课程设计说明书。
2012/2013学年第二学期)
课程名称 : 可编程控制器应用。
题目 : 储料单元和翻转运料控制。
专业班级。学生姓名。
学号1指导教师。
设计周数2 周。
设计成绩。2023年6月28日。
目录。1、课程设计目的3
1.1设计目的3
1.2课程设计内容及要求3
2. 课程设计正文3
2.1 储料单元3
2.1.1硬件设计3
2.1.2 储料单元软件设计5
2.2 翻转运料控制9
2.2.1 翻转运料控制硬件设计9
2.2.2 翻转运料控制软件设计10
2.3 系统硬件调试17
3.课程设计总结和结论17
4.参考文献18
5.课程设计评语18
储料单元和翻转运料控制。
1.课程设计目的。
1.1设计目的。
通过此次储料单元和翻转运料控制课程设计,熟悉并掌握s7-200系列plc梯形图的设计及其开发软件的使用,通过i/o的地址分配了解并熟悉plc224的接口;加深我们对plc的认识和使用,融会贯通其编程思想,培养并加强在实际生产生活中的应用。
1.2课程设计内容及要求。
设计内容。工件由气缸推出到料板上,然后等待下一单元将工件取走。气缸的顶出与收回靠一个二位五通双控电磁阀控制。
由传感器识别顶料杆(气缸)的位置;当传感器无信号时说明料库中无原料,顶料杆不能推出;由行程开关完成识别工件是否已被推到料板上。翻转臂在两个单元间设定的位置准确地传送工件。采用直流减速电机完成该动作,并通过真空吸盘抓取工件。
系统通过三个传感器识别旋转臂的位置,并向其他单元发出启动信号;由一个微动开关识别工件是否被抓牢。
动作要求:1. 工件通过顶料杆由仓库被分离到料板上;
2. 判断料板上有无工件, 当料库无工件时,顶料杆将不能推出, 当工件被分离到料板上后,发出信号给下一单元;
3. 当工件被抓取后,旋转臂由左向右运动;
4. 旋转臂到达右侧将释放工件,释放工件后旋转臂向左运动;
5. 在本系统中,在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的基础上,用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。
2. 课程设计正文。
2.1 储料单元。
2.1.1 硬件设计。
1)方案设计:
概述:plc是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
plc及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。
2.方案概述:
该系统单元共有八个输入点,分别为:启动/停止,复位,单步,自动/手动,气缸前极限,汽缸后极限,料板有料,库中有工件,两个输出点:气缸推出,汽缸收回。
接通启动按钮,当传感器有信号时,说明料库中有工件;当行程开关得电时,说明料板中有工件;只有当料库中有元件,且料板中无元件,有启动输入信号时,顶料杆(气缸)推出,将工件推到料板上,等待下一个单元抓取工件。复位即使顶料杆(气缸)后极限得电,顶料杆(气缸)收回。单步即实现整个过程的每个步骤单独运行。
选型及i/o地址分配。
本系统结构已经选定s7-200cpu224的plc,满足操作要求。其i/o地址分配为:
2) 单元电路。
由于本系统plc已经连接好线路,故电气连接电路不用设计,plc控制输出输入控制接线图见下图。而此系统单元的监控组态与此相关,只是实现下位机对上位机的控制,故无须另外设计。
2.1.2 储料单元软件设计。
1)系统分析设计:
本课题是通过plc和组态软件来实现储料单元控制系统设计。该系统单元共有八个输入点,分别为:启动/停止,复位,单步,自动/手动,气缸前极限,汽缸后极限,料板有料,库中有工件,两个输出点:
气缸推出,汽缸收回。通过plc和组态软件来实现气缸的推出与收回两个方面的控制。
2)系统实施及程序:
系统梯形图如下:
2.2 翻转运料控制。
2.2.1 翻转运料控制硬件设计:
1) 方案设计。
1. 方案概述。
该系统单元共有八个输入点,即启动/停止、复位、单步、自动/手动、摆臂左极限、摆臂右极限、工件被抓取、摆臂在中间;共有三个输出点,即摆臂向左、摆臂向右、抓取工件。接通启动按钮,当摆臂不在左极限时,摆臂向左摆动,到达左极限时抓取工件并将工件运到右极限,将工件放下,如此反复循环运行,复位即将摆臂复位到中间位置,信号均由传感器采集,单步即实现整个过程每个组成单元步骤的逐步实现。
2. plc选型及i/o地址分配。
本系统结构已经选定s7-200cpu224的plc,满足操作要求。其i/o地址分配为:
2)单元电路。
由于本系统plc已经连接好线路,故电气连接电路不用设计,plc控制输出输入控制接线图见下图。而此系统单元的监控组态与此相关,只是实现下位机对上位机的控制,故无须另外设计。
2.2.2 翻转运料控制软件设计。
1)系统分析设计:
本课题是通过plc和组态软件来实现储料单元控制系统设计。该系统单元共有八个输入点,分别为:启动/停止,复位,单步,自动/手动,摇臂左极限,摇臂右极限,工件被抓取,摇臂在中间,三个输出点:
摇臂向左,摇臂向右,抓取工件。通过plc和组态软件来实现摇臂的左运行与右运行以及工件抓取三个方面的控制。
2)系统实施及程序:
系统梯形图如下:
2.3 系统硬件调试。
当plc软件程序编制结束且软件调试成功后,进行系统调试。按照正常的控制步骤分阶段将各个控制步骤逐一进行测试,确保每个环节正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运行。
当一切测试正常后,再进行模拟故障告警情况的调试。当所有测试均正常后,系统调试结束。整个过程中一定要十分仔细逐步调试,确保准确无误。
3.课程设计总结和结论。
此次plc课程设计,我们组的任务是储料单元和翻转运料控制单元这两个单元的设计。经过为期两星期的工作,我们完成了课程任务的基本要求,实现了各单元的基本功能。
我们这次课程设计的步骤大致如下:首先是根据课程设计任务书要求,查阅相关资料,然后画出系统原理图,编制i/o地址分配表,接着是编写plc程序再下来就是利用实验设备进行调试,以达到设计要求。这次课程设计使我对plc有了一个更深入的了解,对它的认知度也提高了一个层次,也使我认识到课设需要有足够的耐心,要学会自己独立思考,不能拘泥于一种思维,要学会创新,敢于自己去尝试新的方法。
编程的思路方法有很多,不能只是简单的参考既有程序,停滞不前。比如在这次课设中,由于看了网上的程序,一下就陷入了网上的思维方法,结果在调试时出现问题就不知道怎么解决了。最后,排除网上的方法后,自己尝试了一套新的思路,皇天不负有心人。
最后终于成功了。
在学习plc理论知识时,学的并怎么扎实,先学过的东西和后面的东西总联系不到一起,不知道如何在实践中运用。这次plc课程设计,我们到实验室把整个工业生产线的流水作业的流程体验了一番,不仅让我们深深的体会到了plc在工业生产中的无可比拟的地位和作用,加深了我们对plc的兴趣。同时,也巩固了我们理论知识,完善了我们的知识系统,提高了我们的动手能力,丰富了我们的实践经验,让我们认识到了理论联系实际的重要性。
最后感谢指导老师这些天对我们的帮助,让我们在这次实践中获得了更大的进步。
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