产品在流水线上的测试与分检控制.doc

《电气控制与PLC技术》课程设计

产品在流水线上的测试与分检控制

户志

班 级 09电气一
专 业 电气自动化
教学系 机电系
指导老师 李智明老师

完成时间2011年6月6日至2011年6月16日

目 录
摘要 ------------------------------------------------------------3
第一章 项目要求
1.1概述----------------------------------------------------4
1.2设计任务和要求---------------------------------------------5
1.3设计方案提示----------------------------------------------5
第二章 PLC的选型和资源配置
2.1 PLC框架配置图----------------------------------------------------6
2.2 I/O地址分配-----------------------------------------------------6
2.3 模块功能概述---------------------------------------------------7
2.4 控制系统图-----------------------------------------------------7
2.5 电器元器件的选择--------------------------------------------------8
第三章 程序设计及调试
3.1 SFC顺序功能图梯形图------------------------------------------9
3.2编程软件的选择---------------------------------------------14
3.3梯形图、程序工作过程简------------------------------------14
3.4功能指令表--------------------------------------------20
3.5 程序的写入和调试---------------------------------------------24
参考文献及资料 --------------------------------------------------25
项目设计小结 ----------------------------------------------------26

摘要
目前，在自动化领域主要的控制方式有继电器控制、微机控制和PLC控制三种。由于PLC控制系统与继电器控制系统及微机控制系统相比，具有设计、安装、接线、调试工作量小，研制周期短，可靠性高，抗干扰能力强，鼓掌率低，对工作黄鲸要求低，维护方便等一系列优点。而继电器控制系统因技术性能差，功能单一，在机械控制系统中已很少使用。微机控制系统因抗干扰能力较差，对工作黄鲸要求较高，设计研制周期较PLC控制系统长，因此，在自动控制领域的应用呈逐降的趋势。

在基于产品在流水线上的测试与分检控制系统设计中，设计了基于产品在流水线上的测试与分检控制系统总体方案，给出了软、硬件设计与实现方案。在电动机电器控制线路的设计部分，阐了电动机主电路以及辅助电路的实际过程，给出了这些电路的电器元件选择结果。在PLC控制的设计部分中，阐述了PLC I/0接线图的设计过程，给出了PLC及其输入/输出元件的选择结果，并详细阐述了程序运行时，所产生的效果。

最后，基于本次项目设计，做了一个总结，和在本次项目中所涉及到的参考文献的具体来源。

第一章 项目要求
1.1 概述
产品在生产流水线上的检测目前在工业自动化领域中使用非常普遍，这里，选用一机电产品在装配生产线上要对产品进行检测与分检控制，其结构示意图如图一所示。

图一 产品在流水线上的测试与分检控制

流水线有一电动机M带动，产品由左边进入（位0），经PH1检测，凡不合格产品应由PH1产生信号。正品最后在右端（位置6）装入成品框内，不合格的次品在PLC控制下，从位4的电磁分检阀门落入次品框内。为了保证次品落下后及时关闭分检阀门以免后面的正品也落入次品框内，设置了次品检测传送器PH2。
产品传送器传动轴上有一个凸轮，每转动一圈，就拨动微动开关一次（也可用霍尔开关或接近开关），发出一个脉冲信号。
当成品箱计数位20个，满箱时，将产生一个信号使电机M停止，成品就移走。移走后，在启动M。

1.2 设计任务与要求
(1) 根据以上的要求，试用PLC控制该产品流水线上的检测和分检，画出I/O电气接口图。
（2） 调试程序，并用模拟装置模拟运行。
1.3 设计方案提示
（1） I/O地址
输入 输出
X0：启动开关 Y0：PLC工作指示灯
X1：停止开关 Y1：传送带电动机（M）
X2：凸轮开关 Y2：次品电磁阀门（YV）
X3：检测开关（PH1） Y3：次品小车电动机（M1）
X4：次品开关（PH2） Y4：正品小车电动机（M2）
X5：正品车限位开关（SQ1）
X6：次品车限位开关（SQ2）
（2） 方案提示
传送带产品计数可用移位寄存器实现，产品正品/次品的计数用PLc的计数器指令实现。并且本课题可用步进指令和计数器指令组合起来实现控制。

