3、急停； 4、自動(dòng)啟動(dòng)； 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(tái)）； 6、各監(jiān)測(cè)裝置的信息反饋（與人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)組協(xié)商）。3.2 可編程控制器本方案根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)數(shù)及地址分配輸入輸出按鈕名稱PLC對(duì)應(yīng)輸入端口按鈕說(shuō)明輸出端口中間繼電器SB1I0.1電控柜上電系統(tǒng)啟動(dòng)Q0.1SMO.1I0.3帶1上工件檢測(cè)Q0.2I0.4帶2上工件檢測(cè)1Q0.3M1I0.5帶2上工件檢測(cè)2Q0.4M2I0.6帶2上工件檢測(cè)3Q0.5M3I0.7帶3上工件檢測(cè)Q0.6M4I1.0帶3旋轉(zhuǎn)伸縮檢測(cè)Q0.7M5I1.1帶3旋轉(zhuǎn)伸出檢測(cè)Q1.0M6I1.2帶3升降縮回檢測(cè)Q1.1M7I1.3帶3升降伸出檢測(cè)Q2.1I1.4帶4上工件檢測(cè)1Q2.2I1.5帶4上工件檢測(cè)1Q2.4I2.0帶4上工件檢測(cè)1Q2.5I2.1帶5上工件檢測(cè)1I2.2帶5旋轉(zhuǎn)伸縮檢測(cè)I2.3帶5旋轉(zhuǎn)伸出檢測(cè)I2.4帶5升降縮回檢測(cè)I2.5帶5升降伸出檢測(cè)I2.6帶6上工件檢測(cè)1I2.7帶6上工件檢測(cè)2I3.0帶6上工件檢測(cè)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(shí)驗(yàn)中PLC輸入輸出、I/O口的點(diǎn)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(jì)1 、PLC梯形圖及其編寫說(shuō)明說(shuō)明：傳送帶開始運(yùn)作時(shí)，先啟動(dòng)最后一條傳送帶，一定時(shí)間后依次啟動(dòng)后面的傳送帶。帶7停止停止條件為其上的傳感器檢測(cè)到物體。說(shuō)明：上面的程序段為帶6的運(yùn)動(dòng)控制程序，采用傳感器1觸發(fā)并和T37時(shí)間繼電器形成邏輯上的聯(lián)動(dòng)。通過(guò)時(shí)間繼電器T38延時(shí)來(lái)啟動(dòng)帶5并形成自鎖。說(shuō)明：上面的這個(gè)程序是研究了很久才編寫出來(lái)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(wú)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(dāng)帶4上的工件轉(zhuǎn)送到帶4最后一個(gè)傳感器時(shí)，帶5需要與帶4并行，工件傳到帶5并檢測(cè)到時(shí)帶需要停止，然后做與帶6并行的動(dòng)作，并且當(dāng)帶5與帶并行時(shí)再一次啟動(dòng)帶5，以便工件傳到下一條傳送帶上。 上接網(wǎng)絡(luò)9： 。 說(shuō)明：上述程序?yàn)閹?的運(yùn)動(dòng)控制與帶5的原理一樣。 說(shuō)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(shuō)明：上述子程序的運(yùn)行條件是當(dāng)帶4最后一個(gè)傳感器檢測(cè)到工件，子程序運(yùn)行完成返回主程序。子程序的旋轉(zhuǎn)復(fù)位不會(huì)影響主程序的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。說(shuō)明：子程序1的原理與子程序0一樣，主要是完成當(dāng)帶3與帶4平行時(shí)，帶2上最后一傳感器檢測(cè)到工件時(shí)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)上升旋轉(zhuǎn)與帶2并行后下降，完成這一系列動(dòng)作返回主程序，準(zhǔn)備接受由帶2傳送來(lái)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(shí)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(dòng)系統(tǒng)，后來(lái)改為控制柜上電啟動(dòng)系統(tǒng)，最后一個(gè)帶（帶7）啟動(dòng)；5秒后帶6啟動(dòng)；再過(guò)5秒后帶5啟動(dòng)，就這樣每過(guò)一定時(shí)間依次啟動(dòng)帶3、帶2、帶1。同時(shí)當(dāng)各級(jí)帶上有工件時(shí)能按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初的思路完成相應(yīng)動(dòng)作。 2、斷電后各級(jí)傳送帶停止。 3、與人際交互界面設(shè)計(jì)組的信息交互接口協(xié)定不夠完善。4.2實(shí)際遇到的問題1、個(gè)人電腦裝上PLC編程軟件后，在連接到PLC接口時(shí)會(huì)出現(xiàn)連不上的情況，這時(shí)需要確定USB接連正確，再進(jìn)行正確的串口連接，同時(shí)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(shí)報(bào)警器一直響起，后來(lái)求助田老師才知道是報(bào)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(shí)控制柜跳電是因?yàn)檫^(guò)載的原因，學(xué)會(huì)打開控制柜檢查電路。