装配流水线PLC控制新版专业系统设计.doc

毕业设计（论文）

题 目： 装配流水线PLC控制系统设计

系（院）： 工业和信息化学院 专业：电气自动化

姓 名： 杨晨 学号： 140219

校内指导老师： 李焦明 职称： 教授
校外指导老师： 职称：

年 5 月 18 日

摘 要
可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术发展基础上开发而来，是一个数字运算操作电子系统。它以微处理器为关键，用编写程序进行逻辑控制、定时、计数和运算等，并经过数字量和模拟量输入/输出来控制机械设备或生产过程。可编程控制器及其相关外部设备全部按易于和工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功效标准设计。
多年来，在机电、冶金、轻工、纺织、医药、交通等行业成功应用标准，可编程控制器是大有发展前途工业控制装置。它和SCADA、DCS、MES、ERP等相互集成，相互补充，综合应用，将对中国工业过程控制领域产生巨大影响。
本文是基于这种大前提下，从PLC基础结构、程序设计步骤入手，将现在使用比较广泛西门子S7-200系统PLC技术用于生产流水线系统控制中，传送带共有A、B、C、D、E、F、G7个个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配工作，最终送入仓库H，其它工位用于传送工件。

关键词：装配流水线 梯形图 控制系统 s7-200
目 录
序言 1
第一章 可编程序控制器技术 2
1.1 可编程控制器概述 2
1.1.1 PLC产生和定义 2
1.1.2 PLC发展和市场情况 2
1.1.3 PLC特点 3
1.1.4 PLC优点 4
1.2 PLC组成和工作原理 6
1.2.1 PLC组成 6
1.2.2 PLC工作原理图1-2。 7
第二章 装配流水线系统设计 8
2.1 PLC机型选择 8
2.2 S7-200可编程控制器 9
2.3 S7-200系统基础组成 10
2.4 S7-200系统工作方法及特点 10
2.4.1 S7-200系统工作方法 10
2.4.2 S7-200系统特点 11
2.5 装配流水线控制要求 11
2.6输入/输出地址分配 11
2.7控制程序语句表 12
2.8装配流水线控制系统梯形图 14
总 结 20
参考文件 21

