PLC四节传送带设计.doc

《PLC设计与实训》
设计报告
题 目: 四节传送带控制
姓 名: 王伟杰
班 级: 14自动化4班
学 号: 2014550430
指导老师: 陈才学
提交日期:2017年6月14日
目录
摘 要: 3
一、 总体设计方案 4
1、1设计题目及任务 4
1、2任务分析 5
1、3 课题项目管理计划进度表 5
1、4设计目标 5
1、5设计方案及方案得合理性分析 6
二、硬件电路设计 6
2、1 CPU选型 6
2、2 I/O口分配 6
2、3 硬件电路图 6
2、4 电路工作过程 7
2、4、1顺序启动 7
2、4、2顺序停止 7
2、4、3传送带A发生故障时得停止 8
2、4、4传送带B发生故障时得停止 8
2、4、5传送带C发生故障时得停止 8
2、4、6传送带D发生故障时得停止 9
三、软件程序设计 10
3、1 程序功能图设计 10
3、2 软件程序单元设计 12
3、2、1顺序启动设计 12
3、2、2顺序停止设计 13
3、2、3顺序急停设计 14
四、 系统调试过程及结果分析 18
4、1硬件调试过程 18
4、2软件调试过程(含单独调试与联调) 18
4、3设计实验结果及分析 18
五、 心得体会与持续改进建议 19
附件: 19
1、 系统运行与测试照片 19
2、设计环节与课程能力对应关系 20
3、成绩考核与评定 21
设计题目(四节传送带控制)
摘 要:
当今社会,科技发展迅速,在工业方面,计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术得发展息息相关,这些高新技术同样也推动了PLC(可编程逻辑控制器)得发展。现在,我们得生活中有很多称为可编程控制器得小电脑在为我们服务,可编程控制器在工业控制、军工航天、信息处理、家用电器等方面得应用中表现得十分出色。本次设计得题目就是:四节传送带控制,主要以PLC来控制,使其具备顺序启动与顺序停止功能,当某条皮带发生故障时,该皮带及前面得皮带立即停止得自动控制等功能。通过这次设计,初步掌握PLC得基本控制功能,学会使用PLC来解决一些简单得工程问题。
关键词:PLC;工业控制;四节传送带;顺序控制
一、 总体设计方案
1、1设计题目及任务
题目2四节传送带控制 (难度系数:***)
控制要求
1、总体控制要求:系统由传动电机M1、M2、M3、M4,故障设置开关A、B、C、D组成,完成物料得运送、故障停止等功能。
2、闭合“启动”开关,首先启动最末一条传送带(电机M4),每经过1秒延时,依次启动一条传送带(电机M3、M2、M1)。
3、当某条传送带发生故障时,该传送带及其前面得传送带立即停止,而该传送带以后得待运完货物后方可停止,并显示相应故障。例如M2存在故障,则M1、M2立即停,经过1秒延时后,M3停,再过1秒,M4停,并显示M2故障。
4、排出故障,打开“启动”开关,系统重新启动。
5、关闭“启动”开关,先停止最前一条传送带(电机M1),待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。

