電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、 電氣化13屆電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)可編程控制器技術(shù)的應(yīng)用學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 8021209140 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化 班 級(jí) 電氣化13-1 指導(dǎo)教師 日 期 2011.12 前 言本設(shè)計(jì)是基于西門子s7-200 系列plc構(gòu)成的自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)、自動(dòng)沖壓系統(tǒng)自動(dòng)售貨機(jī)控制統(tǒng)，本文闡述了自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)、自動(dòng)沖壓系統(tǒng)自動(dòng)售貨機(jī)三個(gè)設(shè)計(jì)的功能流程圖、畫出梯形圖、寫出語句表、設(shè)計(jì)總結(jié)（分析程序過程）的設(shè)計(jì)過程。這學(xué)期剛學(xué)過現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)，為了提高動(dòng)手實(shí)踐能力，也為了驗(yàn)證plc的正確與否和同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)合作能力，我們做了這次課程實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)過

2、程中我們總共完成了包括智能搶答器、自動(dòng)沖壓系統(tǒng)、自動(dòng)送料系統(tǒng)、紅綠燈控制系統(tǒng)、自動(dòng)售貨機(jī)和電視塔信號(hào)燈共六個(gè)設(shè)計(jì)，通過認(rèn)識(shí)松下plc的梯形圖結(jié)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來了解系統(tǒng)的功能，轉(zhuǎn)化為西門子設(shè)計(jì)程序并實(shí)現(xiàn)其功能，在羅繼東和黃鋼老師的指導(dǎo)下下我們做的六項(xiàng)設(shè)計(jì)利用plc驗(yàn)證，功能基本都能實(shí)現(xiàn)。通過這次課程設(shè)計(jì)同學(xué)們受益匪淺都學(xué)到了很多平日書本上學(xué)不到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，讓大家做plc課程設(shè)計(jì)與電氣控制接線作對比讓大家進(jìn)一步體會(huì)到了plc的優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)具有簡單方便，接線少，編程容易，結(jié)果可以在電腦上輕松顯示出來（2）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好（3）設(shè)計(jì)、施工、安裝調(diào)試周期短,維護(hù)方便等特點(diǎn)。本文只抽取了，本次課程

3、設(shè)計(jì)中自己認(rèn)為比較經(jīng)典的三個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的講解。目 錄1自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)11.1 功能流程圖11.2 i/o 分配表21.3 梯形圖21.4 指令表41.5 設(shè)計(jì)總結(jié)41.51程序運(yùn)行分析41.52實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象42 自動(dòng)沖壓系統(tǒng)62.1功能流程圖62.2 i/o 分配表62.3 梯形圖72.4指令表82.5 設(shè)計(jì)總結(jié)82.51 梯形圖分析82.52 實(shí)驗(yàn)結(jié)果93自動(dòng)售貨機(jī)103.2 i/o 分配表103.3 梯形圖103.4 指令表133.5 設(shè)計(jì)總結(jié)133.51梯形圖分析133.52實(shí)驗(yàn)結(jié)果134 致謝141自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)1.1 功能流程圖s1啟動(dòng)系統(tǒng)物料檢測開關(guān)s145紅燈l1 亮，綠

4、色 l2 滅，傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) m3 運(yùn)行；啟動(dòng)t37延時(shí)2s綠燈亮，汽車允許駛?cè)肫囻側(cè)耄嚈z測開關(guān)s2動(dòng)作汽車重量檢測開關(guān)s2動(dòng)作1等待2進(jìn)料閥門 （k1）啟動(dòng)進(jìn)料3進(jìn)料閥門 （k1）關(guān)閉進(jìn)料t37 2s7k2啟動(dòng)打開放料t39 2s5電機(jī)m3停止運(yùn)行7k2關(guān)閉停止放料23電動(dòng)機(jī) m1停止，t41 啟動(dòng)6t40 2st42 2s7t41 2s電動(dòng)機(jī) m2停止，t42 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) m2運(yùn)行，t38 啟動(dòng)67t38 2s電動(dòng)機(jī) m1停止，t39啟動(dòng)（圖1-1自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)功能流程圖）1.2 i/o 分配表表1-1 i/o 分配表輸入（i）輸出（o）系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)sb1i0.0料斗開關(guān)k2q0.