序言
“可编程逻辑控制器（Programmable Controller）是专门在工业环境下应用而设计一个数字运算操作电子装置，是带有存放器、能够编制程序控制器，它能够用存放和实施命令，进行逻辑运算、次序控制、定时、计数和算术运算等操作，并经过数字式和模拟式输入和输出，控制多种类型机械或生产过程。可编程控制器极其相关外围设备，全部应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩大展其功效标准设计。”为了避免和个人计算机（Personal Computer）简称混淆，所以将可编程序控制简称PLC。
中国可编程控制器引进、应用、研制、生产是伴伴随改革开放开始。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在多种企业生产设备及产品中不停扩大了PLC应用。现在，中国自己已能够生产中小型可编程控制器。上海东屋电气生产CF系列、杭州机床电器厂生产DKK及D系列、大连组合机床研究所生产S系列、苏州电子计算机厂生产YZ系列等多个产品已含有了一定规模并在工业产品中取得了应用。另外，无锡华光企业、上海乡岛企业等中外合资企业也是中国比较著名PLC生产厂家。能够预期，伴随中国现代化进程深入，PLC在中国将有更宽广应用天地。
在20世纪60年代，汽车生产流水线自动控制系统基础上全部是继电器控制装置组成，为了改变这一现实状况，1968年，美国最大汽车制造商通用汽车企业（GM企业），制成一个通用控制装置。1969年，美国数字设备企业（DEC企业）研制出第一台可编程控制器。1971年起，各个国家全部研制出她们PLC，中国从1974年开始研制，于1977年开始应用于工业中。限于当初元器件条件及计算机发展水平，早期PLC关键由分立元件和中小规模集成电路组成，能够完成简单逻辑控制及定时、计数功效。20世纪70年代初出现了微处理器。大家很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功效，完成了真正含有计算机特征工业控制装置。
经过数次应用，大家发觉它有可靠性高，抗干扰能力强；通用性强，使用方便；功效强，适应面广；编程方法简单，轻易掌握；PLC控制系统设计、安装、调试、维护方便；体积小、重量轻、功耗低特点。它含有丰富输入/输出接口，而且含有较强驱动能力。但PLC产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需依据实际需要进行选择配置，其软件需依据控制要求进行设计编制。
PLC发展和微电子技术和计算机技术亲密相关，伴随可编程控制器应用领域不停扩大，它本身也在不停发展。一、小型化方向发展。以后小型PLC也将增加模拟量处理功效，而且将有灵活组态特征，并能和其它机型连用。二、大型化方向发展。关键有以下多个方面：功效不停加强；应用范围不停扩大；性能不停提升；编程软件多样化和高级化；组成形式分散化和集散化。
本文是基于这种大前提下，从PLC基础结构、程序设计步骤入手，将现在使用比较广泛西门子S7-200系统PLC技术用于生产流水线系统控制中。
第一章 可编程序控制器技术
1.1 可编程控制器概述
1.1.1 PLC产生和定义
（1）PLC产生
1969年美国数字设备企业（DEC）研制出世界第一台可编程控制器，并成功应用在美国通用汽车通用企业（GM）生产线上。但当初只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC(programmable logic controller)。70年代后期，伴随微电子技术和计算机技术迅猛发展，使PLC从开关上逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一个电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）。但因为PC轻易和个人计算机（personal computer）相混淆，故大家仍习惯用PLC作为可编程控制器缩写。
（2）PLC定义
1985年国际电工委员会（IEC）对PLC定义以下：可编程控制器是一个进行数字运算电子系统，是专为在工业环境下应用而设计工业控制器，它还采取了能够编程序存放器，用来其内部存放实施逻辑运算、次序控制、定时、技术和算术运算等操作指令，并经过数字或模拟式输入和输出，控制各类型机械生产过程。PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来，所以她在数学处理、次序控制方面含有一定优势。继电气在控制系统中关键起两种作用：（1）逻辑运算（2）弱点控制强电。PLC是集自动控制技术、计算机技术和通讯技术于一体一个新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）首位。
1.1.2 PLC发展和市场情况
（1） PLC发展
二十一世纪，PLC会有更大发展。从技术上看，计算机技术新结果会更多地应用于可编程控制器设计和制造上，会有运算速度愈加快、存放容量更大、智能更强品种出现；从产品规模上看，会深入向超小型及超大型方向发展；从产品配套性上看，产品品种会更丰富、规格更齐全，完美人机界面、完备通信设备会愈加好地适应多种工业控制场所需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品情况会伴随国际竞争加剧而打破，会出现少数多个品牌垄断国际市场局面，会出现国际通用编程语言；从网络发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网组成大型控制系统是可编程控制器技术发展方向。现在计算机集散控制系统。PLC说穿了其实就是单片机功效集成化，稳定性比起单片机愈加好，功效更齐全，对于工程人员编程也相对简单。单片机有点在于，成本低，体积小，不过稳定性差，所以PLC是现在工业控制器使用最为普遍一个可编程序控制器总发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。

