(完整版)基于PLC的自动化生产线的毕业设计论文

的核心部件。

PLC是一种专为工业环境下应用设计的“可编程逻辑控制器”,是一种数字运算操作的电子系统。PLC是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。

1.S7—200 PLC的外形结构

S7—200 PLC系列PLC由PLC主机和扩展模块组成。其中,PLC主机由CPU、存储器、通信电路、基本输入输出电路、电源等基本模块组成,相当一个整体式的PLC,可以单独完成控制功能,它包含一个控制系统所需的最小组成单元。图2—73所示是S7—200cPU模块的外形结构图,它将一个微处理器、一个集成电源和数字量IO(输入输出)点集成在一个紧密的封装之中。

图3-1 S7—200的外形结构

由图示可知,虽然PLC的外观与通用计算机有较大差别,但在内部结构上,PLC只是像一台增强了I0功能的可与控制对象方便连接的计算机。在系统结构上,PLc的基本组成包括硬件与软件两部分。

2.典型PLC的硬件结构

PLC的硬件部分由中央处理器(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等构成,图示是典型PLC结构简图;PLC的软件部分由系统程序和用户程序等构成。

在内部结构上,CPU模块由中央处理器(CPU)、存储器、输入端口、输出端口、通信接口、电源等构成,每个部分的功用不同,与通用微机CPU一样,CPU在PLC才系统中的作用类似于人体的神经中枢。

PLC系统中的存储器按作用可分为三类:系统程序存储器、用户程序存储器、功能存储器~(数据区)。

4.通信接口

S7—200 PLC系列PLC整合了一个或两个RS一485通信接口,既可作为PG(编程)接口,可也作为OP(操作终端)接口,如连接一些HMI(人机接口)设备。支持自由通信协议及PPI(点对点主站模式)通信协议。

5.电源

S7—200 PLC本机单元有一个内部电源,它为本机单元、扩展模块以及一个24V DC电源输出,每一个S7—200CPU模块向外提供5V DC和24V DC电源。

●CPU模块都有一个24V DC传感器电源,它为本机输入点和扩展模块继电器线圈提供24V DC。如果电源要求超出了CPU模块24V DC电源的定额,可以增加一个外部24V DC电源来供给扩展模块的24V DC。

●当有扩展模块连接时CPU模块也为其提供5V电源。如果扩展模块的5V电源需求超出了CPU模块的电源定额,必须卸下扩展模块,直到需求在电源预定值之内才行。

若电源要求超出CPU模块预算,将不能连接CPU允许的最大数目的模块。 将S7—200DC传感器电源与外部24V DC电源采用并联连接时,将会导致两个电源的竞争而影响它们各自的输出。这种竞争的结果会缩短设备的寿命,或者使得一个电源或两者同时失效,并且使PLC系统产生不正确的操作。

第四章 各单元控制系统的设计

4.1 PLC对下料单元的控制

4.1.1 下料单元控制要求

下料单元的主要功能是将前站送入本单元下料仓的工件主体,通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落,工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。

图4-1下料单元实物图

初始状态:直线及转角二传送电机、下料电机均处于停止状态;直流电磁吸铁竖起禁行;工作指示灯熄灭。

系统启动运行后本单元红色指示灯发光;直线电机、转角电机驱动二传送带开始运转且始终保持运行状态(分单元运行时可选用与PLC运行停止同状态的特殊继电器保持二传送电机的运行状态)。

本单元在结构设计中涉及到间歇机构、同步带传动、螺杆调节结构、螺杆锁

紧结构、张紧机构等相关的机械原理、机械零件知识。

为实现本单元的控制功能,在结构的相应位置装设了光电传感器、电感式传感器、电容式传感器等检测与传感装置,并配备了直流电机、电磁铁等执行机构。

自动控制过程说明及工作状态表: 自动控制过程说明:

1.当托盘到达定位口时,底层的电感式传感器发出检测信号,红色指示灯熄灭,绿色指示灯发光;经过2秒时间确认后,启动下料电机继续执行将工件主体下落动作。

2.检测到托盘到位信号,当工件下落至托盘时,工件检测传感器发出检测信号,延时3秒确认后,直流电磁铁吸合下落,放行托盘。

3.托盘放行2秒后,电磁吸铁释放处于禁止状态,绿色指示灯熄灭,红色指示灯发光,系统回复初始状态。

说明:若下料电机从料仓入口至出口动作一个行程后工件检测传感器仍无检测信号,此时报警器发出警报,提示运行人员需在料仓中装入工件(本套设备中通过延时进行控制)。

4.1.2 下料单元控制流程图

图4-2下料单元控制流程图

4.1.3 下料单元IO分配表

表4-1单元IO分配表

形式 序号 1 2 3 4 输入 5 6 7 8 1 2 3 4 输出 5 6 7 8 发送地址 接收地址 转角电机 红色指示灯 蜂鸣器报警 蜂鸣器报警 Q0.4 Q0.5 Q1.6 Q1.7 M3 HL1 HA1 HA2 启动按钮 停止按钮 急停按钮 复位按钮 下料电机 绿色指示灯 直流电磁吸铁 传送电机 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 SB1 SB2 SB3 SB4 M2 HL2 KM M1 EM277总线模块设置的站号为:8 与总站通讯的地址为:2~3 名称 工件检测 托盘检测 料槽底层工件检测 手动自动按钮 PLC地址 I0.0 I0.1 I0.2 I2.0 编号 S2 S1 S3 SA 地址设置 V2.0----V3.7(200PLC—→300PLC) V0.0----V1.7(200PLC←—300PLC)

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