1、電氣控制與PLC課程設計題 目: 基于PLC的裝瓶流水線控制設計 院系名稱： 電氣工程 專業班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 成績：指導老師簽名： 日期： 裝瓶流水線的PLC控制目 錄 1 系統概述32.方案論證42.1.方案一42.2.方案二42.2.方案比較43 硬件設計53.1系統的原理方框圖.53.2 主電路.53.3 I/O分配.73.4 I/O接線圖.83.5 元器件選型.94 軟件設計. 114.1主流程114.2梯形圖125 系統調試.14設計心得. 20參考文獻.211 系統概述基于PLC的裝瓶流水線控制設計。有A1A10選瓶、裝瓶、蓋蓋、貼簽、傳送、成品入庫生產線操

2、作工序，用10盞燈來模擬；并有啟動/停止、移位、復位按鈕進行操作，如下圖所示。采用S7-200PLC進行控制，實現手動，自動等四種以上的裝瓶流水線工序控制。設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖。系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；程序結構與控制功能自行創新設計； 用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。完成課程設計說明書。 按照I/O點的分配和項目描述的控制要求。設計出PLC硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖。 控制結構圖如下圖 1-1圖1-1 瓶裝流水線的PLC控制結構圖（1）

3、手動控制方式1.裝瓶流水線控制系統有10道操作工序，用10盞燈來模擬。即：A5，A1（傳送，選瓶）A6，A2(傳送，裝瓶)A7，A3(傳送，蓋蓋)A8，A4(傳送，貼簽)A9(傳送)A10(入庫)。2.啟動，停止，移位為控制輸入，控制系統的工作狀態；3.按下啟動按鈕，手動移位完成一道操作工序，循環兩次；4.按下復位按鈕，系統回到第一道工序；5.按下停止按鈕，系統停止工作。（2）自動控制方式1.裝瓶流水線控制系統有5道操作工序，用燈來模擬。即：A5，A1(傳送，選瓶)A6，A2(傳送，裝瓶)A7，A3(傳送，蓋蓋)A8，A4(傳送，貼簽)A9(傳送)A10（入庫）。2.啟動，停止，移位為控制輸入

4、，控制系統的工作狀態；3.按下啟動按鈕，每5S完成一道操作工序；4.按下復位按鈕，回到初始工序，重新開始運行；5.按下停止按鈕，系統停止工作。2 方案論證2.1 方案一選用三菱的PLC三菱plc是日系品牌，編程直觀易懂，學習起來比較輕松, 三菱的指令豐富，有專用的定位指令，控制伺服和步進容易實現，2.2 方案二選用西門子的PLC西門子plc是德國品牌, 西門子S7-300它設計緊湊，安裝在DIN導軌上，在CPU中集成了許多功能，通過在微型存儲器上保持數據實現免維護， PROFIBUS上的等時模式，屬于故障安全類型。西門子S7-400具有多種機架類型的機架系統，優異的高速處理能力和通訊性能，可以

5、在運行中更改組態, 西門子的模擬量模塊價格便宜，程序簡單。2.3 方案比較三菱plc是日系品牌，編程直觀易懂，學習起來會比較輕松，而西門子plc是德國品牌，指令比較抽象，學習難度較大，但指令較少，而三菱的指令較多，所以學習三菱和學習西門子的周期是一樣的;三菱的優勢在于離散控制和運動控制，三菱的指令豐富，有專用的定位指令，控制伺服和步進容易實現，要實現某些復雜的動作控制也是三菱的強項，而西門子在這塊就較弱，沒有專用的指令，做伺服或步進定位控制不是不能實現，而是程序復雜，控制精度不高。所以選用方案一，選用三菱的PLC,FX-2N3 硬件設計3.1 系統的原理方框圖系統的原理方框圖由主機，輸入/輸出

6、接口，電源，編程器擴展接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。原理方框圖如下圖3-1 圖3-1 PLC的原理方框圖3.2 主電路本系統為了經濟優惠，采用了一個電機來帶動皮帶傳送，經濟方便，控制簡單，實用。由線圈M0用控制電路控制，以下是本控制系統的主電路圖。主電路圖如下圖3-2 圖3-2 主電路圖3.3 I/O分配I/O分配表如下表3-3表3-3 I/O分配表輸入點輸出點啟動按鈕X000傳送A5Y000停止按鈕X001檢測到空瓶A1Y001復位按鈕X002傳送A6Y002移位開關X003裝瓶A2Y003選瓶位位置開關X004傳送A7Y004裝瓶位位置開關X005蓋蓋A3Y005蓋蓋位位置開關X0

7、06傳送A8Y006貼簽位位置開關X007貼簽A4Y007限位開關X010傳送A9Y010 入庫A10Y011 3.4 I/O接線圖I/O接線圖如下圖3-4 圖3-4 I/O接線圖3.5 元器件選型（1）電動機的選擇電動機M0型號為Y132M-4，額定電壓為交流380V，額定電流為15A，頻率為50HZ，功率為7.5KW，轉速為1440r/min。（2）熱繼電器FR1主電動機M1的額定電流15A，FR1可以選用JR16，熱元件電流為20A，電流整定范圍為1422A工作時將額定電流調整為15A。 （3）選瓶位開關用的是光電開關當檢測到空瓶時光電開關閉合，此時選瓶位位置開關閉合。光電開關的型號：W

8、27-3電器元件如下表3-5表3-5 電器元件表符 號名 稱型 號數 量M0傳送帶電動機Y132M41FR1熱繼電器JR161QS隔離開關GNF38-121FU1熔斷器 RT1QS1QS6位置開關310N6HL1HL10指示燈AD16-22BF10SB1SB3按鈕LA10-1K3PLC可編程控制器FX2N-32MR-00114 軟件設計 4.1 主流程主流程圖如圖4-1圖4-1 主流程圖4.2 梯形圖梯形圖如下圖4-2圖4-2 梯形圖 5 系統調試調試結果軟程序調試結果如下設計心得實際試驗和生產表明，該控制系統能夠達到生產所提出的速度和效率要求。并且該控制系統擴展性和通用性良好。由該裝瓶機控制

9、系統可見，一般裝瓶動作均可分為以下幾個模塊：(1)傳送A5選瓶A1；(2) 傳送A6裝瓶A2；(3) 傳送A7蓋蓋A3；(4) 傳送A8貼簽A4；(5) 傳送A9入庫A10。PLC的邏輯控制能力強，處理數字與模擬信號能力穩定快速，而且對于基于時間的順序動作控制能力尤其強，因此是工業中自動裝瓶理想控制平臺。只要各個動作能通過機械方式實現，就能夠找到相應的控制系統來實現自動化。第一次調試時，檢測空瓶定時5s，由定時器T0定時，定時時間到T0動作，如果用T0的常閉點控制Y001，則T0定時到，T0立即斷電，M1來不及得電，T0處于一直計時中，調試失敗。第二次調試時用M1的常閉點替換T0的常閉點，T0定時時間到，T0閉合，M1得電自鎖，M1的常閉點斷開，檢測空瓶停止，移位開關閉合，開始傳送，當傳送到裝瓶位開關時，裝瓶位開關動作。改進后的控制系統連接性比較強，能夠實現飲料自動裝瓶的要求，而且經過改進后的實用性和方便性也相應的提高了。現在多元化的產品和市場要求可能在裝瓶中需要能夠處理模擬量的控制系統，如精確可調或連續的位置量、參量等。PLC的功能同樣可以處理模擬量的控制。因此，該系統的通用性和可擴展性相當不錯。參考文獻1廖常初.PLC基礎及應用M.北京:機械