1、.概要通過(guò)大三下學(xué)期老師給我們講解了電氣控制及 plc這門(mén)課程，我對(duì) plc這門(mén)學(xué)科，產(chǎn)生了濃厚的興趣，這是一門(mén)很實(shí)用的技術(shù)學(xué)科。這學(xué)期我們學(xué)習(xí)了電氣控制的線路的基本概念， s7-200 的基礎(chǔ)知識(shí)， plc 的基本指令和程序設(shè)計(jì)，以及我個(gè)人認(rèn)為比較實(shí)用的順控指令（我的這個(gè)課程設(shè)計(jì)是基于順控指令執(zhí)行的）。本人的課題是包裝生產(chǎn)線的 plc 控制。我認(rèn)為當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)快節(jié)奏的高科技時(shí)代，自動(dòng)化流水作業(yè)已經(jīng)大大取代了之前的手工作業(yè)，這大大提高了生產(chǎn)效率。這也使得工業(yè)中的包裝生產(chǎn)線，運(yùn)用得更加廣泛。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)某種產(chǎn)品，而且需要對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，就必須設(shè)計(jì)一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，以便用

2、這自動(dòng)化的生產(chǎn)線來(lái)代替人工完成這些繁雜的工作。想想，例如一個(gè)我們南京工程學(xué)院學(xué)生們經(jīng)常喝的純凈水，純凈水公司，他們想要對(duì)灌裝水進(jìn)行分箱包裝處理，如果采用自動(dòng)化分箱包裝處理，是可以大大提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的。如果想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)中生存下去，必須順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)的改革，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，創(chuàng)造效益，這也就是自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線的重要性。所以對(duì)此次課題，我充滿了濃厚的興趣。本文主要結(jié)合自己大三所學(xué)的 plc 知識(shí)，運(yùn)用順控指令等知識(shí)對(duì)包裝生產(chǎn)線系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用可編程控制器（ plc）控制研究，對(duì)可編程控制器（ plc）以及所用到的各個(gè)器件的功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵字plc 控制，包裝

3、生產(chǎn)線，順控指令，自動(dòng)化.目 錄摘 要1目 錄2第一章緒論31.1 課題任務(wù)提出31.2 自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的提出背景41.3 包裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)目的和意義4第二章生產(chǎn)線的方案的確定52.1 包裝生產(chǎn)線工作流程52.2 整體方案說(shuō)明52.3 設(shè)計(jì)方案的流程圖6第三章電氣元件的選擇73.1 可編程控制器 plc 的介紹73.2 課題所需電器介紹8第四章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)104.1 i/o 點(diǎn)數(shù)分配104.2 器件列表104.3 plc 外部接線圖114.4 主電路圖11第五章 plc 軟件程序設(shè)計(jì)125.1 包裝生產(chǎn)線流程圖125.2 包裝生產(chǎn)線功能圖125.3 plc 部分程序13第六章 軟件調(diào)試仿真14

4、第七章課程設(shè)計(jì)體會(huì)感想15第八章 致 謝16附錄 梯形圖程序17.第一章 緒論1.1 課題任務(wù)提出：包裝生產(chǎn)線示意圖和控制時(shí)序圖如圖所示，包裝物品是放在傳送帶1 上，由于放置的時(shí)間是任意的，所以有些包裝離得很遠(yuǎn)，而有的包裝靠在一起。傳送帶 1 的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，旋轉(zhuǎn)編碼器 e6a 發(fā)出一個(gè)脈沖，根據(jù)一個(gè)包裝所能產(chǎn)生的脈沖數(shù)，并對(duì)這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣不管包裝密集還是分開(kāi)的，都能精確地求得包裝的個(gè)數(shù)。當(dāng)光電檢測(cè)器(spl) 接通，且旋轉(zhuǎn)編碼器e6a發(fā)出 4 個(gè)脈沖，即有一個(gè)包裝傳送到傳送帶2。當(dāng)有 4 個(gè)包裝物品傳送到傳送帶2 時(shí)，電動(dòng)機(jī) m1正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擋板上升，阻止后面的包裝。擋板上升到位時(shí)，碰

