可編程控制器PLC實(shí)習(xí)報(bào)告

1、可編程控制器plc實(shí)習(xí)報(bào)告 可編程控制器plc實(shí)習(xí)報(bào)告 目錄 第一章 改造設(shè)計(jì)方案2 一、改造方案介紹2 二、硬件設(shè)計(jì)2 1、 第一站上料檢測(cè)站3 2、第二站搬運(yùn)站5 3、第三站加工站6 4、第四站安裝站8 5、第五站安裝搬運(yùn)站9 6、第六站分類站11 三、元器件選擇12 1、西門子公司的s7/300的plc12 2、氣缸磁性開關(guān)13 3、紅外線光電開關(guān)14 4、電感式接近開關(guān)15 5、位移傳感器15 四、軟件設(shè)計(jì)16 1、第一站的流程圖16 2、第一站的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖17 第二章 設(shè)計(jì)中碰到的問題及處理方法18 第三章 小結(jié)19 附錄一 梯形圖20 附錄二 指令表 23 附錄三 電氣圖26 附錄

2、四 第一站三凌的i/o的定義27 附錄五 第一站西門子的i/o的定義28 附錄六 元器件清單29 第一章 改造設(shè)計(jì)方案 一、改造方案介紹 該模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)原來都是用日本三菱的fx2n系列的plc控制的，每一站都有一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，因此，該系統(tǒng)可拆分成獨(dú)立的單元。 三菱plci/o控制的控制框圖： plc plc plc plc plc plc 站一 站二 站三 站四 站六 站五 現(xiàn)在改用德國(guó)西門子公司s7-300plc來替換三菱plc來控制該模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)。 德國(guó)西門子公司s7-300plc采用緊湊的、無槽位限制的模板結(jié)構(gòu)。主要組成局部：導(dǎo)軌（rack）、電源模板（ps）、中央處理單元（cp

3、u）、信號(hào)模板（sm）、模板功能（fm）。還可加上接口模板（im）和通訊處理器（cp）。 二、硬件設(shè)計(jì) 該模擬生產(chǎn)線是由獨(dú)立的六個(gè)工作站相互連接而成。它們分別是上料檢測(cè)站、搬運(yùn)站、加工檢測(cè)站：安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。這六個(gè)站連接成生產(chǎn)線后可完成工件類別的檢測(cè)、加工、搬運(yùn)、安裝和分類。 圖1 總體設(shè)計(jì)圖 1、 第一站上料檢測(cè)站 圖2 第一站氣動(dòng)原理圖 a) 實(shí)現(xiàn)功能：電機(jī)帶動(dòng)料箱中的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，推開工件沿著滑道下滑，當(dāng)傳感器檢測(cè)到工件下滑到位后，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)氣缸提升工件，上升到位后，傳感器對(duì)工件的顏色進(jìn)行鑒別，同時(shí)第一站發(fā)出信號(hào)給第二站，通知第二站（搬運(yùn)站）機(jī)械手開始動(dòng)作，當(dāng)?shù)诙镜?/p>

4、機(jī)械手將工件拿走后，氣缸下降，下降到位轉(zhuǎn)盤電機(jī)又開始帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，重復(fù)以上動(dòng)作。 b)技術(shù)參數(shù)： 轉(zhuǎn)盤電機(jī)：dc24v，10r/min減速電機(jī)； 紅外光電開關(guān)：sb031k u：10 v30 v dc i：200ma npn三線常開 檢測(cè)距離（sn）：030 cm（可調(diào)） 指示燈：動(dòng)作顯示（紅色led） 氣缸行程：75mm； 氣缸磁性開關(guān)：d-c73； 可調(diào)整參數(shù)：電機(jī)座前后位置5cm可調(diào)、左右位置10cm可調(diào)，氣缸座左右位置10cm可調(diào)、前后位置3cm可調(diào)，氣缸上下位置10cm可調(diào)，光電開關(guān)上下10cm可調(diào)、左右10cm可調(diào)； 氣缸的速度可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來控制。 圖3第一站裝配圖 2、 第