5、0物料檢測開關(guān)s1i0.1紅燈（l1）q0.1汽車檢測開關(guān)s2(自鎖)i0.2綠燈（l2）q0.2電機(jī)ma1q0.3電機(jī)ma2q0.4電機(jī)ma3q0.5進(jìn)料閥k1q0.61.3 梯形圖1.4 指令表network 1 /ld i0.0o q0.2o t42an i0.2= q0.2network 2 / ld i0.2euo q0.1an t42= q0.1network 3 / ld i0.2euo q0.5an t42= q0.5ton t37, 20network 4 / ld t37o q0.4an m0.2= q0.4ton t38, 20network 5 / ld t38o q0

6、.3an m0.1= q0.3ton t39, 20network 6 / ld i0.2edo m0.0an t40= m0.0ton t40, 20network 7 / ld t40o m0.1an t41= m0.1ton t41, 20network 8 / ld t41o m0.2an t42= m0.2ton t42, 20network 9 / o q0.6an i0.1= q0.6network 10 / ld t39o q0.0a i0.2= q0.0network 11 ld i0.3r q0.0, 71.5 設(shè)計(jì)總結(jié)1.51程序運(yùn)行分析按下啟動(dòng)按鈕，i0.0得電使q0.

7、2得電，q0.2常開觸點(diǎn)吸合自鎖，綠燈亮起，與此同時(shí)q0.6進(jìn)料閥線圈得電，開始進(jìn)料，當(dāng)料斗裝滿時(shí)，檢測開關(guān) i0.1斷開，進(jìn)料閥門 線圈q0.6失電，進(jìn)料閥關(guān)閉。綠燈亮起汽車進(jìn)入，汽車檢測開關(guān)吸合(自鎖)i0.2得電，綠燈熄滅，紅燈亮起；與此次同時(shí)i0.2使q0.5輸出并自鎖電動(dòng)機(jī)m3啟動(dòng)，并且t37開始計(jì)時(shí)2s后，t37延時(shí)閉合開關(guān)吸合,q0.4輸出并自鎖使電機(jī)m2啟動(dòng)，t38開始計(jì)時(shí)；2s后t38延時(shí)閉合開關(guān)吸合,q0.3輸出并自鎖使電機(jī)m1啟動(dòng)，t39開始計(jì)時(shí)，2s后t38延時(shí)閉合開關(guān)吸合，q0.0輸出并自鎖料斗出料，當(dāng)裝料完成時(shí)汽車檢測開關(guān)斷開(i0.2斷開),q0.0失電料斗關(guān)閉,

8、m0.0輸出并自鎖，t40得電開始計(jì)時(shí)，2s后t40線圈得電t40延時(shí)斷開觸點(diǎn)斷開，q0.3失電，電機(jī)m1停止；同時(shí)t40延時(shí)閉合開關(guān)吸合，m.1輸出并且常開自鎖，常閉斷開使q0.4失電，電動(dòng)機(jī)m2停止，t41線圈得電，延時(shí)2s后，將m0.1斷電同時(shí)是自己斷電，也給m0.2一個(gè)短暫啟動(dòng)脈沖，使m0.2得電常開吸合自鎖，常閉觸點(diǎn)斷開q0.5失電，電機(jī)m3停止；t42開始延時(shí)，時(shí)2s后，將m0.2斷電同時(shí)是自己斷電，延時(shí)吸合觸點(diǎn)吸合，q0.2得電，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，綠燈從新亮起。允許汽車進(jìn)入裝料進(jìn)行循環(huán)工作；1.52實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象將 plc 與實(shí)驗(yàn)板正確接線,經(jīng)檢驗(yàn)無誤后,接通 plc 電源,點(diǎn)擊

9、下載,將編譯正確的程序下載至 plc 上(程序要確保編譯無錯(cuò)誤， 否則 無法下載),打開監(jiān)控,以便觀察程序運(yùn)行中各觸點(diǎn)的開合情況,方便檢查程序錯(cuò)誤,最后將 plc 置于運(yùn)行模式,運(yùn)行程序,開始操作。啟動(dòng)按鈕（i0.0）按下進(jìn)入初始狀態(tài)：紅燈（l1）滅，綠燈（l2）亮，表示允許汽車開進(jìn)裝料，此時(shí)，進(jìn)料閥門 （k1）啟動(dòng)進(jìn)料閥門 k1 打開料斗進(jìn)料，料斗裝滿時(shí)，檢測開關(guān) s1=1（i0.1），進(jìn)料閥門 k1 關(guān)閉（設(shè) 1 料斗物料足夠裝滿 1 車）；料斗閥門（k2） ，電動(dòng)機(jī)（m1，m2，m3）皆為 off 狀態(tài)。 當(dāng)汽車到來時(shí)，檢測開關(guān) s2 (i0.2)接通，紅色信號(hào) 燈 l1 亮，綠色 l2