5、到限位開(kāi)關(guān) sq3，m1停轉(zhuǎn)，擋板停止上升。電動(dòng)機(jī)m2 正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器向前，將4 個(gè)包裝推出傳送帶2。當(dāng)推動(dòng)器到達(dá)前部位置時(shí)，前部限位開(kāi)關(guān)sq2接通， m2反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器后退，當(dāng)推動(dòng)器返回到位時(shí)，碰到后部限位開(kāi)關(guān)sql，m2 停轉(zhuǎn)，推動(dòng)器回到初始位置同時(shí) m1反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擋板下降，下降到位碰到下部限位開(kāi)關(guān) sq4，m1停轉(zhuǎn)，擋板回到初始位置。.1.2 自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的提出背景在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，包裝，如果這些繁雜的工作讓人工去完成的話不但麻煩，而且效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要，并且加重了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)某種產(chǎn)品，而且需要對(duì)其進(jìn)行計(jì)

6、數(shù)，包裝，就必須設(shè)計(jì)一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，以便用這自動(dòng)化的生產(chǎn)線來(lái)代替人工完成這些繁雜的工作。進(jìn)一步加快工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)，改善人民的生活水平。plc 自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益，這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。近年來(lái)，包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化持續(xù)發(fā)展，使的包裝企業(yè)以高速度、較少的停機(jī)時(shí)間和包裝故障，以及產(chǎn)品損耗減少、工傷和老毛病降低等優(yōu)點(diǎn)而獲得出色的成就。這些經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展力量。可見(jiàn)自動(dòng)裝箱技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。1.3 包裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)目的和意義包裝生產(chǎn)線是新一代的自動(dòng)化流水線，具有生產(chǎn)速度高、包裝質(zhì)量好、兼容性好性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種機(jī)、電、儀、氣

7、、機(jī)器人一體化的高科技產(chǎn)品，在紙箱的后道包裝中有廣泛的應(yīng)用，可將各種待包物品在紙箱后包裝過(guò)程中的空紙箱配送、紙箱成形、物品列整輸送、機(jī)械手裝箱、自動(dòng)拆蓋上下封箱。自動(dòng)包裝生產(chǎn)線在無(wú)人干涉的狀況下按規(guī)則的順序或指令主動(dòng)進(jìn)行操作或節(jié)制的進(jìn)程，其目的是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。自動(dòng)化包裝技能普遍用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研討、交通運(yùn)輸、貿(mào)易、醫(yī)療、效勞和家庭等方面。采用自動(dòng)生產(chǎn)線不僅可以把人從沉重的體力勞動(dòng)、局部腦力勞動(dòng)以及惡劣、風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)情況中解放出來(lái)，并且還能擴(kuò)展人的器官功用，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，加強(qiáng)人類看科技和革新世界的才能。自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益。.第二章生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方案的確定2.

8、1 包裝生產(chǎn)線工作流程1啟動(dòng)開(kāi)關(guān) i0.1 打開(kāi)旋轉(zhuǎn)編碼器 i0.0動(dòng)作，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就是一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)至少16 個(gè)脈沖2的同時(shí)，光電檢測(cè)器 i0.2也檢測(cè)到 4 個(gè)間隔后i0.5動(dòng)作，電機(jī)m1正轉(zhuǎn)，擋板離開(kāi) sq4上升到 sq33i0.4動(dòng)作，電機(jī)m2正轉(zhuǎn)，推動(dòng)器離開(kāi) sq1向前到 sq24i0.3動(dòng)作，電機(jī)m2反轉(zhuǎn)，推動(dòng)器離開(kāi) sq2向后到 sq15i0.6動(dòng)作，電機(jī)m1反轉(zhuǎn)，擋板離開(kāi) sq3下降到 sq4，可循環(huán)也可以用6i0.7 直接結(jié)束。2.2 整體方案說(shuō)明1) 包裝生產(chǎn)線的擋板電機(jī) m1和推動(dòng)器電機(jī) m2起、停控制，電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。2) 旋轉(zhuǎn)編碼器 e6a的頻率要保證光電檢