5、二站搬運(yùn)站 圖4 第二站氣動(dòng)原理圖 a） 實(shí)現(xiàn)功能：當(dāng)?shù)诙臼盏降谝徽荆ㄉ狭蠙z測(cè)站）的信號(hào)后，第二站的機(jī)械手開始動(dòng)作：前伸、下降、夾、上升、后縮、旋轉(zhuǎn)、前伸、下降、松、上升，上升到位后給第三站一個(gè)動(dòng)作信號(hào)同時(shí)氣缸繼續(xù)后縮、旋轉(zhuǎn)回到原位等待第一站的信號(hào)； b） 技術(shù)參數(shù) 氣缸行程分別為60mm、100mm、170° 電感式接近開關(guān)：le4-1k u：10 v 30 v dc i：200ma npn三線常開 檢測(cè)距離（sn）：4mm±4×10%mm 靜態(tài)電流：2.5ma 檢測(cè)介質(zhì)：金屬物體 指示燈：動(dòng)作顯示（紅色led） 氣缸磁性開關(guān)：d-a73、d-z73、d-fy

6、59b， c）可調(diào)整參數(shù)：機(jī)械手座前后10cm，左右10cm，氣缸的旋轉(zhuǎn)角度左右5°可調(diào)，氣缸的速度可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來控制。 圖5 第二站裝配圖 3、 第三站加工站 a） 實(shí)現(xiàn)功能：第二站（搬運(yùn)站）將工件從第一站（上料檢測(cè)站）搬運(yùn)到第三站（加工站）后，加工站對(duì)工件進(jìn)行鉆孔、檢測(cè)，然后移出工位，同時(shí)給第四站輸出成品、廢品信號(hào) b） 技術(shù)參數(shù) 鉆孔電機(jī)：dc24v 普通直流電機(jī) 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)：dc24v，10r/min減速電機(jī)； 紅外光電開關(guān)、電感式接近開關(guān)參數(shù)同上； 位移傳感器：工作電壓：10 v30 v dc 靜態(tài)功耗：0.8w 輸出電流：5 ma 輸出電壓：0 v10 v dc

7、 線性距離：2 mm 10 mm 重復(fù)精度：1.0% 輸出形式：雙態(tài)通用 驅(qū)動(dòng)形式：運(yùn)放驅(qū)動(dòng) 磁性開關(guān)：d-c73、d-z73； 氣缸行程分別為：15mm、45mm、75mm； c） 可調(diào)參數(shù)：工作臺(tái)位置前后6cm可調(diào)、左右10cm可調(diào)，鉆孔座前后6cm可調(diào)、左右10cm可調(diào)，檢測(cè)座前后6cm可調(diào)、左右10cm可調(diào)，氣缸的速度可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來控制。 圖6 第三站裝配圖 4、第四站安裝站 圖7 第四站氣動(dòng)原理圖 a)實(shí)現(xiàn)功能：第四站上有兩個(gè)料筒，里面裝有黑白兩種小工件，當(dāng)大工件被加工檢測(cè)過后，第五站將合格的大工件搬運(yùn)到安裝臺(tái)上，此時(shí)第四站通過同步帶帶動(dòng)吸嘴將小工件豎直向下安裝到大工件鉆好的孔

