生產(chǎn)線自動裝箱的plc控制課程設(shè)計

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計報告</b></p><p>　　題 目 生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制 </p><p>　　課 程 電氣控制及可編程控制器 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班

2、級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　完成日期

3、2013 年 12 月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒論…………………………………………………………………………….1</p><p>　　1.1 課程題目…………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 設(shè)計目的及要求………

4、…………………………………………………1</p><p>　　1.3 原始資料…………………………………………………………………2</p><p>　　1.4 課題要求…………………………………………………………………2</p><p>　　1.5 日程安排…………………………………………………………………3</p><p>　　1.6 主要

5、參考書………………………………………………………………3</p><p>　　2 器件選擇……………………………………………………………………….4</p><p>　　2.1 總體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………4</p><p>　　2.2 具體器件的選擇…………………………………………………………4</p><p>

6、;　　2.2.1熔斷器的選擇…………………………………………………….… 4</p><p>　　2.2.2電源開關(guān)的選擇………………………………………………….….5</p><p>　　2.2.3 交流接觸器的選擇…………………………………………….……6</p><p>　　2.2.4 熱繼電器的選擇………………………………………………….…7</p&g

7、t;<p>　　2.2.5 時間繼電器的選擇…………………………………………….……8</p><p>　　2.2.6 行程開關(guān)的選擇………………………………………………….…8</p><p>　　3 程序設(shè)計…………………………………………………………………….…9</p><p>　　3.1 總體設(shè)計思路…………………………………………………….

8、…….9</p><p>　　3.2 PLC輸入輸出口分配…………………………………….…….……….9</p><p>　　3.3 主電路設(shè)計……………………………………………….…………….9</p><p>　　3.4輸入輸出接線圖……………………….……………………………….10</p><p>　　3.5梯形圖……………………………

9、…………………………………….11</p><p>　　3.6指令圖………………………………………………………………….13</p><p>　　4 安裝、接線及系統(tǒng)聯(lián)合測試…………………………………………………14</p><p>　　5 總結(jié)……………………………………………………………………………15</p><p>　　6 參考文獻…

10、……………………………………………………………………16</p><p><b>　　1、緒論</b></p><p><b>　　1.1、設(shè)計課題：</b></p><p>　　生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制。</p><p>　　1.2、設(shè)計目的及要求：</p><p>　　

11、課程設(shè)計的主要目的是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計過程、設(shè)計要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計方法。通過設(shè)計也有助于復(fù)習、鞏固以往所學的知識，達到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念。</p><p>　　課程設(shè)計應(yīng)強調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時，還要

12、注意其他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識的能力，解決實際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫技術(shù)報告和編制技術(shù)資料的能力。</p><p>　　在課程設(shè)計中，學生是主體，應(yīng)充分發(fā)揮他們的主動性和創(chuàng)造性。教師的主導(dǎo)作用是引導(dǎo)其掌握完成設(shè)計內(nèi)容的方法。</p><p>　　為保證順利完成設(shè)計任務(wù)還應(yīng)做到以下幾點

13、：</p><p>　　1) 在接受設(shè)計任務(wù)后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和應(yīng)完成的設(shè)計內(nèi)容進度計劃，確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時間。</p><p>　　2) 在方案確定過程中應(yīng)主動提出問題，以取得指導(dǎo)數(shù)師的幫助，同時要廣泛討論，依據(jù)充分。在具體設(shè)計過程中要多思考，尤其是主要參數(shù)，要經(jīng)過計算論證。</p><p>　　3) 所有電氣圖樣的繪制必須符合國家有關(guān)規(guī)定的標準

14、，包括線條、圖型符號、項目代號、回路標號、技術(shù)要求、標題欄、元器件明細表以及圖樣的折疊和裝訂。</p><p>　　4) 說明書要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。</p><p>　　5) 應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有的設(shè)計任務(wù)。</p><p>　　6) 如果條件允許，應(yīng)對自己的設(shè)計線路進行試驗論證，考慮進一步改進的可能性。</p><p>

15、　　1.3 、原始資料：</p><p>　　對生產(chǎn)線上某種產(chǎn)品自動按指定數(shù)量(如12個)裝箱，產(chǎn)品裝箱前及裝箱后都由傳送帶傳送。</p><p>　　生產(chǎn)線自動裝箱控制裝置示意圖如圖所示。生產(chǎn)產(chǎn)品由傳送帶A傳送，裝入由B傳送的空箱中。每12個產(chǎn)品裝入一箱，當傳送帶 (1KW)傳送了12個產(chǎn)品裝入一箱后，傳送帶B (2KW)將該箱產(chǎn)品移走，并傳送下一個空箱到指定位置等待傳送帶A傳送來的產(chǎn)品

