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1、设计说明书安徽农业大学工学院School of Engineering, Anhui Agricultural UniversityPLC课程设计专业 机制班级3班姓名段朋生学号 14103730完成日期2017年5月2日星期二机械系二O 一七年五月目录1、基于PLC的四分频控制31.1概述31.2四分频的控制要求41.3 I/O端子分配图41.4四分频流程图51.5软件设计51.6课程设计遇到的问题及解决方案72、 自动生产线装配站PLC控制82.1控制要求82.3装配单元系统PLC控制梯形图93、课程设计总结164、参考文献16摘要：个人计算机(简称PC)发展起来后，为了方便，也为了反映可
2、编程 控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable LogicController (PLC)。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一 直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人 机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某 些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、 编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预 见的将来，是无法取代的。关键词可编程控制器PLC控制应用1、基于PLC的四分频控制1.1
3、概述由于PLC在不断发展，因此，对它下一个确切的定义是困难的。1980年PLC 问世后，由美国电气制造商协会(National Electric ManufacturerAssociation NEMA)对PLC下过如下的定义：PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑 运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进 行控制。1982 年，国际电工委员会(International Electrical Committee IEC)颁 布了 PLC标准草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版对PLC作了如下的 定义:PLC是一种专门
4、为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计 时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输人和输出，控 制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控 制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社 会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。 因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方 面也要注意不断地降低工程的成本。总之，1.2四分频的控制要求1 用ST
5、EP7设计四分频电路梯形图程序并调试，画出四分频时序图。2输入点引入信号脉冲，输出点输出的是输入脉冲的四分频信号。1.3I/O端子分配图此设计主要利用CPU自带的特殊继电器SM0.5,秒时钟脉冲，占空比为50%， 周期为1S的脉冲串。位存储器M0.0,M0.2,M0.3,M0.4,输出继电器Q0.0。1.4四分频流程图1.5软件设计四分频梯形图网络1网络标题M0.0C )1SM0.5M0.2SM0.5四分频主程序特殊继电器SM口.5,秒时钟脉冲，占空比为5眼,周期为1S的脉冲串，MD.D运行计数器冒匾寸时钟脉冲SMQ.5计数,M 口.涓效时复位CUCTURFVC20柚.呢行时，立刻输出脉冲M0
6、.0M0.3Q0.0C )1SM0.5M0.4计数器匚1成寸时钟脉冲口.5计数，MCI.婿效时复位CUCTURFVC10Q0.0M0.2)C20M0.3C )1计数器计到印寸，计数器位置1,嘎位为山使MU.3, MU.渭效IC10M0.3I|_c:)|(MQ4计数器计到卵寸，柚口追位，蜻效1.6课程设计遇到的问题及解决方案四分频电路设计中遇到的问题还是有不少，首先是题目的理解，即什么是 四分频，但通过对题目二分频的举例说明还是能解决的。最主要的问题还是那个 输入矩形波的实现及如何由输入周期为1S变成输出的4S。我的解决思路是通过 画时序图及顺序功能图，发现设计的电路比较复杂。但通过读有关资料发
