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信息与电气工程学院

课程设计说明书

（2014 /2015学年 第 1 学期）

课程名称 ： 《工业监控系统工程设计》课程设计 题 目 ：机电一体化监控系统的设计-尺寸检测单元 专业班级 ：

学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2 周 设计成绩 ：

2015 年 1 月 15 日

目 录

1.课程设计目的...................................................... 1

1.1设计目的 .................................................. 1 1.2课程设计内容及要求 ......................................... 1

1.2.1设计内容 ............................................. 1 1.2.2动作要求 ............................................. 1

2. 课程设计正文..................................................... 2

2.1 尺寸检测单元 ............................................... 2

2.1.1 硬件设计 ............................................ 2 2.1.2 尺寸检测单元软件设计 ................................ 3 2.2 尺寸检测控制 ............................................... 9

2.2.1 尺寸检测控制硬件设计 ................................ 9 2.3 系统运行调试 .............................................. 11 3.课程设计总结..................................................... 15 4.参考文献......................................................... 16

1.课程设计目的

1.1设计目的

通过此次尺寸检测和材质检测控制课程设计，熟悉并掌握s7-200系列PLC梯形图的设计及其开发软件V1.0 S7-200 Explorer的使用。通过I/O的地址分配了解熟悉PLC224的接口。

同时通过使用力控组态软件使系统运行更直观化的表示出来，使用力控5.0进行设计，加深我们对PLC和监控组态的认识和使用，融会贯通其图形设计及编程思想，培养并加强在实际生产生活中的应用。另外要熟悉伺服电机的驱动参数。

1.2课程设计内容及要求 1.2.1设计内容

当接到工件后，托料盘上升至顶端，由传感器识别工件的高度是否符合要求。若“合格”，托料盘下降至中部停稳后，推料气缸工作，将工件推出，工件将沿滑槽到下一单元，当下一站单元识别工件已到位，这时停在中部的托料盘继续下降到底端，等待下一工件的到来；若“不合格”，托料盘直接下降至底端。将不合格工件，推入废料槽。当材质检测单元接到工件后传送带开始转转动，带动工件向后运动，其间经过三个传感器，来识别工件的材质，到达检测完成位置后发出信号由下一个工作站将工件取走，传送带停止转动，等待下一个工件的到来。利用实验室现有设备进行系统的模拟实验。对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。

1.2.2动作要求

1、托料盘上升

2、托料盘到达顶部，需要延时（进行检测） 3、根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料 4、记录检测结果 技术要求：

1. 托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）； 2. 根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料； 3. 托盘不得超过极限位置；

4. 由变频器驱动三相交流电动机来完成工件在传动带上的运动和停止；

5. 在本系统中，在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的基础上，用组态软件编程

实现上位机的控制及其相关监控界面；

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6. 课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确。

2. 课程设计正文

2.1 尺寸检测单元 2.1.1 硬件设计

1）方案设计： 1.PLC概述:

PLC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。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。 2.方案概述:

该系统单元共有七个输入点，分别为：启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点：正转，翻转，空载，使能，推料。接通启动按钮，当传感器有信号时，伺服电机运行；托盘上升到上极限，延时之后检测是否符合要求，托盘下降，如果符合要求，下降到中部，推料动作；如果不符合要求，下降到底部，推料动作。单步即实现整个过程的每个步骤单独运行，各部为：开始到上极限，上极限到中部，上极限到下极限。

3.PLC选型及I／O地址分配

本系统结构已经选定S7-200CPU224的PLC，满足操作要求。其I/O地址分配为： 模块号 输入端子号 启动/停止按钮 复位按钮 CPU224 单步按钮 自动/手动按钮 托盘上极限 托盘下极限 推料 输出端子号 伺服电机正转 伺服电机反转 - 2 -

地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 Q0.0 Q0.1 功能介绍 启动停止电机 复位 单步实现控制 自动手动控制切换 控制前端信号 控制后端信号 材料推出 上升 下降

2） 单元电路

推料 Q0.4 材料推出 由于本系统PLC已经连接好线路，故电气连接电路不用设计，PLC控制输出输入控制接线图如下

2.1.2 尺寸检测单元软件设计

1）系统分析设计：.本课题是通过PLC和组态软件来实现储料单元控制系统设计。该系统单元共有七个输入点，分别为：启动/停止，复位，单步，自动/手动，托盘上极限，托盘下极限，推料，五个输出点：正转，翻转，空载，使能，推料。通过PLC和组态软件来实现气缸的推出与收回两个方面的控制。

2）主程序：

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