16、。</p><p><b>　　1.4、課題要求：</b></p><p>　　用PLC控制整個控制裝置要達到以下要求：</p><p>　　1．按下控制裝置啟動按鈕后，傳送帶B先啟動運行，拖動空箱前移至指定位置，達到指定位置后，由SQ2發(fā)出信號，使傳送帶B制動停止。</p><p>　　2．傳送帶B停車后，傳送帶A啟動

17、運行，產(chǎn)品逐一落人箱內(nèi)，由傳感器檢測產(chǎn)品數(shù)量，當累計產(chǎn)品數(shù)量達12個時，傳送帶A制動停車，傳送帶B啟動運行。</p><p>　　3．上述過程周而復(fù)始地進行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送帶B同時停止。其工作流程圖如圖所示。</p><p>　　4．應(yīng)有必要的信號指示，如電源有電、傳送帶A工作和傳送帶B工作等。</p><p>　　5．傳送帶A和傳送帶B應(yīng)有獨立點

18、動控制，以便于調(diào)試和維修。</p><p><b>　　1.4、日程安排：</b></p><p>　　1.5、設(shè)計參考書：</p><p>　　1．教材《電氣控制與PLC應(yīng)用》</p><p>　　2．《可編程序控制器原理及應(yīng)用》</p><p>　　3．《S7-200使用手冊》</p&g

19、t;<p><b>　　2、器件選擇</b></p><p><b>　　2.1、總體結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　生產(chǎn)線自動裝箱控制裝置如圖所示。生產(chǎn)產(chǎn)品由傳送帶A傳送，裝入由B傳送的空箱中。每12個產(chǎn)品裝入一箱，當傳送帶 (1KW)傳送了12個產(chǎn)品裝入一箱后，傳送帶B (2KW)將該箱產(chǎn)品移走，并傳送下一個空箱到指定位置等

20、待傳送帶A傳送來的產(chǎn)品。</p><p>　　2.2、具體器件的選擇：</p><p>　　2.2.1熔斷器的選擇</p><p>　　熔斷器是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中的保護電器，在使用時串接在所保護的電路中。當電路出現(xiàn)短路或嚴重過載是，其內(nèi)部低熔點的熔絲或熔片將自動熔斷，將電路切斷。</p><p>　　熔斷器由熔體、安裝熔體的熔管和熔

21、座三部分組成。</p><p>　　那么，如何在電路中選擇熔斷器的大小呢？</p><p>　　規(guī)格的選擇：（1）熔體額定電流的選擇</p><p>　　1.對于變壓器、電爐和照明等負載，熔體的額定電流應(yīng)略大于或等于負載電流；</p><p>　　2.對于輸配電線路，熔體的額定電流應(yīng)略大于或等于線路的安全電流；</p><

22、p>　　3.在電動機回路用作短路保護時，應(yīng)考慮電動機的啟動條件，按電動機啟動時間的長短來選擇熔體的額定電流。電動機末端回路保護，選用aM型熔斷器，熔斷體的額定電流In稍大于電動機的額定電流；</p><p>　　4.電容補償柜回路的保護，選用gG型熔斷器，熔斷體的額定電流In約等于線路計算電流1.8~2.5倍；如選用aM型熔斷器，熔斷體的額定電流In約等于線路電流的1~2.5倍。</p>&l

23、t;p>　　5.線路上下級間的選擇保護，上級熔斷器與下級熔斷器的額定電流In的比等于或大于1.6，就能滿足防止發(fā)生越級動作而擴大故障停電范圍的需要?！荨?lt;/p><p>　　6.保護半導(dǎo)體器件用熔斷器，熔斷器與半導(dǎo)體器件串聯(lián)，而熔斷器熔體的額定電流用有效值表示，半導(dǎo)體器件的額定電流用正向平均電流表示，因此，應(yīng)按下式計算熔體的額定電流：</p><p>　　INR≥1.57 INR≈1