7、现PLC 中一些主要编程元件，知道了一类特殊继电器SM开头的，SMB0是只读的。有SM0.5 及SM0.4两个时钟脉冲，前者周期为1S，后者周期为1MIN，通过对还是选择了 前者。至于如何1变4，一开始知道通过对脉冲的计数但是在Q0.0变0时的实 现还是卡了一会儿，当然最后也是突然想到的。总之，问题还是有的，只不过当 局者迷。2、自动生产线装配站PLC控制2.1控制要求1、用一个按钮（启/停按钮）控制工作单元的启动和停止。2、各执行部件的初始状态为：挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态。 料仓上已经有足够物料。装配机械手的升降气缸处于提升状态，伸缩气缸处于缩 回状态，气爪处于松开状态，工
8、件装配台上尚未有待装配工件。3、装配单元启动后，如果回转台上的左料盘内没有小园柱工件，就执行下料操 作；如果左料盘内有工件，而右料盘内没有工件，执行回转台回转操作。4、如果回转台上的右料盘内有小园柱工件且装配台上有待装配工件，执行装配 械手抓取小园柱工件放入待装配大工件中的控制。5、完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。6、在单站工作情况下，装配单元上安装的红、黄、绿三色警示灯用于本单元的 状态显示和报警显示。具体要求是：上电后，绿色灯常亮，红灯和黄灯常灭；启 动后绿色灯和黄灯常亮，红灯常灭；在运行中发生工件不足够报警时，警示灯中 红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯常亮
9、；在运行中发生工件没有报警，警 示灯中红色灯以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，黄色灯熄灭，绿色灯常亮。7、急停按钮一旦动作，本单元所有机构应立即停止运行；急停复位后，继续原 来的工作。2.2装配单元系统键位控制2.3装配单元系统PLC控制梯形图运行开始后，每个扫捆周期都调用环子程序运行标志:CMSBR_OCNCMSBR_1CNCMSBR_2CN符号地址注暮运行标志MO.O网络3开始运行的上升沿，置位S时 运行标志:M0.0S0.0;)符号地址注暮运行标志M0.0网络2满足落料条件,转移到对运行标志:MCW回转台物料：10.2回转台物料：10.3原fe：M10.1料仓物料有无：旧1S0.1T I1
10、、I1 I1 I1 I湘）符号地址注暮回转台物料右检则I0.3回转台物料左检则I0.2料仓物料有无10.1原位M10.1运行标志M0.0I状态即.端束SCRE)网络4I状态即.1开始S0.1|延时IS后，顶料电磁阀复位，并转移到即.3SMO.LIT381T38顶料电磁阀:QCI.1101S0.31 SCFIT)INI U NPT100 ms符号地址注暮顶料电磁阙Q0.1网络1。|状态罚.峰束|:SCFIE)网络16回转电磁阙复位，左转到位等待，等抓料动作完成时循环罚.SM0.0回转电磁阀印.Nt r左转到位：111抓料完成S0.0I1 I沥 T)符号地址注彝回转电磁阙Q0.2抓料完成动作M10
11、.0左转到位11.1网络17状态SH幡束SCRE)I警示灯控制子程序网络1 网络标题物料不足橙灯高料仓物料不足川卫|橙灯印.7TIC )符号地址注释橙灯Q0.7料仓物料不足I0.0网络2物料没有红灯高料仓物料有无：旧1红灯:QDEIIC )符号地址注暮红灯Q0.6料仓物料有无10.1网络3物料充足且运行正常，绿灯高料仓物料不：10.0运行标志:MCI.。绿灯:Q1.CI料仓物料有无：叮1符号地址注暮I料仓物料不足I0.0料仓物料有无10.1绿灯Q1.0运行标志M0.0符号地址注粹手臂伸出电磁阀Q0.5手臂下降电磁阀Q0.4手爪夹紧11.3手爪夹紧电磁阙Q0.3缩回到位11.6下降到位11.4网
12、络5M0.3接通一次，VBO次左移一位M0.3TISHRBENENLIM31.0-DATAV0.0-S_BIT8-N|把昨财每个位转换到Q点，控制输出网络6V0.1符号地址注舞I手臂伸出电磁阀Q0.5手臂下降电磁阙Q0.4手爪夹紧电磁阙Q0.3运行标志M0.0抓料完成动作M10.0网络7符号地址注辉抓料完成动作M10.0抓料开始时，把抓料完成标志复位抓料完成祇:M1D.CIT ；）3、课程设计总结通过这次设计实践。我学会了 PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使 用有了一定的了解。特别是在设计之前，通过对课本的大量阅读，对PLC有了更 加深刻的认识，如对开关量的控制，模拟量的控制，运算的。以及PLC的主要编 程元件如输入继电器I，输出继电器Q，变量寄存器V，位存器M，特殊继电器 SM等等。此外就是对PLC控制系统设计的流程也有了一定的了解。在此也感谢 老师的帮助。4、参考文献1. 西门子S7-200PLC系统设计与应用实例 陈在平 刘文芳 电子工业出版 社（第一版）2. PLC原理及应用李长久机械工业出版社3. PLC应用技术 徐国林机械工业出版社4. 西门子PLC与工业控制网络应用高鸿斌，孔美静，赫孟合 电子工业出版社5. PLC工程应用实例解析（附光盘）吕卫阳，徐昌荣 中国电力出版社
