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学生姓名。指导教师。
2023年5月19日。
目录。绪论3
第一章项目开发说明 4
项目一、plc控制的物料分拣设备及组态监控系统的设计 4
一、 项目控制要求陈述 4
二、项目实施方案 4
1、评估控制任务 4
2、plc选型 4
3、plc系统设计 5
（1）硬件设计 5
1）i/o分配表 5
2）项目硬件接线图 5
（2）软件设计 6
1）程序流程图 6
2）梯形图（附录一） 6
3）程序说明 6
4、plc系统调试 7
5、组态监控系统的设计 7
项目二、 plc控制的机械手及组态监控系统的设计 8
一、 项目控制要求陈述 8
二、项目实施方案 8
1、评估控制任务 8
2、plc选型 8
3、plc系统设计 8
（1）硬件设计 9
1）i/o分配表 9
2）项目硬件接线图 9
（2）软件设计 10
1）程序流程图 10
2）梯形图 10
3）程序说明 11
4、plc系统调试 15
5、组态监控系统的设计16
第二章、小结与心得体会16
plc是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。plc及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
第一章、项目开发说明。
项目一、plc控制的物料分拣设备及组态监控系统的设计。
一、控制要求。
1、在物料斗中放三个不同的物块，在程序运行后传送电机开始运行，传送带转动。运行5秒后，气缸动作，将物块推到传送带中。此时传送电机停止，以便物块放正位置。
过0.5秒后，电机又开始运行。如果程序运行时，物料斗中没有物体，则运行一定时间后自动停止。
2、在第一个物块推出到传送带上前行一定路程后，再推出第二个物块。然后再推出第三个物块，过程和推出第一个物块相同。
3、当物块靠近各传感器时，会使传感动作，此时物块并没有到达物料槽的位置，因此要在检测到物块之后再计传送带运行的步距。（各传感器的灵敏度不同，用试验测定，在确定步距后，在程序中相应网络中进行修改）当光电编码器检测到所走的步距后，驱动相应的电磁阀控制气缸推动物块到相应的物料槽中。
4、各传感器依次分别为：电感传感器，可检测出铁质物块；电容传感器，可检测出金属物块；颜色传感器，可检测出不同的颜色，且色度可调。当铁质物块经过第一传感器时被分拣出，当铝质物块经过第二传感器时被分拣出，非金属物块中的某一颜色在过第三个传感器时被分拣出，不同的在第四传感器时分拣出。
二、项目实施方案。
1、评估控制任务。
根据控制要求，plc的输入信号全部来自传感器，光电传感器1个，电感式传感器1个，电容式传感器1个，颜色传感器1个，共计4个。输出包括供料电机1个，皮带电机1个，控制气缸动作的电磁阀3个，共计5个。输入输出共需要i/o点9个。
2、plc选型。
根据上面确定的i/o点数，且该材料分拣装置为开关量控制。因此，选择一般的超小型机即可满足控制要求，本系统选用德国西门子公司的s7-200系列的224型的plc。它有14个输入点，10个输出点，可满足本系统的要求。
plc选择的是直流24v。
3、plc系统设计。
1）、硬件设计。
1）：i/o分配表。
2）、项目硬件接线图。
3)、软件设计。
1）程序流程图：
2）、梯形图（附录一）
3）、程序说明：
已知电感传感器检测铁质物块；电容传感器检测金属物块；颜色传感器检测不同的颜色。
程序开始运行后，当下料传感器检测到料斗中有物块时，传送电机（传送带）开始转动。延时5秒后，下料气缸电磁阀也动作将物块推到传送带中。同时传送电机停止。
过了0.5秒后，传送电机又开始转动。当传感器检测到相应的物块时，相应的气缸电磁阀动作，将物块推出。
如颜色物块在传送带转动分别经过电感传感器、电容传感器、颜色传感器。颜色物块到电感传感器和电容传感器是没有动作，就往下走。到了颜色传感器，颜色传感器就动作，气缸3电磁阀就推动颜色物块。
铁质物块和金属物块一样。
如果程序运行时，物料斗中没有物体，则运行10秒后自动停止传送电机（传送带）。
1、下料气缸电磁阀q0.4把物料推出后，电磁阀保持推出状态5s，而控制要求电磁阀推出后立即收回，检查后发现，定时器t38的常闭触点控制m0.1，而m0.
1控制电磁阀q0.4，定时器t38定时5s，5s后m0.1才失电。
经组员讨论后，用t38控制另一定时器t39，定时0.5s，在用t39控制下料电磁阀q0.4。
5、组态监控系统的设计。
在电脑上安装组态王软件，进入监控系统，设计图形界面，定义设备，构造数据库后，通过控制开关的操作，系统开始工作。首先下料传感器（i2.0亮）对料斗的物料进行检测，如果有物料则传送带（q0.
5亮），过3s后下料电磁阀（q0.4亮）将其推入传送带上，物料在传送带上移动，当铁质物料移动到电感传感器周围时，电感传感器检测到信号（i0.5亮），相应的气缸（q0.
0亮）将物料推出，物料沿着气缸动作的方向移动到料槽中，当铝质物料通过电感传感器时，传感器检测不到信号（i0.5不亮），而当铝质物料移动到电容传感器周围时，电容传感器检测到信号（i0.6亮），对应的气缸电磁阀动作（q0.
1亮），将铝质物料推出，在传送带运行7s后，如仍无物料，则传送带停止（q0.5灭）。
组态监控系统图：
1.开机复位2.横轴前升。
3.手旋转到位4.电磁阀动作，手张开
5.竖轴下降6.电磁阀动作，手夹紧
7.竖轴上升8.横轴缩回。
9.底盘旋转到位 10.横轴前伸。
11.手旋转12.竖轴下降
13.电磁阀动作，手张开 14.竖轴上升。
15.复位。
气夹在电磁阀未通电动作时为夹紧状态，通电后变为张开状态。在上述步骤中，4-5和13-15之间为电磁阀通电状态。
2、项目实施方案。
1、评估控制任务。
根据控制要求，plc的输入信号全部来自限位开关，即气夹正转限位、气夹反转限位、基座正转限位、基座反转限位、横轴前限位、横轴后限位、竖轴上限位、竖轴下限位、基座旋转脉冲各一个，共计9个。输出包括步进电机驱动器4、气夹正转ml、气夹反转mr、基座正转ml、基座反转mr、气夹电磁阀yv+各一个，共计9个。输入输出共需要i/o点18个。
根据上面确定的i/o点数，选择一般的超小型机即可满足控制要求，本系统选用德国西门子公司的s7-200系列的224型的plc。它有14个输入点，10个输出点，可满足本系统的要求。plc选择的是直流24v。
3、plc系统设计。
1）、硬件设计。
2）硬件接线图。
2)、梯形图：
自动程序：手动程序：
系统处于初始状态下（竖轴最上方即碰到竖轴上限位开关，横轴缩回即碰到横轴前限位开关，基座反转即转到基座反转限位开关），横轴前伸碰到横轴后限位开关，机械手气夹正转碰到气夹正转限位开关，气夹电磁阀得电，气夹打开，竖轴下降碰到竖轴下限位开关，气夹电磁阀失电，气夹抓紧物体，竖轴上升碰到竖轴上限位开关时，横轴缩回碰到横轴前限位开关，基座正转碰到基座正转限位开关，横轴前伸碰到横轴后限位开关，机械手气夹反转碰到反转限位开关，竖轴下降碰到竖轴下限位开关，气夹电磁阀得电，气夹打开放下物体，竖轴上升，以此循环。
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