上料檢測站plc課程設(shè)計

1、模擬化生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)臺“上料檢測站”課程設(shè)計報告課 程：班 級：設(shè) 計：指導(dǎo)老師：時 間：1上料檢測站控制系統(tǒng)總體設(shè)計1.1 系統(tǒng)概括該模擬生產(chǎn)線是由獨(dú)立的六個工作站相互連接而成。它們分別是上料檢測站、搬運(yùn)站、加工檢測站、安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。這六個站連接成生產(chǎn)線后可完成工件類別的檢測、加工、搬運(yùn)、安裝和分類。上料檢測站功能：回轉(zhuǎn)上料臺將工件依次送到檢測工位； 提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。系統(tǒng)采用西門子s7-200，cpu型號為226，額定電壓為220v，系統(tǒng)的傳動以氣動為主，氣源為空氣壓縮機(jī)，工作壓力為1mpa,公稱容積為10升，控制面板分別由開始、復(fù)位、特殊、手/自、單/聯(lián)、上電、急

2、停、停止組成，傳感以光電開關(guān)為主。1.2 上料檢測站說明及工藝流程 本站為上料檢測站，回轉(zhuǎn)上料臺將工件依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件顏色，向后站發(fā)出信息。 此站的工作流程如圖1所示。 圖1 上料檢測站工作流程圖2 上料檢測站控制系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 plc選型上料檢測站采用plc進(jìn)行控制,而且plc的型號均為s7-200, s7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。s7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此s7-200系列具有極高的性能/價格比。s7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面

3、：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實(shí)時特性；強(qiáng)勁的通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊。s7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動系統(tǒng)。s7-200系列plc可提供4個不同的基本型號的8種cpu供您使用，cpu 221226各有2種類型cpu，具有不同的電源電壓和控制電壓。此次設(shè)計采用了cpu226, 該

4、機(jī)集成24輸入點(diǎn)，16輸出點(diǎn)，共40個數(shù)字量i/o 點(diǎn)?？蛇B接7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量i/o 點(diǎn)或35路模擬量i/o 點(diǎn)。13k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨(dú)立的30khz高速計數(shù)器，2路獨(dú)立的20khz高速脈沖輸出，具有pid控制器。2個rs485通訊/編程口，具有ppi通訊協(xié)議、mpi通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。i/o端子排可容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)，cpu226的外形如圖2所示。圖2 cpu226的外形圖2.2 i/o地址定義在plc接

5、線及其編程中需要定義i/o地址，這樣可以清晰簡單的完成一系列所期望的工作臺運(yùn)作。本工作站的i/o地址定義如下。公共i/o地址定義如表1所示。表1 公共i/o地址定義地址定義i0.1i0.7傳感器輸入i1.0開始i1.1復(fù)位i1.2特殊i1.3手/自i1.4單/聯(lián)i1.5停止i1.6上電i2.0i2.5為通訊口q1.2q1.7為通訊口q1.2, q1.3, q1.4對應(yīng)后站的i2.0, i2.1, i2.2q1.5對應(yīng)前站i2.4q1.2大工件顏色q1.3小工件顏色q1.4廢品q0.1q0.6plc動作輸入q0.7開始燈q1.0復(fù)位燈y014停止燈上料檢測站i/o地址定義如表2所示。表2 上料檢

6、測站i/o地址定義地址定義i0.0有料i0.1白色i0.5上升到位i0.6下降到位q0.0電機(jī)旋轉(zhuǎn)q0.3上升2.3 系統(tǒng)電路我們下面將對控制面板電路，傳感器電路，電機(jī)電路，上料檢測站電路進(jìn)行研究與探討。2.3.1 控制面板 1. 控制面板內(nèi)容 控制面板有五個按鈕開關(guān)、二個選擇開關(guān)和一個急停開關(guān)。 (1)按鈕 按鈕1：開始 按鈕2：復(fù)位 按鈕3：特殊功能按鈕 兩位旋鈕4：自動手動 兩位旋鈕5：單站聯(lián)網(wǎng) 按鈕6：停止報警 按鈕7：上電 按鈕8：急停 (2)顯示燈 綠色顯示燈1：開始指示 黃色顯示燈：復(fù)位指示 紅色顯示燈：停止指示 綠色顯示燈2：上電指示 2. 按鈕電路按鈕電路如圖3所示。圖3 按