9、測(cè)器能夠識(shí)別，并能夠每四個(gè)脈沖識(shí)別為一個(gè)包裝。3) 主電路其內(nèi)部設(shè)有過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)，為常閉觸點(diǎn)，作為電動(dòng)閥過(guò)載保護(hù)信號(hào)， plc控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。4) 電動(dòng)機(jī)均采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)。5) 電路中設(shè)有自鎖6) 主電路用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。7) plc 的 cpu224型號(hào)根據(jù)輸入輸出確定。（ 14 個(gè)輸入， 10 個(gè)輸出，最多可以有 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，內(nèi)置時(shí)鐘，課本 p123 頁(yè)介紹）.2.3 設(shè)計(jì)方案的流程圖（手畫(huà)）.第三章電氣元件的選擇3.1 可編程控制器plc 的介紹3.1 .1 可編程控制器的定義（課本p99 頁(yè)）可 編程控制器的英文縮寫(xiě)是

10、plc。是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)。采用了可編程的存儲(chǔ)器，用于內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的用戶指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各個(gè)機(jī)器。 plc 的外圍設(shè)備，應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成，易于實(shí)現(xiàn)其預(yù)期的功能原則設(shè)計(jì)。（p99 頁(yè)）3.1.2 可編程控制器的特點(diǎn)（課本所學(xué)p106 頁(yè)）plc 技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，主要是因?yàn)樗哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。主要有以下特點(diǎn)：1. 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)2編程簡(jiǎn)單、使用方便3功能完善、通用性強(qiáng)4設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)

11、方便5體積小、重量輕、能耗低（p106頁(yè)）3.1.3 plc 的結(jié)構(gòu)plc 是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì) , 采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu), 主要由 cpu、存儲(chǔ)器。.采用掃描方式工作的i/o 接口電路和電源等組成。plc 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.1.4 plc 的工作原理（ p118 頁(yè) ）plc 控制 plc 采用“循環(huán)掃描工作方式，集中進(jìn)行輸入采樣，集中進(jìn)行輸出刷新”。i/o 映像區(qū)分別存放執(zhí)行程序之前的各輸入狀態(tài)和執(zhí)行過(guò)程中各結(jié)果的狀態(tài)。任務(wù)的完成是建立在其硬件的支持下， plc 的掃描工作過(guò)程可分為“輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新”三個(gè)階段，并進(jìn)行周期性循環(huán)。3.2 本課題所需器件介紹（課本第一章）3.

12、2.1 低壓斷路器 qa0小型斷路器適用于交流 50/60hz 額定電壓 230/400v，額定電流至 63a 線路的過(guò)載和短路保護(hù)之用，也可以在正常情況下作為線路的不頻繁操作轉(zhuǎn)換之用。小型斷路器主要用于工業(yè)、商業(yè)、高層和民用住宅等各種場(chǎng)所.3.2.2 按鈕開(kāi)關(guān) sf按鈕開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛的主令電器。在電氣自動(dòng)控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器、電磁起動(dòng)器等。3.2.3 熔斷器 fa熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。根據(jù)電流超過(guò)規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開(kāi)；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛

13、應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過(guò)電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。3.2.4接觸器 qa接觸器是由電磁系統(tǒng)（鐵芯，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。狹義上是指能頻繁閉合，承載和開(kāi)斷正常電流及規(guī)定的過(guò)載電流和關(guān)合裝置。用于電力，配電。3.2.5熱繼電器 bb熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時(shí)，就推動(dòng)連桿動(dòng)作，使控制電路斷開(kāi)，從而使接觸器失電，主電路斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。.第四章 硬件系統(tǒng)