（2） PLC市场情况
1968年美国GM（通用汽车）企业提出替换继电器控制装置要求，第二年美国数字企业研制出了第一土改可编程序控制器，满足了GM企业装配线要求。伴随集成电路技术和计算机技术发展，现在已经有第五代PLC产品了。在以改变几何形状和机械性能为特征制造工业和以物理改变和化学改变将原料转化成产品为特征过程工业中，除了以连续量为主反馈控制外，尤其在制造工业中存在了大量开关量为主开环次序控制，它根据逻辑条件进行次序动作号根据时序动作；另外还有和次序、时序无关根据逻辑关系进行连锁保护动作控制；和大量开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量越限报警等状态量为主——离散量数据采集监视。因为这些控制和监视要求，所以PLC发展成了替换继电器线路和进行次序控制为主产品。在多年生产实践中，逐步形成了PLC、DCS和IPC三足鼎立之势，除了这些，还有其它单回路智能式调整器等在市场上占有一定百分比。在八十年代至九十年代中期，是PLC发展最快时期，年增加率一直保持为30~40%。因为PLC人机联络处理模拟能力和网络方面功效进步，挤占了一部分DCS市场（过程控制）并逐步垄断了污水处理等行业，不过因为工业PC（IPC）出现，尤其是多年来现场总线技术发展，IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场，所以多年来PLC增加速度总说是渐缓。现在全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，关键应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。在这时期，PLC在处理模拟能量能力、运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提升，PLC逐步进入过程控制领域，在一些应用上替换了在过程控制领域处于统治地位DCS系统。PLC含有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制尤其是控制中地位，在可预见未来，是无法替换。
1.1.3 PLC特点
（1）开关量逻辑控制
这是PLC最基础、最广泛应用领域，它替换传统继电器电路，实现逻辑控制、次序控制，既可用于单台设备控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑
（2）模拟量控制
在工业生产过程当中，有很多连续改变量，如温度、压力、流量、液位和速度等全部是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必需实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间A/D转换及D/A转换。PLC厂家全部生产配套A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
（3）运动控制
PLC能够用于圆周运动或直线运动控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和实施机构，现在通常使用专用运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机单轴或多轴位置控制模块。世界上各关键PLC厂家产品几乎全部有运动控制功效，广泛用于多种机械、机床、机器人、电梯等场所。
（4）过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制多种多样控制算法程序，完成闭环控制。PID调整是通常闭环控制系统中用得较多调整方法。大中型PLC全部有PID模块，现在很多小型PLC也含有此功效模块。PID处理通常是运行专用PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场所有很广泛应用。
（5）数据处理
现代PLC含有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功效，能够完成数据采集、分析及处理。这些数据能够和存放在存放器中参考值比较，完成一定控制操作，也能够利用通信功效传送到别智能装置，或将它们打印制表。数据处理通常见于大型控制系统，如无人控制柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中部分大型控制系统。
（6）通信及联网
PLC通信含PLC间通信及PLC和其它智能设备间通信。伴随计算机控制发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商全部十分重视PLC通信功效，纷纷推出各自网络系统。新近生产PLC全部含有通信接口，通信很方便。
1.1.4 PLC优点
（1）可靠性高，抗干扰能力强
工业生产通常对控制设备要求很高，应含有很强抗干扰能力和高可靠性，能在恶劣环境中可靠地工作，平均故障间隔时间长，故障修复时间短。这是PLC控制优于微机控制一大特点。比如日本三菱企业F1、F2系列平均故障间隔时间长达30万h，而A系列可靠性比F1、F2系列更高。
  PLC控制系统故障通常有两种：一个是偶发性故障，即因为恶劣环境（电磁干扰、超高温、过电压、欠电压）引发，这类故障只要不引发系统部件损坏，一旦环境条件恢复正常，系统本应随之恢复正常，但因PLC受外界影响后，内部存放信息被破坏，必需从初始状态重新起动。另一类是永久性故障，是因为元器件不可恢复损坏引发。