第二章 PLC的选型和资源配置
2.1 PLC框架配置图
产品在流水线上的测试与分检控制采用三菱的FX3U系列整体式PLC，PLC框架配置
图如图三所示。
CPU模块

FX3U—32M

图二 PLC框架配置图

2.2 I/O地址分配
由于CPU模块有14点数字亮输入，10点数字量输出，所以不在需要输入/输出模块。采用I/O分配采用自动分配方式，基于产品在流水线上的测试与分检控制的要求，则需要七个输入点和五个输出点，具体的输入/输出分配如表一所示。

表一 I/O口地址
输入
输出
X1：启动开关
Y4：PLC工作指示灯
X2：停止开关
Y0：传送带电动机（M）
X3：凸轮开关
Y1：次品电磁阀门（YV）
X4：检测开关（PH1）
Y2：次品小车电动机（M1）

X5：次品开关（PH2）
Y3：正品小车电动机（M2）
X6：正品车限位开关（SQ1）

X7：次品车限位开关（SQ2）

2.3 模块功能概述
CPU模块采用三菱公司FX3u-32M模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊地运行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全能满陈品在流水线上的测试与分键控制系统的要求，所以不需要另换模块。

2.4 控制系统图
控制系统如图三所示。

图三 控制系统的硬件接线图
2.5 电器元器件的选择
元器件的使用如表二所示。

表二 元器件列表
元器件名称
数量
热继电器
三个
220V/24V电源
一个
继电器
三个

PLC
一个
手动三极开关
一个
熔断器
五个
按钮开关
五个
行程开关
二个
电动机
三个
电磁阀
一个

第三章 程序设计及调试
3.1 SFC顺序功能图
根据项目要求可知传送带产品计数用移位寄存器实现，且用计数器来给产品次品/正品进行计数，则“产品在流水线上的测试与分检控制”的SFC顺序功能图如图四所示。
S0
M8002

X2
S20
MOV KO DO
SET Y4
SET Y0
X2
S21
INC D0
SET M101
DEC D0
RST M101
Y1
CMP D0 K20 M0
M0V K0 D0
RST C0
RST M100
C0 K6
CALL P1
C1 K20
CALL P2
SEY M8034
RST M8034
X0
S22

图四 续一

X2
S23
INC D0
SET M101
DEC D0
RST M101
Y1
CMP D0 K20 M0
M0V K0 D0
RST C0
RST M100
C0 K6
CALL P1
C1 K20
CALL P2
SEY M8034
RST M8034
X2
S24
X2

图四 续二

S25
INC D0
SET M101
DEC D0
RST M101
Y1
CMP D0 K20 M0
M0V K0 D0
RST C0
RST M100
C0 K6
CALL P1
C1 K20
CALL P2
SEY M8034
RST M8034
X2
S26

图四 续三

X2
S27
INC D0
SET M101
DEC D0
RST M101
Y1
CMP D0 K20 M0
M0V K0 D0
RST C0
RST M100
C0 K6
CALL P1
C1 K20
CALL P2
SEY M8034
RST M8034
X2
S28
S21
S28