1、2任务分析
本次设计就是要模拟四节传送带得控制,PLC四节传送带得硬件系统就是有计算机、四台电机、西门子S7-200PLC 等构成。使用PLC控制,可以有效得解决多节传送带复杂得分段控制问题,通过电脑将软件下载到PLC中,同时利用总线接入四台电机,通过程序得编写,实现四台电机顺序启动与停止,并且在其某一段皮带发生故障时,实现一个分段得停止,从而实现故障急停。在本次设计中,PLC得控制核心,外部多种输入信号如启动、停止,经过PLC内部进行程序得运算与数据处理后,提供多种输出信号来控制四台电机得运作。
1、3 课题项目管理计划进度表
序号
各阶段完成得内容
完成时间
1
查阅相关文献资料、课题调研
2017、6、1-2017、6、2
2
制定设计目标与设计方案
2017、6、2-2017、6、3
3
设计方案得合理性分析
2017、6、2-2017、6、3
4
硬件电路图样设计
2017、6、3-2017、6、4
5
软件程序功能图设计与软件程序设计
2017、6、4-2017、6、6
6
硬件实验平台搭建及调试
2017、6、6-2017、6、7
7
软件程序调试与实验
2017、6、7-2017、6、9
8
实验结果检查
2017、6、8-2017、6、9
9
撰写课程设计说明书
2017、6、10-2017、6、14
1、4设计目标
本次设计就是要模拟四节传送带得控制,首先要确保实现题目要求得三条控制目标:1、实现四条皮带得顺序启动;2、实现四条皮带得顺序停止;3、实现四条皮带运行过程中得故障急停。此外就就是力求设计过程中PLC与实验模块之间得接线简洁、STEP7中得代码简明易懂,确保能顺利实现设计目标,取得预想得实验结果。
1、5设计方案及方案得合理性分析
本次设计就是要模拟四节传送带得控制,PLC四节传送带得硬件系统就是有计算机、四台电机、西门子S7-200PLC 等构成。使用PLC控制,可以有效得解决多节传送带复杂得分段控制问题,通过电脑将软件下载到PLC中,同时利用总线接入四台电机,通过程序得编写,实现四台电机顺序启动与停止,并且在其某一段皮带发生故障时,实现一个分段得停止,从而实现故障急停。在本次设计中,PLC得控制核心,外部多种输入信号如启动、停止,经过PLC内部进行程序得运算与数据处理后,提供多种输出信号来控制四台电机得运作。该方案经过我去实验室实地查瞧后发现可行,方案所需要得S7-200PLC以及模拟四台电机得实验面板与计算机实验室都具备相应得条件。
二、硬件电路设计
2、1 CPU选型
经过结合实验室已有条件以及本次设计要求考虑,选择PLC224CPU。
2、2 I/O口分配
1、输入输出连线
输入
SB1
SB2
A
B
C
D
I0、0
I0、5
I0、1
I0、2
I0、3
I0、4
输出
M1
M2
M3
M4