7、鈕電路 3. 顯示燈電路顯示燈電路如圖4所示。圖4 顯示燈電路 4. 控制面板電路圖控制面板電路圖如圖5所示。與plc的接線見圖13。圖5 控制面板電路圖2.3.2上料檢測站 1.上料檢測站內(nèi)容上料檢測站的作用是將毛胚件依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測毛胚件的顏色，并向后站發(fā)出信息。 上料檢測站共有2個光電開關(guān)（光電傳感器）、2個磁性開關(guān)（磁感應(yīng)傳感器）、1個氣壓缸、1個步進(jìn)電動機(jī)、1個繼電器和1個電磁閥組成。 2.上料檢測站各組成部分簡介(1) 傳感器本站共有兩種傳感器，分別為光電開關(guān)和磁性開關(guān)。1）光電開關(guān)光電開關(guān)為紅外線光電開關(guān)，型號為sb031k，如圖6所示。圖6 sb03-

8、1k外形圖外型尺寸圖如圖7所示。圖7 sb03-1k外型尺寸圖光電開關(guān)的原理如圖8所示。圖8 光電開關(guān)原理圖其參數(shù)為：u：10 v30 v dc ； i：200ma ； npn常開；檢測距離（sn）：30 cm（可調(diào)）。2) 磁性開關(guān)電磁開關(guān)的型號為d-c73，接線如圖9所示。圖9 磁性開關(guān)接線圖d-c73的參數(shù)，如表3所示。表3 d-c73參數(shù)名稱dc73用途繼電器、程序控制器負(fù)載電壓24 v dc100 v ac負(fù)載電流5 ma40 ma5 ma 0 ma泄漏電流0 ma內(nèi)部電壓降2.4v 指示燈接通時發(fā)光二極管亮安裝形式軌道安裝響應(yīng)時間1.2ms絕緣電阻500 v dc時，50m絕緣耐壓

9、1500 v ac，1min不擊穿環(huán)境溫度-10 +60 保護(hù)構(gòu)造iec規(guī)格ip67，防浸（jisc0920）以及防油構(gòu)造 (2) 電動機(jī)q0.0輸出的為一個由繼電器控制的24v直流電機(jī)，電源為24v，接線如圖10所示。圖10 電動機(jī)接線原理圖 (3) 氣缸q0.3輸出控制的是電磁換向閥，電磁換向閥控制氣缸, 其接線原理如圖11所示。圖11 控制氣缸的接線原理圖 3. 上料檢測站接線圖上料檢測站plc端子分布如圖12所示。圖12上料檢測站plc端子分布圖上料檢測站的電路如圖13 所示。圖13上料檢測站電路圖3程序舉例實(shí)驗(yàn)臺的整個工作流程是通過一系列plc程序來實(shí)現(xiàn)的，由電腦界面往plc中輸入，

10、s7-200是用梯型圖的方式來完成編程，以上料檢測站為例此梯形圖如圖14所示。圖14上料檢測站程序圖4結(jié) 論 經(jīng)過兩個星期的努力，完成了課程設(shè)計。本次課程設(shè)計課題為“模塊化生產(chǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計”，其具體任務(wù)是對上料檢測站進(jìn)行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計及軟件設(shè)計，且經(jīng)檢測畫出輸入輸出元器件的電路圖及工作站的總的電路圖。在整個設(shè)計過程中，對工業(yè)模塊控制系統(tǒng)、s7-200控制系統(tǒng)有了較深入的認(rèn)識，對課程后的工作打下了較堅實(shí)的基礎(chǔ)。 整個任務(wù)完成過程中，我的工作主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：1. 較好地掌握了s7-200控制系統(tǒng)。2. 進(jìn)行了工業(yè)模塊控制面板的設(shè)計。3. 進(jìn)行了光電傳感器、磁感應(yīng)傳感器的選型和電路設(shè)計。4. 進(jìn)行了上料檢測站的電路設(shè)計。5. 對上料檢測站部分軟件設(shè)計。由于時間關(guān)系，以及個人能力問題，這次設(shè)計中肯定存在不少問題，本設(shè)計只是針對工作臺的接線電路圖作了研究學(xué)習(xí)，未能涉及到plc的軟件程序的深入研究，這是本設(shè)計的遺憾之處。總之，在這次