這些體會(huì)讓我知道了有些問題要學(xué)會(huì)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(jiǎn)單，只需要按照運(yùn)動(dòng)流程一步一步往下走就能很快的編制出來(lái)，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(dòng)、互鎖、誤操作引發(fā)的安全問題考慮、程序運(yùn)行及延時(shí)條件等，以至于到最后我們也沒有調(diào)整出一個(gè)非常完善的程序。十分遺憾。4、在編程過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)編寫出的梯形圖不會(huì)按照自己最初的意圖運(yùn)行，原因是不太熟悉PLC的輸入與輸出之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。例如同一個(gè)輸出不能隨意的出現(xiàn)在同一程序段里，所以在編寫時(shí)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(shí)尤其需要注意它們自身的啟動(dòng)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(dāng)滿足條件時(shí)子程序運(yùn)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(shí)需要將其移出旋轉(zhuǎn)范圍，以免錯(cuò)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(shí)在對(duì)時(shí)間定時(shí)器定時(shí)調(diào)試時(shí)注意可以對(duì)傳送帶的速度調(diào)鈕進(jìn)行旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)調(diào)速確定最后的調(diào)試時(shí)間。5、在調(diào)試過(guò)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(yùn)行時(shí)的狀態(tài)（能量流的運(yùn)動(dòng)順序），幫助完善邏輯控制。同時(shí)要注意邊編寫梯形圖時(shí)要邊進(jìn)行必要的程序網(wǎng)絡(luò)注釋，以便在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修改程序。6、如果在編寫程序時(shí)找不到突破口，或不知如何下手時(shí)，最好找?guī)讉€(gè)實(shí)例體會(huì)體會(huì)，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(gè)輸入繼電器都有一個(gè)PLC的輸入端子對(duì)應(yīng)，它用于接受外部的開關(guān)信號(hào)，當(dāng)外部的開關(guān)信號(hào)閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)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(gè)傳感器作為系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)。后來(lái)改成了上電啟動(dòng)，但是這樣就造成一個(gè)問題：即程序在第一次刷新后，各級(jí)傳送帶都運(yùn)動(dòng)完成后，再斷電后又開啟會(huì)出現(xiàn)這樣的狀況：即雖然傳送帶會(huì)完成相應(yīng)動(dòng)作但它們啟動(dòng)的順序不再是原來(lái)的“逆起”，而是上電，傳送帶都啟動(dòng)。9、在程序調(diào)試過(guò)程中，最先出現(xiàn)的問題是竟然前面接通，后面繼電器不會(huì)得電動(dòng)作，我們當(dāng)時(shí)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?yàn)橥粋€(gè)繼電器在兩個(gè)不同動(dòng)作電路中，導(dǎo)致繼電器同時(shí)接受兩個(gè)不同信號(hào)，所以繼電器不會(huì)動(dòng)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(gè)以上的中間繼電器都要要控制同一個(gè)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(lái)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(jì)及調(diào)試工作，使設(shè)備按預(yù)設(shè)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但不能對(duì)異常工作狀態(tài)及急停命令做出響應(yīng)。結(jié)論通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，完成了系統(tǒng)方案確定、PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型、IO點(diǎn)數(shù)確定以及地址分