基于PLC装配流水线控制系统设计

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毕业设计说明书（论文）

基于PLC装配流水线控制系统设计

学生姓名

所学专业

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指导教师

XXXXXXXXX系

二○**年X X月

摘要

随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力，另一方面要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。

S7-200PLC 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 系列具有极高的性能/价格比。S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。

本课题是用PLC 控制装配流水线控制。用PLC 控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，完成工件移位以及功能紧急故障处理等功能。

关键词：PLC、装配流水线、控制、可靠性

目录

引言 (3)

第一章可编程控制器的概述 (4)

1.1 可编程控制器的定义 (4)

1.2 可编程控制器的基本组成 (4)

1.3 可编程控制器的工作原理 (6)

1.4 PLC的主要技术指标 (7)

1.5 可编程控制器的特点及应用 (8)

1.5.1 可编程控制器的特点 (8)

1.5.2 可编程控制器的应用 (9)

第二章 STEP7编程软件介绍 (11)

2.1 STEP7概述 (11)

2.2 STEP7-Mirco/WIN窗口组件 (12)

2.3 STEP7-Mirco/WIN主要编程功能 (13)

2.4 程序的调试与监控 (14)

第三章控制系统分析 (16)

3.1 系统控制要求 (16)

3.2 系统方案分析 (16)

3.3 系统程序分析 (20)

3.3.1 梯形图 (20)

3.3.2 语句表 (25)

3.3.3 程序分析 (28)

致谢 (29)

参考文献 (30)

引言

本设计从民营加工企业的现状着手，分析了民营加工企业在全国的地位和特点，从装配流水线的概念和特点出发提出了，在当前经济快速发展中民营加工企业在装配线生产上存在的问题和不足，如：装配线不平衡、效率低、现场管理混乱等。并且运用工序同期化、调整装配作业指导、加强现场管理等方法，对装配生产流水线进行改进，最终达到使整个装配线趋于平衡、装配效率有效提高的目的。而本设计在 PC 机上控制整个装配流水线的流程，采用当今社会较为流行的控制界面西门子WINCC V6 为窗口，在S7-200PLC 上实现装配流水线的模拟控制功能。而从世界范围来看，PLC 是用的最多、应用范围最广的自动化产品，也可以说是最实用的自动化产品。因为用PLC 来实现自动有很多优点，可使系统的硬件设备大为简化，体积减小，而且PLC 的抗干扰能力强，可靠性高，操作维护简单。从而在生产中不仅大大的节约了人力资源，而且大大提高了生产的效率，进一步提高了经营利润和加强了可视化的管理。

第一章可编程控制器的概述

1.1 可编程控制器的定义

国际电工委员会(IEC)曾于1982年11月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月又发表了第二稿，1987年2月颁发了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义是：

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”

定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统”，是一种计算机。它是“专为在工业环境下应用而设计”的工业计算机，是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。

这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术操作，它还具有“数字量和模拟量输入输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。

定义还强调了可编程控制器应直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。

应该强调的是，可编程控制器与以往所讲的顺序控制器在“可编程”方面有质的区别。PLC引入了微处理机及半导体存储器等新一代电子器件，并用规定的指令进行编程，能灵活地修改，即用软件方式来实现“可编程”的目的。

可编程序控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，自研制成功开始使用以来，它已经成为了当代工业自动化的主要支柱之一。

1.2 可编程控制器的基本组成

可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。

可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，如图1-1所示。编程装置将用户程序送入可编程控制器，在可编程控制器运行状态下，输入单元接收到外部元件发出的输入信号，可编程控制器执行程序，并根据程序运行后的结果，由输出单元驱动外部设备。