Q0、1
Q0、2
Q0、3
Q0、4

2、3 硬件电路图

图2-1输入/输出接线图
2、4 电路工作过程
2、4、1顺序启动
（1） 按下启动按钮SB1,输入继电器I0、0得电,I0、0闭合。
（2） Q0、4得电并保持,KM4得电,传送带D开始运行,M1、0得电M1、0闭合。T37得电,开始运行。
（3） T37计时时间到,T37闭合,M2、0得电,M2、0闭合,T38得电开始计时,Q0、3得电并保持,KM3得电,传送带C开始运行。
（4） T38计时时间到,T38闭合。Q0、2得电并保持,KM2得电,传送带B开始运行。M3、0得电,M3、0闭合,T39得电,开始计时。
（5） T39计时时间到,T39闭合,Q0、1得电,KM1得电,传送带A开始运行。
2、4、2顺序停止
（1） 按下停止按钮SB2,输入继电器I0、5得电,I0、5闭合。Q0、1复位并保持,KM1失电,传送带A停止运行,M4、0得电,M4、0闭合,T40得电,开始计时。
（2） T40计时时间到,T40闭合。Q0、2复位并保持,KM2失电,传送带B停止运行,M5、0得电,M5、0闭合,T41得电,开始计时。
（3） T41计时时间到,T41闭合。Q0、3得电并保持,KM3失电,传送带C停止运行,M6、0得电,M6、0闭合,T42得电,开始计时。
（4） T42计时时间到,T42闭合。Q0、4复位并保持,KM4失电,传送带D停止运行。
2、4、3传送带A发生故障时得停止
（1） 当传送带A发生故障时,行程开关SQ1闭合,输入继电器I0、1得电,I0、1闭合。Q0、1复位并保持,KM1失电,传送带A停止运行,M7、0得电,M7、0闭合,T43得电,开始计时,T43计时时间到,T43闭合。
（2） Q0、2复位并保持,KM2失电,传送带B停止,M8、0得电,M8、0闭合,T44得电,开始计时。
（3） T44计时时间到,T44闭合。Q0、3复位并保持,KM3失电,传送带C停止,M9、0得电,M9、0闭合,T45得电,开始计时。
（4） T45计时时间到,T45闭合,Q0、4复位并保持,KM1失电,传送带A停止运行。
2、4、4传送带B发生故障时得停止
（1） 当传送带B发生故障时,SQ2闭合,输入继电器I0、2得电,I0、2闭合,Q0、1与Q0、2复位并保持,KM1、KM2失电,传送带A、B停止运行,M10、0得电,M10、0闭合,T46得电,开始计时。
（2） T46计时时间到,T46闭合。Q0、3复位并保持,KM3失电,传送带C停止运行,M11、0得电,M11、0闭合,T47得电,开始计时。
（3） T47计时时间到,T47闭合,Q0、4复位并保持,KM4失电,传送带D停止运行。
2、4、5传送带C发生故障时得停止
（1） 当传送带C发生故障时,SQ3闭合,输入继电器I0、3得电,I0、3闭合,Q0、1、Q0、2、Q0、3复位并保持,KM1、KM2、KM3失电,传送带A、B、C停止运行,M12、0得电,M12、0闭合,T48得电,开始计时。
（2） T48计时时间到,T48闭合。Q0、4复位并保持,KM4失电,传送带D停止运行。
2、4、6传送带D发生故障时得停止
(1)当传送带D发生故障时,SQ4闭合,I0、4得电,I0、4闭合,Q0、1、Q0、2、Q0、3、Q0、4复位并保持,KM1、KM2、KM3、KM4失电,传送带A、B、C、D停止运行。
三、软件程序设计
3、1 程序功能图设计
开始
M4运行
1S后M3运行
1S后M2运行

1S后M1运行

M2有故障
M4有故障

图3-1 四节传送带流程图
结束
1S后M3停止
M2立即停止
M1立即停止
M4立即停止
M3立即停止
M2立即停止
M1立即停止
1S后M4停止
M3立即停止
M2立即停止
M1立即停止
1S后M4停止
M1立即停止
1S后M4停止
1S后M3 停止
1S后M2停止
M1有故障
M3有故障

3、2 软件程序单元设计
3、2、1顺序启动设计

3、2、2顺序停止设计

、

3、2、3顺序急停设计
当传送带1故障时:

当传送带2故障时:

当传送带3故障时:

当传送带4故障时:

四、 系统调试过程及结果分析
4、1硬件调试过程
硬件调试过程中,第一次我对照着设计方案将实验面板得线与PLC连接好以后,在电脑STEP7上点下载程序提示我找不到CPU,仔细检查后才发现没有打开S7-200PLC上面得电源,打开电源后程序成功得下载到PLC中,但就是按动实验面板上得相应按钮还就是没有反应,仔细对照检查接线才发现错将本应与SB1相连得I0、0连到SB2上面了。
4、2软件调试过程(含单独调试与联调)
第一次在我得电脑上将STEP7程序写好后大致瞧了一下代码,确定可以实现题目得三个要求及功能,但去了实验室将程序下载到PLC中才发现不能实现顺序启动,仔细检查才发现网络1当中得I0、1、I0、2、I0、3、I0、4这些都应该就是常闭得,我却弄成了常开,将其修改为常闭后程序正常工作达到了预期得要求。
4、3设计实验结果及分析
当按下SB1按钮后四条皮带从最下面得M4到最上面得M1每隔1S一次点亮,这达到了实验预期得顺序启动功能。当按下SB2按钮后四条皮带从最上面得M1到最下面得M4每隔1S陆续熄灭,这达到了实验预期得顺序停止功能。当四条皮带正常运行得时候将皮带M2上面得B按钮搬起,表示M2传送带发生故障,同时M1、M2两条皮带得灯同时熄灭表示两条皮带同时停止运行,然后过了1SM3皮带得灯熄灭,表示过了1S后皮带M3停止运行,接着又过了1SM4皮带得灯也熄灭了,表明过了1S后皮带M4也停止运行了。达到了设计得要求即:当M2皮带发生故障时,M2及它前面得皮带M1立即停止,然后后面得皮带M3、M4每过1S后停止一条。
五、 心得体会与持续改进建议
PLC作为自动化专业一门很重要得课程我在大三上学期学了,那时候也只就是知道照着书瞧瞧学会上面得例题好好做做应付考试,直到这个学期得知要做PLC课程设计得时候我一下子都觉得懵了,感觉没有头绪、无从下手,好在及时向旁边寝室得学霸进行了请教给了我思路。老师也一再强调PLC在工厂企业中都有广泛得应用,因此不能只拘泥于课本而就是更要有解决实际问题得能力,要善于分析问题、简化问题、解决问题。这才就是将PLC真正得学好。通过这次课程设计使我认识到了我学得还远远不够,在面对以后复杂多变得实际问题时还需要更进一步得学习,同时这次PLC 课程设计也培养了我得动手能力、抽象建立模型、分析问题得能力,并且做课程调试中也遇到了一些问题,这也锻炼了我得耐心与发现问题排查故障得能力,想要成功取得理想得实验结果不但要有清晰得设计思路跟实施方案,同样离不开自己得细心、坚持,最后也要感谢我得指导老师陈才学老师,老师在百忙之中还就是如期来为我们解答疑惑为我们点亮了前进得灯塔。也希望自己能在接下来一次又一次得课设、实验中或者就是新得课程得学习中不断汲取知识与经验,为将来自己走向工作岗位打下扎实得基础。
参考文献
[1]、 廖常初 《S7-200PLC编程及应用》 [M]、 机械工业出版社 2016、
[2]、 THSMS实验指导书、
附件:
1、 系统运行与测试照片

2、设计环节与课程能力对应关系
序
号
能 力
总体方案设计
PLC硬件设计、调试(含图样)
软件设计、调试
技术文件

分
析
功
能
需
求
确定设计目标
确定设计方案、合理性分析
CPU型号选择
I/O模块与分配
系统硬件组态
软件设计
软件调试
实验记录
设计
报告

1
能够综合运用所学得电路、电子技术、电力电子技术、计算机技术、检测与变换、电器控制、运动控制等自动化专业知识,围绕复杂应用问题提出设计目标得能力(3、1)
+
+

2
能够运用可编程控制器(PLC)、计算机网络、技术手册、说明书查阅有关技术资料得能力,确定设计方案得能力与达成设计目标得能力(3、2)

+
+
+
+
+

3
能够就系统解决方案、过程与结果,通过书面报告与口头陈述清晰地表达得能力。(3、4)
+
+

+
+

4
能够运用STEP7等开发环境,进行系统分析、设计、程序编写、仿真实验与调试等基本技能;(5、2)

+
+
+
+

5
能够从工程与社会关系得角度对设计方案进行合理性分析。(6、2)

+

+
+

3、成绩考核与评定
序号
考核内容
评定权重系数
考核方式
1
综合运用所学自动化专业知识,围绕复杂应用问题提出设计目标得能力(3、1)
0、1
报告
2
具有运用可编程控制器(PLC)、计算机网络、技术手册、说明书查阅有关技术资料,确定设计方案得能力与达成设计目标得能力(3、2)
0、3
系统设计、调试过程及结果
3
能够就系统解决方案、过程与结果,通过书面报告与口头陈述清晰地表达得能力。
0、4
报告
4
能够运用STEP7开发环境,进行系统分析、设计、程序编写、仿真实验与调试得技能;(5、2)
0、1
系统设计、调试过程及结果
5
能够对设计方案从工程与社会关系得角度进行合理性分析。(6、2)
0、1
报告