在PLC设计中，能够从硬件和软件两方面采取方法，预防以上故障发生，以提升其可靠性。关键方法有：
①硬件方法：（屏蔽：对电源变压器、CPU编程器等关键部件，采取导电、导磁良好材料进行屏蔽，以防外界干扰。滤波:对供电系统及输入/输出线路采取多个形式滤波，如LC式π型滤波网络，以消除高频干扰和减弱多种模块之间相互影响。电源调整和保护:对微处理器这个关键部件所需+5V电源，采取多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网波动和过电压、欠电压影响。隔离:在微处理器和输入/输出电路之间，采取光电隔离，有效地隔离输入/输出间电联络，降低故障和误动作可能。联锁:全部输出模块全部受开门信号控制，而这个信号只在要求多种条件全部满足时才有效，这么就有效地预防了产生不正常输出可能性。采取模块式结构：这种结构有利于故障情况下短时修复。设置环境检测和诊疗电路:这种分电路和软件配合，能够实现灵活保护和故障指示等功效。）
②软件方法：（故障检测:软件定时地检测外界环境，对诸如掉电、强干扰信号等情况能立即进行处理。信息保护和恢复:对偶发性故障只要故障条件出现时，不破坏PLC内部信息，一旦故障条件消失，就可恢复正常，继续原来工作。设置了警戒时钟WDT:假如程序每循环实施时间超出了WDT要求时间，预示了程序进入死循环，立即报警。加强对程序检验和检验:一旦程序有错，立即报警并停止实施。 对程序及动态数据进行电池后备:停电后，利用后备电池供电，相关状态及信息就不会所以而丢失。这么，PLC可靠性、抗干扰能力大大提升。比如美国通用电器企业制成PC控制模块平均无故障率可达1千万小时之多，组成系统后平均无故障率可达4至5千万小时。这是PLC优于微机另一个特点。
（2）通用性强，控制程序可变，使用方便
PLC品种齐全多种硬件装置，能够组成能满足多种要求控制系统，用户无须自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定后，在生产工艺步骤改变或生产设备更新情况下，无须改变PLC硬件设备，只需改编程序就能够满足要求。所以，PLC除了应用于单机控制外，在工厂自动化中也被大量采取。
（3）功效完善，适应面广
现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、次序控制等功效，还含有数字和模拟量输入和输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、统计显示等功效。既能够控制一台生产机械、一条生产线，又能够控制一个生产过程，使用水平大大地提升了不少。
（4）编程简单，轻易掌握
现在大多数PLC采取继电控制形式“梯形图编程方法”，即有传统控制线路清楚直观，又适合电气技术人员读图习惯和微机应用水平，易于接收，和常见汇编语言相比，更受欢迎。PLC是为车间操作人员而设计，通常只要很短时间训练即能学会使用。而微电脑控制系统则要求含有一定知识人员操作。当然，PLC功效开发，需要有软件教授帮助。梯形图语言和编程元件符号和表示方法和继电器控制电路原理图相当靠近。经过阅读PLC用户手册或短期培训，电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功效图、语句表等编程语言。 PLC在实施梯形图程序时，用解释程序将它翻译成汇编语言然后实施（PLC内部增加了解释程序）。和直接实施汇编语言编写用户程序相比，实施梯形图程序时间要长部分，但对于大多数机电控制设备来说，是微不足道，完全能够满足控制要求。
（5）降低了控制系统设计及施工工作量
因为PLC采取软件编程来达成控制功效，而不一样于继电器控制采取接线来达成控制功效，同时PLC又能率优异行模拟调试，而且操作化功效和监视化功效很强，这些全部降低了很多工作量。同时，PLC用户程序能够在试验室模拟调试，更降低了现场调试工作量。而且，因为PLC低故障率及很强监视功效，模块化等等，使维修也极为方便。
（6）体积小、重量轻、功耗低、维护方便
PLC是将微电子技术应用于工业设备产品，其结构紧凑，坚固，体积小，重量轻，功耗低。而且因为PLC强抗干扰能力，易于装入设备内部，是实现机电一体化理想控制设备。
（7）扩充方便，组合灵活
PLC产品含有多种扩充单元，能够方便地适应不一样工业控制需要不一样输入输出点急不一样输入输出方法系统。
（8）控制程序可变，含有很好柔性
在生产工艺步骤改变或生产线设备更新情况下，无须改变PLC硬设备，只要改变程序就能够满足要求。所以PLC替换继电器控制，而且含有继电器所不含有无可比拟优点。所以PLC除应用于单机控制外，在柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS），以至工厂自动化（FA）中也被大量采取。
1.2 PLC组成和工作原理
1.2.1 PLC组成
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包含CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸整体。模块式PLC包含CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块能够根据一定规则组合配置。图1-1所表示：