24、.6 INR 式中 INR 表示半導(dǎo)體器件的正向平均電流。</p><p><b>　　7.降容使用</b></p><p>　　在20℃ 的環(huán)境下，我們推薦熔斷體的實際工作電流不應(yīng)超過額定電流值。選用熔斷體時應(yīng)考慮到環(huán)境及工作條件，如封閉程度、空氣流動連接電纜尺寸（長度及截面）瞬時峰值等方面的變化；熔斷體的電流承載能力實驗是在20℃ 環(huán)境溫度下進行的，實際使用時受

25、環(huán)境溫度變化影響。環(huán)境溫度越高，熔斷體的工作溫度就越高，其壽命也就越短。相反，在較低的溫度下運行將延長熔斷體的壽命。來源：輸配電設(shè)備網(wǎng)</p><p>　　8.在配電線路中，一般要求前一級熔體比后一級熔體的額定電流大2~3倍，以防止發(fā)生越級動作而擴大故障停電范圍。</p><p><b>　?。?）熔斷器的選擇</b></p><p>　　1、

26、UN熔斷器≥UN線路。</p><p>　　2、IN熔斷器≥IN線路</p><p>　　3、熔斷器最大分斷能力應(yīng)大于被保護線路上的最大短路電流</p><p><b>　　類型的選擇：</b></p><p>　　應(yīng)根據(jù)使用場合選擇熔斷器。電網(wǎng)配電一般用刀型觸頭熔斷器（如HDLRT0 RT36系列）；電動機保護一般

27、用螺旋式熔斷器；照明電路一般用圓筒帽形熔斷器；保護可控硅元件則應(yīng)選擇半導(dǎo)體保護用快速式熔斷器。</p><p>　　常用的熔斷器有：1、RC1A系列瓷插式熔斷器、2、RL1 系列螺旋式熔斷器3、RM10系列無填料封閉式熔斷器。次外，還有RT0系列有填料封閉管式熔斷器、RLS、RS0系列快速熔斷器、自復(fù)式熔斷器等。本設(shè)計采用RL1系列螺旋式熔斷器。</p><p>　　2.2.2電源開關(guān)的

28、選擇</p><p>　　開關(guān)是用于接通和斷開電路的電器。常用的開關(guān)有刀開關(guān)、鐵殼開關(guān)、組合開關(guān)和自動空氣開關(guān)。</p><p>　　刀開關(guān)分單級、雙級和三級。適用于接通和斷開有電壓而無負載電流的電路。因而結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格便宜，在一般的照明電路小于5.5KW電動機的控制電路中常被采用。用于照明電路是可選用額定電壓220V或250V，額定電流等于或大于電路最大工作電流的兩極開關(guān)；用于

29、電動機的直接啟動時，可選用額定電壓280V或500V，額定電流等于或大于電動機額定電流3倍的三級開關(guān)。</p><p>　　在安裝刀開關(guān)時刀口應(yīng)朝上，防止熱空氣拉弧或重力閘。</p><p>　　鐵殼開關(guān)又叫封閉式負荷開關(guān)。是帶有熔斷器的刀開關(guān)放在用鑄鐵或薄鋼板沖壓而成的鐵殼中。鐵殼開關(guān)配用的熔斷器，額定電流為60A及以下者，配用瓷插式熔斷器；額定電流為100A以下者，配用無填料封閉管式熔

30、斷器。</p><p>　　組合開關(guān)也稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，多用于機床控制線中作為電源的引入開關(guān)，也可以用作不頻繁地接通和斷開電路‘接線電源和負載以及控制5KW及一下的小容量異步電動機正反轉(zhuǎn)、星三角啟動。</p><p>　　自動空氣開關(guān)又叫自動空氣斷路器，它能對電路進行短路 、欠壓、嚴重過載保護，同時也可作不頻繁地啟動電動機。</p><p>　　本設(shè)計采用,梅蘭日空氣開關(guān)

31、梅蘭日蘭斷路器C65—4P16A</p><p>　　2.2.3交流接觸器的選擇</p><p>　　交流接觸器是一種自動控制電器可頻繁接通和切斷電路。它主要由電磁部分、觸頭部分及滅弧罩組成。滅弧罩用陶瓷制成的，蓋在三個主觸頭上，使產(chǎn)生的電弧迅速熄滅，不外濺。</p><p>　　當線圈通電時，靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力，將鐵芯吸合，由于觸頭系統(tǒng)是于動鐵芯聯(lián)動的，因此動鐵芯