8、里面，安裝好后，回復(fù)到原位，同時(shí)給第五站一個(gè)信號(hào)，讓機(jī)械手將安裝好的組合件搬走。 b) 技術(shù)參數(shù)： 磁性開關(guān)：d-c73 氣缸行程：45mm、60mm、60mm； c)可調(diào)參數(shù)：料筒座位置前后6cm可調(diào)、左右10cm可調(diào)，同步帶旋轉(zhuǎn)座位置前后3cm可調(diào)、左右5cm可調(diào)，氣缸的速度可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來控制。 圖8 第四站裝配圖 5、第五站安裝搬運(yùn)站 圖9 第五站氣動(dòng)原理圖 a) 實(shí)現(xiàn)功能：第五站接收到第三站（加工站）的檢測(cè)信號(hào)后，將廢品通過機(jī)械手直接放入廢料筒，將合格品搬運(yùn)到安裝臺(tái)上，等第四站（安裝站）將小工件安裝好后，機(jī)械手將組合件搬運(yùn)到分類站。 b) 技術(shù)參數(shù)： 磁性開關(guān)：d-c73、d-a

9、90、d-a93 氣缸行程：30mm、50mm、90mm； c) 可調(diào)參數(shù)：機(jī)械手旋轉(zhuǎn)座位置前后3cm可調(diào)、左右6mm可調(diào)，旋轉(zhuǎn)角度180°可調(diào)，機(jī)械手高度3cm可調(diào)，氣缸的速度可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來控制。 圖 10 第五站裝配圖 6、第六站分類站 圖11 第六站氣動(dòng)原理圖 a) 實(shí)現(xiàn)功能：將第五站搬運(yùn)過來的組合件按照大小工件的黑白組合進(jìn)行分類放入倉庫，同時(shí)觸摸屏對(duì)零件的入庫情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，也可以對(duì)plc的程序進(jìn)行讀寫、軟元件監(jiān)控。 b) 技術(shù)參數(shù)： 磁性開關(guān)：d-c73 氣缸行程：45mm、75mm c) 可調(diào)參數(shù)：道軌座位置前后2cm可調(diào)、左右10cm可調(diào)，氣缸的速度可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流

10、閥來控制。 圖12 第六站裝配圖 三、元器件選擇 1、西門子公司的s7/300的plc （1）cpu模塊 cpu模塊主要由微處理器（cpu芯片）和存儲(chǔ)器組成。 （2）信號(hào)模塊 do、di、ao、ai統(tǒng)稱為信號(hào)模塊。 輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)，開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等傳來的開關(guān)量輸入信號(hào)； 模擬量輸入模塊用來接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。 開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備，模擬量輸出模塊用來控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行器。 c

11、pu模塊內(nèi)部的工作電壓一般是dc5v，而plc的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，例如dc24v或ac220v。 （3）功能模塊 主要用于完成某些對(duì)實(shí)時(shí)性和存儲(chǔ)容量要求很高的控制任務(wù)。 （4）接口模塊 接口模塊用來實(shí)現(xiàn)中央機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的通信，有的接口還可以為擴(kuò)展機(jī)架供電。 （5）通信處理器 通信處理器用于plc之間、plc與遠(yuǎn)程i/o之間、plc與計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信，可以將plc接入mpi、profibus-dp、as-i和工業(yè)以太網(wǎng)，或者用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等。cpu模塊集成有mpi通信接口，有的還集成了其他通信接口。 (6) 電源模塊 (7) 編程設(shè)備 2、氣缸磁性開關(guān)：d-c7

12、3、d-a90、d-a93 3、紅外線光電開關(guān) 型號(hào)：sb03一1k 參數(shù)：u：1030vdc i：200ina npn常開 檢測(cè)距離(sn)：30cm（可調(diào)） 4、電感式接近開關(guān) 5、位移傳感器 型號(hào)：vlg108 參數(shù)：工作電壓：10-30vdc 靜態(tài)功耗：<=0.8w 輸出電流：>=5ma 輸出電壓：0-10vdc 線性距離：2-10mm 重復(fù)精度：10 輸出形式：雙態(tài)通用 驅(qū)動(dòng)形式：運(yùn)放驅(qū)動(dòng) 四、軟件設(shè)計(jì) 1、第四站的流程圖 2、第一站的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 第二章 設(shè)計(jì)中碰到的問題及處理方法 下面是我在對(duì)第四站進(jìn)行改造的過程中所遇到的一些問題及處理方法： 1、輸入輸出點(diǎn)轉(zhuǎn)換。 由于