图 1-1 模块式PLC
（1）中央处理单元CPU组成
CPU是PLC关键，其神经中枢作用，每套PLC最少有一个CPU，它按PLC系统程序给予功效接收并存贮用户程序和数据，用扫描方法采集由现场输送装置送来状态或数据，并存入要求寄存器中，同时，诊疗电源和PLC内部电路工作状态和编程过程中语法错误等。进入运行后，用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令要求任务产生对应控制信号，去指挥相关控制电路。
CPU速度和内存容量是PLC关键参数，它们决定着PLC工作速度，I/O数量及软件容量等，所以限制着规模。
（2）I/O模块
PLC和电气回路接口，是经过输入输出部分（I/O）完成。I/O模块集成了PLCI/O电路，其输入暂存器反应输入信号状态，输出点反应输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AO）等模块。除了通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
（3）电源模块
PLC电源用于为PLC各模块集成电路提供工作电源。同时，有还为输入电路提供24V工作电源。
（4）存放器
存放器是含有记忆功效半导体电路，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量、系统组态和其它部分信息。
系统程序是用来控制和完成PLC多种功效程序，这些程序是由PLC制造厂家用对应CPU指令系统编写，并固化到ROM中。
用户程序存放器用来存放由变成器或其它编程设备输入用户程序。用户程序由使用者依据工程现场生产过程和工艺要求而编写，可经过变成器或编程软件修改。
在PLC中使用两种类型存放器：一个是只读类型存放器，如ROM、PROM、EPROM和EEPROM等；另一个是可读写随机存放器RAM。
1.2.2 PLC工作原理
PLC一个扫描周期必经输入处理、程序实施和输出处理三个阶段。
PLC在输入处理阶段：首先以扫描方法按次序将全部暂存在输入锁存器中输入端子通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序实施阶段。
PLC在程序实施阶段：按用户程序指令存放前后次序扫描实施每条指令，经对应运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中全部内容伴随程序实施而改变。
输出处理阶段：当全部指令实施完成，输出状态寄存器通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并经过一定方法（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动对应输出设备工作。
第二章 装配流水线系统设计
2.1 PLC机型选择
机型选择基础标准是在满足控制功效要求前提下，确保系统工作可靠、维护使用方便及最好性能价格比。具体应考虑原因以下所述。
（1）结构合理
对于工艺过程比较固定、环境条件很好、维修量较小场所，选择整体式结构PLC;不然，选择模块式结构PLC。
（2）功效强、弱合适
对于开关量控制工程项目，若控制速度要求不高，通常选择低级PLC。如西门子企业S7-200系列机或欧姆龙企业COM 10
对于以开关量控制为主、带少许模拟量控制工程项目，可选择含有A/D转换模拟量输入模块和含有D/A转换模拟量输出模块，和含有加减乘除运算和数据传输功效低级PLC。如西门子企业S7-300或S7-400。
对于控制比较复杂、控制功效要求较高工程项目，如要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可依据控制规模及复杂程度，选择中等机或高级机。其中高级机关键用于大规模过程控制、全PLC分布式控制系统和整个工厂自动化等。
（3）机型统一
PLC结构分为整体式和模块式两种。整体式结构体积小、价格廉价，但因为整体式结构PLC功效有限，通常大型控制系统全部使用模块结构，这么功效易扩展，比整体式灵活。一个 大 型 企业选择PLC时，尽可能要做到机型统一。同一机型PLC，其模块可互为备用，方便备件采购和管理；另外，功效及编程方法统一，有利于技术人员培训;其外部设备通用也有利于资源共享。若配置了上位计算机，可把各独立系统多台PLC联成一个多级分布式控制系统，相互通信，集中协调管理。
（4）PLC环境适应性
因为PLC是直接用于工业控制工业控制器，生产厂家全部把它设计成能在恶劣环境条件下，可靠地工作。尽管如此每种PLC全部有自己环境技术条件，我们在选择时，尤其是在设计控制系统时，对环境条件要进行充足考虑。
针对本课题特点和性能要求，采取了德国西门子企业S7-200系列中S7-226作为系统控制器(如表2-1)。该型号PLC有良好性价比，含有16个输出24个输入口，满足该系统要求，同时提供了良好开发平台和大量相关参考资料，在小型PLC控制系统中得到了广泛应用。本设计采取西门子S7—200 CPU226可编程控制器。