32、帶動三條動觸片同時運行，觸點閉合，從而接通電源。當線圈失電時，吸力消失，動鐵芯聯(lián)動部分依靠彈簧的反作用力而分離，使主觸頭斷開，切斷電源。同時交流接觸器具有欠壓保護。</p><p><b>　　選擇接觸器</b></p><p>　　1選擇接觸器主觸頭的額定電壓：應(yīng)等于或大于負載的餓額定電壓。</p><p>　　2選擇接觸器觸頭的額定電流：被

33、選用接觸器觸頭的額定電流應(yīng)不小于負載電路的額定電流。也可根據(jù)所控制的電動機最大功率進行選擇。如果接觸器是用來控制電動機的頻繁啟動、正反或反接制動等場合，應(yīng)將接觸器的主初頭額定電流降低使用，一般可降低一個等級。</p><p>　　3根據(jù)控制電路要求確定吸引線圈工作電壓和輔助觸點 容量：如果控制線路比較簡單，所用接觸器的數(shù)量較少，則交流接觸器線圈的額定電壓一般直接選用380V或220V。如果控制線路比較復(fù)雜，使用的

34、電器又比較多，為了安全起見，線圈的額定電壓選低一些，這時需要加一個控制變壓器</p><p>　　本設(shè)計采用,CJ10系列交流接觸器</p><p>　　2.2.4熱繼電器的選擇</p><p>　　熱繼電器常用來對電動機進行過載保護。電動機在運行過程中，由于種種原因，如長期過載、頻繁啟動、欠壓運行、斷相運行等均會使流過電動機的電流超過額定值。若過電流的數(shù)值不足以使

35、電路中的熔斷器熔斷，電動機繞組就會因過電流而導(dǎo)致發(fā)熱，影響電動機的壽命，甚至燒毀電動機。這時就需要熱繼電器進行過載保護。通常熱繼電器的動作電流應(yīng)等于電動機的額定電流</p><p><b>　　熱繼電器的選擇</b></p><p><b>　　1.類型的選擇：</b></p><p>　　類型的選擇：一般情況下，可選用兩

36、相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但當三相電壓的均衡性較差，工作環(huán)境惡劣或無人看管的電動機，宜選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。對于三角形接線的電動機，應(yīng)選用帶斷保護裝置的熱繼電器。</p><p>　　2.熱繼電器額定電流的選擇：</p><p>　　熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動機額定電流。然后根據(jù)該額定電流來選擇熱繼電器的型號。</p><p>　　3.熱元件額定電流的選擇和整定：<

37、;/p><p>　　熱元件的額定電流應(yīng)略大于電動機額定電流。當電動機啟動電流為其額定電流的6倍及啟動時間不超過5S時，熱元件的整定電流調(diào)節(jié)到等于電動機額定電流；當電動機的啟動時間較長、拖動沖擊性負載不允許停止時。熱元件整定電流調(diào)節(jié)到電動機額定電流的101—105倍, 本設(shè)計采用,JR10系列熱繼電器。</p><p>　　2.2.5時間繼電器的選擇</p><p>　　

38、時間繼電器是一種呢感延時動作的控制電器，其特點是電磁線圈通電后其觸頭經(jīng)過一定時間間隔動作。</p><p>　　選用時間繼電器應(yīng)注意：其線圈（電源）的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路相同，按控制要求選擇延時方式和觸點形式；校核觸點容量和數(shù)量，若不夠時，可用中間繼電器擴展。</p><p>　　常用的時間繼電器有JS7系列空氣阻尼式、JS17系列電動式、JSJ系列晶體管式、JS20系列單結(jié)晶體

39、管式。</p><p>　　本設(shè)計采用,JS7系列空氣阻尼式時間繼電器</p><p>　　2.2.6行程開關(guān)的選擇</p><p>　　行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理及符號表示行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機械設(shè)備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，

40、行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關(guān)廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護。 </p><p>　　行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。 </p><p><b>　　2、程序設(shè)計</b&g

41、t;</p><p>　　3.1、總體設(shè)計思路：</p><p>　　電源一旦接通，當按下啟動按鈕SB0時，傳送帶B開始啟動運行，一直到被開關(guān)SQ2檢測到才將傳送帶B停止，等傳送帶B停止后，傳送帶A才開始啟動，同時傳送出物品，產(chǎn)品經(jīng)過開關(guān)SQ1檢測，計數(shù)器開始計數(shù)，每傳送出一個部件，計數(shù)器便加1，直到傳送出12個產(chǎn)品，計數(shù)器便開始動作，計數(shù)器常開觸點閉合，這時如果沒有按下停止按鈕，則開始循

