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1、.燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目：包装生产线的PLC控制学院系： 电气工程学院 年级专业： 工业自动化仪表 学 号：学生：指导教师： 立强 教师职称： 副教授 燕山大学课程设计论文任务书院系：电气工程学院 基层教学单位：自动化仪表 学 号学生专业班级设计题目包装生产线的PLC控制设计技术参数设计容及参数详见设计题目容页。设计要求设计说明书包括：1、 设计题目容2、 设计过程和有关说明3、 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC硬件电路、I/O接口表4、 PLC控制程序梯形图和指令表5、 调试结果6、 参考资料7、 心得体会工作量一周工作计划第一天：熟悉课本，回顾以往的PLC知识，
2、了解题目。第二天：查阅相关资料，书写状态转移图。第三天：编写步进指令图，编译仿真，调试程序第四天：设计主控电路，用visual作图工具绘制图表第五天：坚持错误，矫正错误，书写PLC报告并准备答辩参考资料?PLC电气控制技术?，漆汉宏主编，机械工业，2006年?FX系列PLC编程及应用?，寥常初主编，机械工业，2004年 其他资料指导教师签字立强基层教学单位主任签字平说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2013年 7 月 6 日 目录 第一章 引言4 第二章 摘要5 第三章 设计容63.1设计题目6 3.2 设计任务及容6 3.3控制要求说明6第四章 整体设计方案7 4
3、.1 总方案说明74.2 原理图设计8 4.3 PLC控制电路设计9第五章 程序设计10 5.1 状态转移图10 5.2 步进梯形图12 5.3软元件注释列表14 5.4指令表15 5.5调试结果分析17 第六章 心得体会18 参考文献18第一章 引言PLC的技术从诞生之日起，就不断的发展，它的优势也在日常的生产中越来越明显，它给企业带来的高效率也越来越得到人们的认可，我们通过对其研究来解决生产线自动包装这一课题，将PLC的优点通过所学的知识应用到实际生产当中。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，古老的生产方式逐渐被社会所淘汰，而可编程控制系统通过发挥其自身的通用型及灵活性在机床电
4、气控制、家用电器电视机、冰箱、洗衣机等自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等方面表现的非常有优势。PLC所具有的特点主要有：1、可靠性高。可靠性主要表达在产品的有效性和可维修性，PLC采用了一系列可靠性设计方法进行设计，如掉电保护、故障诊断、报警等。2、易操作性。它具有操作方便、编程方便、维修方便等。3、灵活性。4、能实现机电一体化。总之，通过对PLC的学习与应用，让我可以独立的完成一些简单的实例的编程，能充分体会到这一学科的重要性与实际的可应用性。PLC的这些特点也是它能使整个生产过程稳定、准确、快速的进行下去，使生产效率大大提高，赢得各个领域很高评价原因所在。第二章 摘
5、要 传统的机械设备与产品多是以机械为主，是电气、液压或气动控制的机械设备。随着工业水平的不断发展，机械设备己逐步地由手动操作改为自动控制，设备本身也发展成为机电一体化的综合体。可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。经过30多年的发展，目前，可编程序控制器己成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置。已跃居工业生产自动化四大支柱(可编程序控制器、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。其应用的深度和广度已成为衡量一个国家工业先进与自动化程度高低的标志。 本文主要研究了包装生产线的控制系统可编程序控制器(PL
6、C)的编程设计。实现对传送带上的包装进行实时监测和扫描，完成对包装的准确计数和装箱。主要用到了旋转编码器E6A和光电检测器。在两者的配合下完成任务关键词：PLC 包装生产线 旋转编码器E6A 光电检测器 第三章 设计容3.1 设计题目 包装生产线的PLC控制3.2设计任务及容某包装生产线上，包装物品由传送带1随时运来，运送时间不固定，因此包装物品的间隔是不确定的，有的包装距离较远，有的包装那么靠在了一起。在传送带1的电动机轴上安装一个旋转编码器E6A，电动机转动1圈，旋转编码器发出1个脉冲。每个包装物品的宽度是4个脉冲，当光电检测器SP1检测到包装物品，且旋转编码器发出4个脉冲时，表示有1个包