表2-1 S7-226可带扩展模块数
型 号
输入点
输出点
可带扩展模块数
S7-200CPU221
6
4
—
S7-200CPU222
8
6
2个扩展模块
S7-200CPU224
14
10
7个扩展模块3
S7-200CPU226
24
16
7个扩展模块
S7-200CPU226XM
24
16
7个扩展模块

2.2 S7-200可编程控制器
SIMATIC是德国西门子企业发明一个对自己自动化产品一个称呼。该企业生产可编程序控制器在中国应用相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域全部有应用。它PLC产品包含LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。
西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，含有网络通信能力，功效更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求PLC（如S7-300）和中、高性能要求PLC（如S7-400）等。
该企业投放市场小型可编程控制器（S7-200可编程控制器），选择是整体式结构，能够进行单机运行、输入输出扩展，接特殊功效扩展模块。S7-200产品定位在S7系列PLC家族低端产品，不过，它比智能继电器LOGO定位要高。外形结构小巧，可靠性高，运行速度快，继承和发展了它在大、中型PLC领域技术优势，有着丰富指令集，含有强大多集成功效和实时特征，配有功效丰富扩展模块，性能价格比较高，很适合机械制造业情况和需求。通常S7-200用于200点开关量以内，35点模拟量以内。此次设计采取就是SIMATIC S7-200可编程控制器，图2-1所表示。

图2-1 S7-200扩展模块面板图

2.3 S7-200系统基础组成
SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分组成，图2-2所表示：
（1）硬件
基础单元（Basic Unit）：又称作CPU模块、主机或本机。它包含CPU、存放器、基础输入输出点和电源等，是PLC关键部分。它实际就是一个完整控制系统，能够单独实现一定控制任务。
扩展单元（Extension Unit）：是用以扩充数字量输入输出设备，所能连接扩展单元数量和实际所能使用I/O点数是由多个因数共同决定。
特殊功效模块（Special Function Module）：是可和主机相连为完成某种特殊控制任务而制装置。
相关设备是为充足和方便地利用SIMATIC S7-200系统硬件和软件资源而开发和使用部分设备，关键有编程设备、人机操作界面和网络设备等。
（2）工业软件
工业软件是为愈加好地管理和使用这些设备而开发和之相配套程序、文档及其规则总和，它关键由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类组成。

图2-2 SIMATIC S7-200系统图
2.4 S7-200系统工作方法及特点
2.4.1 S7-200系统工作方法
一个是STOP方法(在此工作方法下，不能运行用户程序，能够向CPU装载用户程序或进行CPU设置)，另一个是RUN方法（在此工作方法下CPU实施用户程序），还有一个是TERM（在此工作方法下，许可使用工业编程软件STEP7-Micro/WIN32来控制CPU工作方法）。
2.4.2 S7-200系统特点
S7-200CPU能为每个主机数字量输入提供了脉冲捕捉功效，它能够使主机能够捕捉小于一个扫描周期短脉冲，并将其保持到主机读到这个信号，但前提是只有经过滤波器后，脉冲捕捉才有效。
2.5 装配流水线控制要求
传送带共有A、B、C、D、E、F、G7个个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配工作，最终送入仓库H，其它工位用于传送工件，图2-3所表示。

图2-3装配流水线系统步骤图
2.6输入/输出地址分配
其中I0.0 为系统开启按钮，I0.1为移位按钮，I0.2为复位按钮，Q0.1、Q0.2、Q0.3位ABC三个操作输出，Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6为模拟传送带输出，Q0.7位模拟仓库输出。
表2-2 输入/输出继电器地址分配表
面板
开启
复位
移位
A
B
C
PLC
I0.0
I0.2
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2
面板
D
E
F
G
H

