液体灌装机控制 课设

沈阳理工大学课程设计专用纸

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目录

前言 (1)

1.课程设计的任务和要求 (3)

2.总体设计 (4)

2.1 PLC选型 (4)

2.2PLC端子分配 (4)

3.PL C程序设计 (5)

3.1设计思想 (5)

3.2顺序功能图 (7)

3.3 PLC梯形图 (8)

3.4 调试说明 (13)

结束语 (15)

参考文献 (16)

前言

可编程序控制器(Programmable Logic Controller)是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC或PLC。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）之一。

世界上第一台可编程序控制器产生于1969年，是由当时美国数字设备公司（DEC）为美国通用汽车公司（GM）研制开发并成功应用于汽车生产线上，被人们称为可编程序逻辑控制器。在70年代，随着电子及计算机技术的发展，出现了微处理器和微计算机，并被应用于PLC中，使其具备了逻辑控制、运算、数据分析、处理以及传输等功能。电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufacturers Association）于1980年正式命名其为可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC。为与个人计算机（Personal Computer）相区别，同时也使用其早期名称PLC。国际电工技术委员会IEC （International Electrotechnical Commission）分别于1982年11月和1985年1月颁布了PLC的第一稿和第二稿标准。以后PLC开始向小型化、高速度、高性能、高可靠性方面发展，并形成多种系列产品，编程语言也不断丰富，使其在80年代工业控制领域中占据着主导地位。

通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，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软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。

由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。故自60年代末第一台PLC问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，大

大推进了机电一体化进程。进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使得可编程控制器有了突飞猛进的发展，功能日益增强，已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，具备模数转换、数模转换、高速计数、速度控制、位置控制、轴定位控制、温度控制、PID控制、远程通讯、高级语言编辑以及各种物理量转换等功能。特别是远程通讯功能的实现，易于实现时柔性加工和制造系统（FMS），使得PLC如虎添翼。

1.课程设计的任务和要求

课程设计题目：液体灌装机控制

灌装机动作如下：

1）液体容器的传送动作。它是由传送器在纵向和横向两个汽缸的带动下，实现左行、右行、前行、后行；

2）液体容器的升降动作。它由升降汽缸带动，上升到位，顶开阀头，实现灌装，灌满后，容器下降，离开阀头，回原位；

3）电磁阀输出。电磁阀为二位三通电磁阀。接通输出，则接通油泵和容器；断开则使油泵和容器断开，油泵和油箱接通，完成油箱吸油的动作；

4）供油与吸油动作。当上面的电磁阀接通时，油泵和容器接通，供油汽缸前进实现供油；电磁阀断开后，油泵和油箱接通，供油汽缸后退，实现吸油；

实践教学要求与任务：

1.设计内容：

1）完成《课程设计指导书》所要求的控制。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。

2.设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

2.总体设计

2.1 PLC选型

根据本题目的控制要求，所需要的触点数目最多为23个，所以选择SIEMENS S7-200型PLC。

2.2 PLC端子分配

图2.1 端子分配图

3.PLC程序设计

3.1设计思想

本次课程设计要求可以实现手动，单周期，连续控制。为了能完成这些动作，必须设计一主程序，其中含有手动，连续，单周期控制，每个都是一个子程序。启动PLC 时必须先读主程序，然后调用子程序，加以实现。

手动控制时：在控制面板上有一些按钮。它们都分别控制着各个步骤的启动，每个步骤的停止可以由下一步的启动来断开电路。

单周期控制时：这个控制和连续控制大致相同。当控制面板的旋钮放在单周期挡时，按下启动按钮I0.0，线圈M2.3得电，其常闭触点断开线圈M2.1，使程序不能连续，只工作一周期便回到原点。

连续控制时：用两个并行序列加以实现。当控制面板的旋钮放在连续挡时，按下启动按钮I0.0。线圈M2.1得电，使其在程序中的常开触点闭合，常闭触点断开。程序从初始步开始，工作一个周期后由于M2.1常闭触点断开使初始步断开，程序并不能回到初始步停止，而是往复地工作下去。

图3.1 液体灌装机控制流程图