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1、科信学院课程设计说明书（2008/2009学年第一学期）课程名称 ：可编程序控制器课程设计 题 目 ： 储料单元和翻转送料控制 专业班级 ： 电气05-1班 学生姓名 ： 申家乐 学 号： 050062119 指导教师 ： 刘增环、岑毅南、黄尔烈、路巍等设计周数 ： 两周 设计成绩 ： 2009年1月9日目 录 1、课程设计目的3 2、课程设计正文32.1主要任务32.2系统简介32.3控制器介绍32.2技术要求32.3系统分析32.3.2 西门子S7-300可编程控器32.3.3 PROFIBUS网络42.3.4 西门子S7-200可编程控制器42.4 系统单元介绍42.4.1 储料单元42
2、.4.2 翻转送料单元52.5 PLC软件设计步骤62.51程序说明82.5.2储料单元82.5.3翻转送料单元133、课程设计总结或结论204、参考文献201、课程设计目的学习和掌握PLC控制系统的常用编程思路、程序功能。了解二位五通双控电磁阀，传感器等在PLC系统中的实际应用。全面了解PLC控制系统的设计思路。2、课程设计正文2.1主要任务本课程设计的主要任务就是通过编写程序完成对机电一体化实训操作系统中储料单元、翻转送料单元的控制。2.2系统简介本套机电一体化实训系统是以台湾eVIEW触摸屏为监控设备，西门子S7-300型可编程序控制器作为主控制器,S7-200型可编程控制器作为单元控制
3、器，所有的设备之间采用西门子专用网络连接的形式。配有由8个单元组成的执行器及机械装置，每站的执行器采用托板形式，由托板固定在实验平台上，每站的控制器采用挂板形式，挂在实验台的网孔板上，电、气连接由学生自己动手，完成插接过程，提高动手能力系统涵盖了自动化领域中的常用技术；可编程控制器技术、触摸屏监控技术、气动技术、机械传动技术、传感器技术、配线技术、机电联调技术、PLC编程技术、各种常用电机的控制技术等。本套系统由8个单元组成；它们是储料单元、翻转送料单元、尺寸检测单元、材质检测单元、机械手送料单元、加工单元、搬运单元、立体仓储单元。每个单元有各自动作特点和要求，可成组编程，也可以单元分步编程，
4、其工作任务是将随设备一起提供的工件由原料仓库取出，经过高度检测，材质检测，然后对非金属工件进行加工，最后按材料的不同将工件进行分捡入库。同时在几个工作单元之间配以不同形式的工件传送装置最终完成一整套工作及工艺过程。2.3控制器介绍2.3.1 西门子S7-300可编程控制器：SIMATIC S7-300 是一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造过程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。S7-300具有以下显著特点：l 循环周期短，处理速度高l 指令集功能
5、强大、可用于复杂功能l 产品设计紧凑、可用于空间有限的场合l 模块化结构、适合密集安装l 有不同档次的CPU、各种各样的功能模块合I/O模块可供选择l 100免维护STEP 7编程软件用于SIMATIC S7等的编程、监控和参数设置的标准工具，为了在个人计算机上使用STEP 7,应配置MPI通信卡或PC/MPI通信适配器，将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络，来下载和上载PLC的用户程序和组态数据。2.3.2 PROFIBUS网络：PROFIBUS是一种国际性的开放式现场总线标准，属于单元级和现场级的SIMATIC网络，适用于传输中小量的数据。其开放性可以允许许多家厂商开发各自的符合PR
6、OFIBUS协议的产品，这些产品均可以连接在同一个PROFIBUS网络上。PROFIBUS是一种电气网络，物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤或无线传输。目前的PROFIBUS有三种系列：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。PROFIBUS-DP应用于现场级；PROFIBUS-PA用于车间级；PROFIBUS-FMS专为过程自动化设计，可用于有爆炸危险的环境中。我们在设备中使用的是PROFIBUS-DP。PROFIBUS-DP的最高传输率为12Mbps，经过优化的高速、廉价的传输形式，适用于自动控制系统与现场设备之间的实时通信，它采用了RS-485传输。2.
7、3.3 西门子S7-200可编程控制器：S7-200系列属于整体式小型PLC,用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统，将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。EM277 PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200 CPU连接到PROFIBUS-DP网络。通信速率为960012Mbps。 STEP 7-Micro/Win32是专门为S7-200设计的，在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中的CP5611等通信卡与计算机通信2.4 系统单元介绍本系统的每个单元各自配有自己
8、的SIEMENS S7-200 PLC 可编程序控制器作为单元控制器，每个单元还配有独立的操作按钮：自动/手动选择；启动/停止选择；单步运行；系统复位。因为每一站都可以方便的连接电源系统，气动系统，机械系统，操作系统，所以每一站可以作为独立的系统进行控制，也可以根据不同的需要进行两站或者多站组合，完成所需要的系统动作。其中每站可以进行单步分解动作控制，单站手动单循环控制，自动响应循环控制2.4.1 储料单元动作过程： 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
9、出；由行程开关完成识别工件是否已被推到料板上。动作要求：- 工件通过顶料杆由仓库被分离到料板上- 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2.4.2 翻转送料单元动作过程：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： - 工件被抓取- 当工件被抓取后，旋转臂由左向右运动- 旋转臂到达右侧将释放工件 释放工件后旋转臂向左运动2.5 PLC软件设计步骤： 通信口设计 运行程序 下载程序
10、步骤2.51程序说明2.5.2储料单元主程序：自动运行子程序：手动运行子程序：2.5.3翻转送料单元主程序：手动运行子程序：自动运行子程序：3、课程设计总结或结论在编程的过程中，我慢慢了解到我们所编出来的程序并不是像我们人说话一样，我们说什么就是什么，而是要让机器知道在什么样的条件下他要做什么。在梯形图的每一个网络中的每一个指令都有它存在而不可缺少的意义。所以我从最初的乱填指令一步步的走到后来的个个斟酌，我自己变了，变得不再那么的马马虎虎。我意识到对知识一知半解的人并不能成功，不能把理论与实际相结合的人也同样不可能有所作为。两周的课设不仅让我学到了知识，也让我学到了学习的方法和成功的秘诀。4、参考文献1 殷洪义 可编程序控制器选择、设计与维护 北京：机械工业出版社 2004.32 付家才 PLC实验与实践 北京：高等教育出版社 2006.53 廖常初 PLC编程及应用 北京：机械工业出版社 2005.5课程设计评 语课程设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日注：此表必须在同一页面。21