PLC
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7

2.7控制程序语句表
LD I0.1 开启
AN M0.1
TON T37,+10 延时1S
LD T37
= M0.0 生产脉冲
LD I0.1 移位
O M0.5
LD M0.2
= M10.6
LD M0.3
= M12.4
LD M0.4
= M13.2
LD M0.0 移位输入
SHRB M10.0,M10.1,+5
SHRB M10.6,M10.7,+5
SHRB M12.4,M12.5,+5
SHRB M13.2,M13.3,+5
LD M10.5
O M11.3
O M13.1
O M13.7
EU
= M1.0
LD M1.1
AN T58
O M10.0
= M1.1
TON T47,+50 延时5S
LD M1.1
AN T47
O M1.2
= M20.0
LD M20.4
TON T48，+80 延时8S
AN T48
= M1.2
LD M1.0
SHRB M20.0，M20.1，+4
LD M20.0
TON T39，+30 延时3S
LD T39
TON T40，+15 延时1.5S
AN T40
= M0.2
LD M20.2
TON T41，+30 延时3S
LD T41
TON T42，+15 延时1.5S
AN T42
= M0.3
LD M20.3
TON T43,+30 延时3S
LD T43
TON T44，+15 延时1.5
AN T44
= M0.4
LD M20.4
TON T45，+30 延时3S
LD T45
TON T46，+15 延时1.5
AN T46
= M0.5
LD M10.1
O M10.7
O M12.5
O M13.3
= Q0.3 传送带
LD M10.2
O M11.0
O M12.2
O M21.0
= Q0.4 传送带
LD M10.3
O M11.1
O M12.7
O M21.1
= Q0.5 传送带
LD M10.4
O M11.2
O M13.0
O M13.6
= Q0.6 复位
LD M20.1
AN T39
= Q0.0 操作1
LD M20.2
AN T41
= Q0.1 操作2
LD M20.3
AN T43
= Q0.2 操作3
LD M20.4
AN T45
= Q0.7 仓库
LD I0.2
R M10.1，1 复位
R M11.3，1 复位
R M12.5，1 复位
R M13.7，1 复位
R M20.1，1 复位
R M20.4，1 复位
LD I0.2
TON T58，+1 延时0.1S
2.8装配流水线控制系统梯形图

图2-4 PLC控制梯形图

总 结
不知不觉毕业设计这项作业已经靠近尾声了。回想起来，这还是个说长不长，说短不短过程。这学期，学校对毕业设计进行了和以往不一样改革。就是将毕业设计题目提前公布，让同学们提前选题，和提前能够完成毕业设计，方便毕业生下半学期能够放心找工作。这次，我毕业设计题目是《装配流水线PLC控制系统设计》。刚开始拿到这个题目，感觉有点茫然，因为历来没有接触过相关这方面东西，不知道怎么着手去写。可是这是我自己选题，自己必需去完成它。所以决定好好地着手毕业设计。
在一开始，经过我指导老师大约讲解，最终有点头绪。开始是搜集资料，经过多种渠道开始准备工作——经过网络、图书馆搜集相关学术论文、关键期刊、书籍等。经过深入学习，搜集了一大堆和毕业设计相关资料，又在老师指导下，摒弃了部分无关紧要内容，保留了有参考价值资料作为备用。在此搜集资料过程中，使我对PLC有了更深层次了解，拓宽了我知识面。
接下来，在对搜集资料进行整理、分析研究后，就开始写开题汇报了。开题汇报完成以后，随即进入担心而有序论文写作之中。因为没有设计经验，认为无从下手，不知道应该选哪种型号可编程控制器，以后经过仔细对比，我选择了SIMATIC S7-200可编程控制器。因为它有很多优点，对毕业设计内容很适合。碰到不知道问题，立即向老师反应，听取老师好提议，并主动采纳。初稿完成后，交给老师，老师对我设计进行了仔细研究，并耐心一项一项讲解，告诉我不足地方，给了很多宝贵意见。老师改完后，知道了自己有很多漏洞。至此，发觉做好一件事并非那么简单，但也不是极难，敷衍了事是交不了差，而必需认真地，一丝不苟地，不得有半点马虎。
在试验室对程序调试过程中，也不是一遍就成功。也要进行数次试验。指导老师耐心教导我们调试程序、观察试验结果。同时，老师也纠正我们做不多地方，节省了试验时间。最终就是将调试过程整理在论文之中，并对论文做深入改善。
毕业设计使我得到了很多，认识了PLC,了解了S7-200可编程控制器。当然，能顺利地完成毕业设计，少不了老师谆谆教育，也有同学热情帮助，再次衷心地感谢。
参考文件
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[5]杨长能,可编程序控制器基础及应用[M],重庆:重庆大学出版社,1999年
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