10、 滅，傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) m3 運(yùn)行；2s 后，電動(dòng)機(jī) m2 運(yùn)行；再經(jīng)過 2s， m1 運(yùn)行，依次順序起動(dòng)送料系統(tǒng)。 電動(dòng)機(jī) m1 運(yùn)行后，經(jīng)過2s，k2啟動(dòng)打開放料，物料通過傳送帶的傳送，裝入汽車。當(dāng)裝滿汽車后，檢測開關(guān)s2 動(dòng)作，料斗出料閥門 k2 關(guān)閉，電動(dòng)機(jī) m1 延時(shí)2s后斷電停 止，2s 后 m2 停止，再過 2s，m3 停止，l2 亮，l1 滅，表示汽車可以開走。下一輛汽車可以進(jìn)入，進(jìn)行自動(dòng)裝料工作。2 自動(dòng)沖壓系統(tǒng)2.1功能流程圖1等待啟動(dòng)按鈕s0234電機(jī)m0，m1同時(shí)輸出并自鎖感應(yīng)開關(guān)s1線圈y3得電，吸起物體，t37延時(shí)1st37動(dòng)作感應(yīng)開關(guān)s3電機(jī)y4啟動(dòng)，機(jī)械臂右移5

11、電機(jī)y4停止，電機(jī)y5啟動(dòng)（s5停），t39開始計(jì)時(shí)2sm0.06沖壓機(jī)y2啟動(dòng)，t38開始延時(shí)，20s后停止，m0.0吸合t39動(dòng)作7沖壓機(jī)y2停止，電機(jī)y4啟動(dòng)，機(jī)械臂右移t38動(dòng)作8m0.09s4動(dòng)作8電機(jī)y4停止，t39開始計(jì)時(shí)2s，t39動(dòng)作電機(jī)y4啟動(dòng)，機(jī)械臂右移910s5動(dòng)作電機(jī)y4停止，電機(jī)y5啟動(dòng)10（圖 2-1自動(dòng)沖壓系統(tǒng)功能流程圖）2.2 i/o 分配表表2-1 i/o 分配表輸入（i）輸出（o）系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)s0i0.0左傳送帶q0.0測開關(guān)s1i0.1有傳送帶q0.1停止s2i0.2沖壓機(jī)q0.2檢測開關(guān)s3i0.3電磁線圈q0.3右行程開關(guān)s4i0.4右行電機(jī)q0.4左

12、行程開關(guān)s5i0.5左行電機(jī)q0.52.3 梯形圖2.4指令表network 1 / ld i0.0o q0.0an i0.2= q0.0= q0.1network 2 /ld i0.1o q0.3o m0.1an i0.3an i0.4= q0.3an q0.4ton t37, 10network 3 / ld i0.3o m0.2an t39= m0.2ton t39, 20network 4 / ld t37o t38o q0.4an i0.3an i0.4= q0.4network 5 / ld i0.3o q0.5o i0.4an m0.0an i0.5= q0.5network 6

13、 /ld t39o q0.2an m0.0an t38= q0.2ton t38, 200network 7 / ld t38o m0.0an i0.4= m0.0network 8 / ld i0.3o m0.1a m0.0= m0.12.5 設(shè)計(jì)總結(jié)2.51 梯形圖分析按下啟動(dòng)按鈕s0，i0.0輸入，同時(shí)給q0.0、q0.1輸出并自鎖，當(dāng)有工件從左傳送帶傳送至s1時(shí)，s1動(dòng)作，i0.1輸入，q0.3輸出，電磁鐵得電將工件吸起，時(shí)間繼電器t37線圈得電，并開始計(jì)時(shí)1s后，t37延時(shí)閉合動(dòng)作，q0.4輸出并自鎖，當(dāng)右行至s3處，s3動(dòng)作，q0.3、q0.4停止輸出，右行電機(jī)停轉(zhuǎn)，電磁鐵失電工件

14、脫落在工作臺(tái)上，并且同時(shí)t39開始計(jì)時(shí)，2s后t39延時(shí)閉合動(dòng)作，q0.5輸出機(jī)械臂左行至初始位置，觸碰s5,q0.5停止輸出，左行電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；q0.5輸出的同時(shí)，q0.2也輸出，沖壓機(jī)開始工作，并同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器t38開始計(jì)時(shí)；20s后q0.2停止輸出，同時(shí)t38延時(shí)閉合給q0.2、m0.0輸入，q0.2輸出右行電機(jī)啟動(dòng)，m0.0輸出常閉變常開限制小車返回，當(dāng)右行至s3處，q0.2停止輸出，右行電機(jī)停止，s3同時(shí)給q0.3輸入，q0.3輸出電磁鐵得電將工件吸起，時(shí)間繼電器t39圈得電，并開始計(jì)時(shí)1s后，t39延時(shí)閉合動(dòng)作，q0.4得電輸出，右行電機(jī)啟動(dòng)，向右行駛s4處，s4動(dòng)作i0.4輸