7、装物品通过传送带1到传送带2。这样就可以通过对旋转编码器发出的脉冲数的计数，实现对包装物品的准确计数。3.3 控制要求说明（1） 按下启动按钮SB1后，传送带1和传送带2运转，传送包装物品到传送带2。（2） 当传送带2上有3个物品后，挡板电动机M1正转，驱动挡板上升，阻止后面的包装物品继续运送到传送带2上。（3） 当挡板上升到位，上限位开关SQ3动作，挡板停止上升，推动器电动机M2正转，将3个包装物品向前推出。（4） 当推动器到达前限位开关SQ2动作，推动器停止向前，推动器电动机M2反转，驱动推动器后退。（5） 当推动器后退到位时，后限位开关SQ1动作，推动器停止后退，推动器电动机M2停转。此
8、时挡板电动机M1反转，驱动挡板下降。（6） 当挡板下降到位，下限位开关SQ4动作，挡板回到初始位置。图1 包装装生产线示意图第四章 整体设计方案4.1总方案说明（1） 包装生产线的挡板点击和推动器点击均有交流接触器完成起、停控制，电动机要采用正、反转控制。（2） 旋转编码器的频率要保证光电检测器能够识别，并能够每四个脉冲识别为一个包装。（3） 电动阀上驱动电动机，其部设有过载保护开关，为常闭触点，作为过载保护信号，plc控制电路考虑该信号逻辑关系。（4） 电动机均采用热继电器实现过载保护，用以完成电动机系统的过载保护。（5） 挡板点击和推动器电机的正反转通过接触器辅助触电的互锁控制。（6） 主
9、电路用熔断器，实现短路保护。4.2原理图设计（1） 主电路设计 包装生产线电气控制系统主电路如图2所示图2 主电路图（1） 主回电路中接触器主触点KM1、KM3、KM5、KM6、KM7、KM8分别控制挡板电动机和传送带电动机、推动器电动机；KM6、KM8分别实现M3、M4的正反转。（2） 电动机M1、M2、M3、M4由热继电器FR实现过载保护。（3） 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4分别用于控制回路的短路保护。4.3 PLC控制电路设计电路如图2所示图2 PLC控制电路1硬件结构设计。了解各个控制对象的驱动要求，如：驱动电压的等级、负载的性质等；分析对象的控制要求，确定输入属性互借口数量，
10、确定所控制参数的精度及类型，如：对开关量模拟量的控制用户程序存储区的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构的配置。（2） 接触器KM1、KM2的辅助触点互锁实现主电路M1电动机的正反转；接触器KM3、KM4的辅助触点互锁实现主电路M2电动机的正反转。（3） 旋转编码器E6A又PLC控制开关。（4） 启动开关、停止开关控制全局开关。（5） 限位开关SP1、SP2、SP3、SP4均使用长开开关。（6） PLC输入回路中幸好电源24V直流电源提供。第五章 程序设计5.1 状态转移图STL 指令是FX2N系列PLC 为编制顺序控制程序而专门设计的步进梯形指令,步进、转换和动作是组成
11、SFC 的三大要素。STL 指令的操作元件是编号S0S499 的状态寄存器(S0S9 用于初始步) 。转换条件满足时,代表下一步序的状态寄存器被置位，同时当前步序的状态寄存器自动复位。 采用STL 指令设计的自动装箱生产线顺序控制程序如图3所示。状态寄存器S20S22分别代表传送带B起动、传送带A起动、计数、顺序相连的状态;起动按钮、停止按钮、计数器、事情SQ1,SQ2,SQ3,SQ4及光电开关的状态作为转换条件;初始步S0 由M8002 初始化脉冲触发(脉宽为一个扫描周期) 。PLC 执行该控制程序时,语句共计84条。当接入硬件时可以选择如下元件：1旋转编码器 类型 ：增量型旋转式编码器 品
12、牌 ：欧姆龙 型号 ：E6A2-CW3E 外型尺寸：25mm 适用围 ：低、中分辨率型 读出方式：接触式 工作原理：增量式 价格 ： 35RMB/ 个 最高响应频率： 30KHZ 工作电压： 5-12V2光电检测器 型号 ：YBLX-X2 工作电压：20V拟定程序的SFC 顺序功能图如图3所示：5.2 步进梯形图5.3软元件注释列表 依据自动装箱生产线的工艺流程、实际控制需求以及输入/ 输出变量的特点,选用三菱FX2N - 16MR- 001 型PLC(8 点开关量输入、8 点继电器输出、基本单元) 为核心控制器件;既可满足本次设计的需要,又为今后生产工艺的调整提供了方便。PLC 控制系统软元件注释列表1表1 元件注释列表5.4指令表0 LD M80021 ANI X0072 SET S04 STL S05 LD X0016 ANI X0077 SET S209 STL S2010 LDI X00711 SET Y00512 SET Y00613 SET M114 LD X00215 SET S2117 STL S2118 LD M119 ANI T020 OUT T1 K2023 LD T124 OUT T0 K1027 OUT Y00428 LD Y00429 OUT C0 K432 LD C033 OUT C1 K336 LDI C137 SET S2039 LD