14、設(shè)計(jì)4.1i/o 點(diǎn)數(shù)分配輸入輸出i0.0：旋轉(zhuǎn)編碼器 e6aq0.0：電動(dòng)機(jī)m1 正轉(zhuǎn)升起擋板i0.1：?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)q0.1：電動(dòng)機(jī)m1 反轉(zhuǎn)降下?lián)醢錳0.2：光電檢測(cè)器 splq0.2 ：電動(dòng)機(jī)m2正轉(zhuǎn)向前驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器i0.3：推動(dòng)器后部限位開(kāi)關(guān)sqlq0.3 ：電動(dòng)機(jī)m2反轉(zhuǎn)向后驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器i0.4：推動(dòng)器前部限位開(kāi)關(guān)sq2i0.5：擋板上部限位開(kāi)關(guān)sq3i0.6：擋板下部限位開(kāi)關(guān)sq4i0.7：停止開(kāi)關(guān)4.2 器件列表元器件列表電路元器件符號(hào)空氣開(kāi)關(guān)qa0熔斷器fa熱繼電器bb按鈕開(kāi)關(guān)sf計(jì)數(shù)器ctu交流接觸器qa電動(dòng)機(jī)m.4.3 plc 外部接線圖（手畫(huà)）4.4 主電路圖.第五章plc 軟件

15、設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)工作流程圖（手畫(huà)）.5.2 系統(tǒng)工作功能圖（手畫(huà)）.5.3 plc 部分程序在該程序中我們用到了計(jì)數(shù)指令，下面我們簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)一下計(jì)數(shù)器的用法。s7 200 共有 256 個(gè)計(jì)數(shù)器（不包括高速計(jì)數(shù)器） ，計(jì)數(shù)形式分為加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)與加 / 減計(jì)數(shù) 3 類。加計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)指令通過(guò)輸入信號(hào)的上升沿計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值從0 開(kāi)始增加，到達(dá)設(shè)定值 pv時(shí)，輸出觸點(diǎn)接通。計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定值后，如繼續(xù)輸入計(jì)數(shù)信號(hào)，計(jì)數(shù)值仍增加，觸點(diǎn)保持接通；計(jì)數(shù)器在復(fù)位信號(hào) r 輸入為“ 1”時(shí)，清楚現(xiàn)行計(jì)數(shù)值，觸點(diǎn)被強(qiáng)制斷開(kāi)。本實(shí)驗(yàn) c20（旋轉(zhuǎn)編碼器）用 i0.0 加數(shù)，用 i0.5 和 sm0.1 復(fù)位； c21（光

16、電檢測(cè)器）用 i0.2 計(jì)數(shù)，用 i0.5 和 sm0.1復(fù)位。因?yàn)?sm0.1 為初次掃描至 1.第六章 軟件調(diào)試仿真（此圖反應(yīng)本程序編譯完全正確）.（舉一個(gè)截圖為例）仿真過(guò)程 ： 1 ：自己編程2 ：編譯正確3 ：通信4 ：下載5：run運(yùn)行6：監(jiān)控第七章 課程設(shè)計(jì)體會(huì)感想通過(guò)本次 plc課程設(shè)計(jì) , 我針對(duì)本課題包裝生產(chǎn)線的 plc控制 , 使得我對(duì)大三下學(xué)期所學(xué)的電氣控制及 plc這門(mén)課課堂所學(xué)的理論知識(shí) , 完美的運(yùn)用到了實(shí)踐中 , 使我對(duì)理論知識(shí)掌握得更加牢靠 . 俗話說(shuō)的好 : “紙上得來(lái)終覺(jué)淺 , 絕知此事要躬行” . 本次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)電氣控制常用器件 ,s7-200,plc 的基本編程方法 ,和 plc的工作原理 , 以及順控指令有了更加深刻的理解.在本周三進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前 , 我已經(jīng)把本次課題所要需要的流程圖 , 功能圖 , 梯形圖 , 提前設(shè)計(jì)好 , 并且在周二的晚上努力得找到了一臺(tái) s7-200 自己調(diào)試了一遍 . 因?yàn)槲蚁嘈拧睓C(jī)會(huì)總是垂青于那些做好準(zhǔn)備的人” .當(dāng)然在調(diào)試的過(guò)程中我也遇到了很多困難 ,