15、入，q0.3、q0.4停止輸出、q0.5輸出，右行電機(jī)電機(jī)停止，電磁線圈斷電工件脫落到右傳送帶上，左行電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，行至初始位置觸碰s5，q0.5停止輸出，左行電機(jī)停止，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)等待工件。2.52 實(shí)驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)沖壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果：按下啟動(dòng)按鈕s0，系統(tǒng)啟動(dòng)傳送帶m0，m1同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；在傳送帶上放上物體，當(dāng)物體到達(dá)檢測開關(guān)s1初始，電磁線圈y3得點(diǎn)，將物體吸到機(jī)械臂上，1s后機(jī)械臂向右移動(dòng)（y4電機(jī)）至感應(yīng)開關(guān)s3處，s3動(dòng)作，電磁線圈y3失電，小車往左行（y5電機(jī)）行至原始位置s5（行程開關(guān)）處停止；s3動(dòng)作2s號(hào)，沖壓機(jī)y2開始工作，沖壓20s，停止沖壓機(jī)械臂從初始位置開始向右行駛，至s

16、3處停下吸取成型物件，1s后向左行駛，行駛至s4（行程開關(guān)）處，s4輸入物件脫落，小車向左行駛，回到初始位置停下。3自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)3.1 功能流程圖1等待2i0.5/sm0.0將0寫入寄存器ac0（賦值為“0”）3元5元1元大于元汽水咖啡加法器將1+ac0寫入ac0加法器將5+ac0寫入ac0加法器將10+ac0寫入ac0汽水指示燈亮可以購買按下汽水按鈕出7s汽水，燈閃汽水指示燈亮可以購買按下咖啡出7s咖啡，燈閃ac大于010找零燈大于元（圖 3-1自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)功能流程圖）3.2 i/o 分配表表3-1 i/o 分配表輸入（i）輸出（o）1元投幣i0.0咖啡輸出q0.05元投幣i0.

17、1汽水輸出q0.110元投幣i0.2咖啡指示q0.2汽水選擇按鈕i0.3汽水指示q0.3咖啡選擇按鈕i0.4找零指示q0.4復(fù)位將寄存器清空i0.53.3 梯形圖3.4 指令表network 1 / ld i0.5o sm0.0eumovb 0, ac0network 2 / ld i0.0eu+i 1, ac0network 3 / ld i0.1eu+i 5, ac0network 4 / ld i0.2eu+i 10, ac0network 5 / ld q0.1a sm0.5o m0.5= q0.3network 6 /ldb= ac0, 12an q0.1= m0.5network

18、7 / ld q0.0a sm0.5o m0.4= q0.2network 8 / ldb= ac0, 15an q0.0= m0.4network 9 / ld i0.4ab= ac0, 12o q0.1an t37an m0.2= q0.1ton t37, 70network 10 / ab= ac0, 15o q0.0an t38an m0.3= q0.0ton t38, 70network 11 / ld q0.1eu-i 12, ac0network 12 / ld q0.0eu-i 15, ac0network 13 / ld q0.1euo m0.0ab ac0, 0= m0.0

19、network 14 / ld q0.0euo m0.1ab ac0, 0= m0.1network 15 / ld m0.0o m0.1= q0.43.5 設(shè)計(jì)總結(jié)3.51梯形圖分析程序開始運(yùn)行時(shí)，sm0.0開機(jī)掃描時(shí)利用上升沿將寄存器ac0置為“0”，i0.0、i0.1、i0.2分別接受1元、5元、10元的脈沖型號(hào)，利用加法器進(jìn)行計(jì)算，分解將i0.0、i0.1、i0.2累加的數(shù)放入寄存器ac0中，當(dāng)寄存器中的值等于或超過12時(shí)，q0.3輸出，汽水的指示燈亮起，代表可以選擇購買汽水，此時(shí)按下汽水按鈕i0.4輸入，指示等開始閃爍，q0.1輸出，汽水流出時(shí)間繼電器t37開始計(jì)時(shí),7s后將汽水輸出斷開，汽水停止流出，在流出汽水時(shí)，指示燈開始閃爍直到汽水停止流出，與此同時(shí)當(dāng)按下利用q0.1的常開觸點(diǎn)的上升沿信號(hào)接通進(jìn)行減法運(yùn)算，利用你減法器將寄存器ac0中花去的部分減去，接通m0.0顯示找零，前提是ac0大于0，才能接通進(jìn)行運(yùn)算，否則不顯示找零，若接接通q0.4輸出，顯示找零；當(dāng)寄存器中的值等于或超過15時(shí)，q0