42、環(huán)工作，傳送帶A停止，傳送帶B開始又一輪的啟動同時計數(shù)器清零使下面的循環(huán)能夠準確的進行下去。當一旦按下停止按鈕SB1，此時等計數(shù)器完成計數(shù)任務(wù)，傳送帶A和傳送帶B同時停止。</p><p>　　此程序還可以對傳送帶A和B分別進行點動，這樣程序很容易實現(xiàn)對設(shè)備的運行前檢測和故障維修。</p><p>　　3.2、PLC輸入輸出口分配：</p><p>　　3.3、主電

43、路設(shè)計：</p><p>　　3.4、輸入輸出接線圖：</p><p><b>　　3.5、梯形圖：</b></p><p><b>　　3.6、指令圖：</b></p><p>　　安裝、接線及系統(tǒng)聯(lián)合測試</p><p>　　在計算機上進行編程，打開自動裝箱控制程序。斷電

44、情況下連接好PLC電纜，按照I/O分配表，用實驗連線導(dǎo)線將PLC主機模塊輸入、輸出接口與實驗板接口一一對應(yīng)連接，并將PLC主機模塊的電源端與實驗?zāi)K的電源端相連接。下載程序文件到PLC,監(jiān)控后運行，使PLC進入運行方式。</p><p>　　1、當PLC從“STOP”切換至“RUN”時，L2指示燈亮。</p><p>　　2、按下自動控制按鈕SB1后，同時傳送帶B啟動運行（L1指示燈亮）。

45、</p><p>　　3、當SQ2空箱到位檢測信號到（SQ2按鈕輸入），傳送帶B停止運行。同時傳送帶A啟動運行。</p><p>　　4、當SQ1送入12個計數(shù)脈沖時（SQ1按鈕12次輸入）及累計產(chǎn)品數(shù)量達12個時，傳送帶A停止，同時傳送帶B啟動運行。</p><p>　　5、當SQ2到位信號到（SQ2按鈕輸入），系統(tǒng)循環(huán)工作。</p><p&g

46、t;　　6、當按下停止按鈕SB2后，傳送停止（L1指示燈滅）。</p><p>　　7、當按下點動SB3或SB4時，傳送帶A或B電動運行（L1指示燈亮）。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　對于本次設(shè)計，成功采用PLC控制多個傳送帶的工作，完成了本次設(shè)計任務(wù)的基本要求，經(jīng)過多次的調(diào)試，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠、冗余性強，

47、可以很好地適用于連續(xù)工作。本次設(shè)計的生產(chǎn)線自動裝箱PLC控制系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應(yīng)速度快，性能、價格比很高，和單片機系統(tǒng)相比具有極高的可靠性，具有良好的市場應(yīng)用價值。本系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)以繼電器控制硬件電路的方法，采用人機界面取代繼電器，通過軟件的方式控制硬件電路。由于PLC具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強，以及編程簡單，維護方便，通訊靈活等優(yōu)點。但是該設(shè)計尚有不足，還有很多的擴展功能沒有實現(xiàn)，例如對產(chǎn)品計數(shù)錯誤的檢測功能

48、等等。</p><p>　　通過這次設(shè)計，使我對自動控制設(shè)計有了更深刻的認識，也使自己的動手能力和方案設(shè)計的思路有了更進一步的提高，同時也更加熟悉了本專業(yè)的設(shè)計軟件。對PLC的功能也有了進一步的認識，了解了不同型號的PLC以及相關(guān)的編程軟件。在完成這個題目的過程中，我遇到了一些困難，也走了很多彎路。在這里我要感謝指導(dǎo)老師和團隊的同學：通過不斷的努力和同學們的大力支持，以及指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)，我克服了困難完成了本次

49、設(shè)計，同時我也獲得了很多寶貴的經(jīng)驗，學到了很多新的知識。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、吳明亮，蔡夕忠. 可編程控制器實訓教程. 北京：化學工業(yè)出版社， 2、周四六. 可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ). 北京：人民郵電出版社，20063、田淑珍. 可編程控制器原理及應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社，20054、魏志精. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)