13、三菱plc所用的輸入輸出點(diǎn)和西門子plc的不同，如三菱plc的輸入點(diǎn)用x0、x1等，輸出點(diǎn)用y0、y1等，而西門子plc那么分別用i0.0、i0.1和q4.0、q4.1等。因此，在改造時(shí)，我們需要把對(duì)應(yīng)的點(diǎn)改成西門子所用的點(diǎn)。但是，在改的時(shí)候不能直接將三菱輸入輸出點(diǎn)的下標(biāo)用于西門子輸入輸出點(diǎn)的下標(biāo)，因?yàn)槲鏖T子中有自己固定的規(guī)定。 在遇到這個(gè)問題時(shí)，老師讓我們查找資料，熟悉一下西門子的規(guī)定，于是我便仔細(xì)查看了有關(guān)西門子plc的資料，這個(gè)問題也便迎刃而解了。 2、硬件電路測(cè)量。 既然要改造系統(tǒng)，那么就必須熟知電路情況，比方線路的連接、線路要通向哪個(gè)元器件等。對(duì)于這個(gè)問題，老師讓我們用萬用表對(duì)電路進(jìn)

14、行測(cè)量。 這項(xiàng)任務(wù)的問題在于線路太多，根本理不清楚。于是我們便把系統(tǒng)拆開來，仔細(xì)用萬用表測(cè)量每一個(gè)接點(diǎn)，理清線路，并套上號(hào)碼管，以便看時(shí)直觀清楚。 3、硬件組態(tài)。 對(duì)于西門子plc的硬件組態(tài)問題，我是第一次遇到，因此開始時(shí)我根本就無從下手，還好老師給我們?cè)敿?xì)講解了。 根據(jù)老師講解的內(nèi)容，我一步步完成了硬件組態(tài)。不過，在西門子s7-300元器件的選擇上需要仔細(xì)認(rèn)真，因?yàn)槊恳环N型號(hào)都必須對(duì)號(hào)入座，否那么硬件組態(tài)就不成功。 4、軟件改造。 在這項(xiàng)工作中，我們的主要工作是畫梯形圖并進(jìn)行軟件仿真測(cè)試。在做這項(xiàng)工作時(shí)，我們需要十二分的小心與謹(jǐn)慎，否那么一招錯(cuò)，全盤皆輸。 5、傳感器改造 在線路改造完成之后

15、的運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，傳感器檢測(cè)不到物件。經(jīng)過查閱資料，我們終于找到問題的所在。即三凌的端接地，而西門子的端接電源。經(jīng)過改造之后，傳感器終于可以檢測(cè)到物件了。 6、將autocad中的圖復(fù)制到word中遇到問題，向老師詢問后，知道只須將autocad中的圖全屏印下，然后在畫圖中粘貼，反色裁剪，復(fù)制到word中即可。 第三章 小結(jié) 實(shí)訓(xùn)中，我首先在網(wǎng)上搜索了一些關(guān)于德國(guó)西門子公司可編程控制器的資料。對(duì)德國(guó)西門子公司可編程控制器有了一定的了解。s7-300plc采用緊湊的、無槽位限制的模板結(jié)構(gòu)。主要組成局部：導(dǎo)軌（rack）、電源模板（ps）、中央處理單元（cpu）、信號(hào)模板（sm）、模板功能（fm）。還可加上接口模板（im）和通訊處理器（cp）。 然后，我們進(jìn)行硬件組態(tài)。在此過程中要注意其步驟，先放電源，然后放cpu，最后放輸入、輸出模塊。在選擇元器件時(shí)，要特別注意它的出廠號(hào)，最后，我們進(jìn)行軟件編程并調(diào)試。 此次實(shí)訓(xùn)，我了解了模擬生產(chǎn)線的組成，建立生產(chǎn)線的概