图四 续四

P1
RET

FEND

RST C0

RST M100

RST Y4

RST Y0

SET Y3

PLS M50

MOV K0 D0

RET Y3

SET Y4

SET Y0

SRET

RST C1

RST Y4

RST Y0

SET Y2

PLS M51
MOV K0 D0
RST Y3
SET Y4
SET Y4
T Y4
SET Y0
SET Y4
SRET
END
P2

图四 续五

3.2编程软件的选择
编程软件采用三菱公司的编程软件GX-Developer，因为GX-Developer编程软件包
含了LLT仿真软件，用户可在个人计算器上模仿PLC的运作状况，大大减低测试时间。
3.3 梯形图、程序工作过程简析
在梯形图中，用M8002产生一个初始脉冲信号，接着按下开始开关X1，从而使传送带电动机得电，至此带动整个程序运行。当有次品产品经过检测开关PH1时，检测开关PH1开始动作，产生一个信号使次品到达4号位置时，电磁阀门打开，致使次品掉入次品小车当中，当次品下落时，PH2检测开关检测到次品，并产生信号时电磁阀门关闭。同时用计数器累计落入正品小车中的产品数量，当正品小车中的正品数量达到20个时，正品小车电动机起动，正品小车移走。

在正品小车移走的同时，电机M受到一个脉冲信号，致使电机M停止运转，并在正品小车移走后，电机M继续正常运行。

当M继续运转时，次品小车也在计数器的计数下，装载20个次品以后限位开关X7动作，产生一个脉冲信号，停止M的运转，在次品小车移走之后，电机M再继续运转，从而往复循环。

3.4 功能指令表

3.5 程序的写入与调试
将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。产品在流水线上的测试与分检控制的程序是在GX-Developer软件的指令来完成的，当把程序写入PLC以后，发现程序中有错误的存在，若要修改程序，则要先将PLC设定为STOP状态下，运行GX-Developer编程软件，打开产品在流水线上的测试与分检控制的程序，即可在线调试。也可用编程器惊醒调试。

参考文献及资料
[1]电气控制与PLC案例教程，胡汉文 张鑫 编著，鄂东职业技术学院，2007
[2]PLC基础及应用　廖常初主编，机械工业出版社，2006
[3]科威PLC资料，来自于公司网站
[4]三菱及西门子PLC资料，来自工控网
[5]虎版集团、上海二工、人民电器等公司的产品资料，来自其公司网站
[6]工控组态软件·MCGS参考手册，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
[7]PLC可编程控制器实验系统·实验指导书 林信元，常熟市教学仪器厂
[8]网络型可编程控制器实验指导书，浙江天煌科技实业有限公司
[9]可编程控制器教程，黄云龙主编，科学出版社，2003
[10]黄冈市自来水公司供水调度系统工程——验收资料 2005
[11]工厂电气控制设备，张延英 任志锦 主编，中国轻工业出版社，1993
[12]设备电气控制及维修，谭有广主编，机械工业出版社，2000
[13]PLC分析与设计应用，周万珍 高鸿斌 编著，电子工业出版社，2004
[14]可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，2002
[15]PLC应用开发·从基础到实践，刘洪涛 黄海 编著，电子工业出版社，2007
[16]电器及PLC控制技术，黄净主编，机械工业出版社，2002
[17]电源技术与通信电源设备，陈梓城主编，高等教育出版社，2005
[18]流行PLC实用程序及设计，贺哲荣等主编，西安电子科技大学出版社，2006

项目设计小结

在老师和同学们的热心帮助下，经过了近两个星期的精心设计，运用自己以前学过的知识和自主创新能力顺利完成了PLC的醒目设计，即“产品再流水线上的测试与分检控制”。

通过本次设计，使我受益匪浅。这次设计不仅温故了我前面所学到的PLC知识，而且进一步加深了我对PLC知识的运用和理解。使我进一步掌握了PLC中的各个功能图的意义和用法，掌握了运用PLC控制产品在流水线上的测试与分检控制的全过程。正确认识了工作步的转换过程，各个指令的内涵。其中一些以前不懂的PLC的功能现在都有了一定的认识和了解。

总之，这次设计使我的自主动手能力得到了进一步的提升，使我的思维更加活跃、敏捷。同时丰富了我的PLC知识，使我对PLC这门课程产生了浓厚的兴趣，为了以后更好的工作打下坚实的基础！

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）