PLC课程设计机械手电器控制系统设计.doc

河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称： PLC技术与工程应用 课题名称： 机械手电器控制系统设计 系部名称： 自动控制系 专业班级： 姓 名： 学 号： 2012年 06月20日 设 计 任 务 书设计目的：1、 学习PLC电气控制系统的开发过程和系统设计思路；2、 锻炼实际应用程序开发能力；3、 提高电气制图、流程图绘制及办公文档编辑能力。设计要求：1、 使用AutoCAD软件绘制系统电气原理图；2、 使用MicroSoft Office Visio软件绘制软件流程图；3、 绘制输入输出表(I/O表)；4、 编制系统模拟调试工作步骤表，待模拟调试完全无误时，才允许连接真实对象实际工作；5、 源程序(含符号表，程序注释)应编辑在附录之中。目 录目 录I1设计思路或方案选择11.1硬件组成11.2 系统功能介绍11.2.1 复位功能11.2.2 连续单步运行11.2.3 调试功能11.2.4 报警功能11.3 系统结构框图22硬件电路设计32.1本设计的电气原理图32.1.1 输出接口电路电气原理图32.1.2 plc接线电气原理图32.2 I/O分配表43软件设计53.1 程序流程图53.2 梯形图（见附录）53.3 触摸屏画面64程序调试74.1 调试设备情况74.2 遇到的问题与解决方法75 心得体会8附录1 参考文献9附录2 程序清单101 设计思路或方案选择1.1 硬件组成1. 西门子S7-200 PLCCPU型号224xp 2. MCGS 触摸屏3. 机械手臂硬件一套4. 装有STEP 7-Micro/WIN软件和MCGS嵌入版开发软件的电脑一台5. 直流24V供电电源模块6. 通信连接线、输入输出连接线若干1.2 系统功能介绍1.2.1 复位功能该系统有上电复位功能和手动复位功能，上电复位用于系统初始化时的复位，保证系统是从定义的初始位置开始运行，即：右转到位、上行到位、退回到位及手指张开到位同时满足。手动复位适用于系统出现故障，停止运行，在维修人员排除故障后重新开始运行系统时的复位，其复位后的状态和上电复位后的状态一致。1.2.2 连续单步运行该系统设有连续单步功能切换按钮，当连续指示灯亮起时系统为连续运行模式，系统执行完一个循环步骤后继续执行下一循环，连续指示灯熄灭时系统为单步模式，即：系统执行完当前循环后停止，若要继续执行下一循环需再次按下启动按钮。1.2.3 调试功能 系统还有调试按钮，即：按下调试按钮后，工作人员可以手动控制机械手臂的运动，此操作需要的输入点较多，而plc上的输入点大多已被占用，所以调试用MCGS触摸屏实现。1.2.4 报警功能 当电机启动30s而行程开关还没有动作时，系统将停止运行点亮故障报警灯并复位所有电机输出点，若要系统继续运行需按下复位按钮复位后，系统才能继续运行1.3 系统结构框图2硬件电路设计2.1本设计的电气原理图2.1.1 输出接口电路电气原理图 输出接口电路电气原理图(左图为驱动电路板，右图为输出接口电路板)输出接口由两块电路板构成：驱动电路板和输出接口电路板。它们的功能是将PLC输出的控制信号用于驱动继电器动作，从而控制电动机正向或反向运行。输出接口电路板上也设有光电隔离电路，可将内外电源隔离。左图为驱动电路板电气原理图，继电器A吸合、B释放，对应的电机正转；继电器A释放、B吸合，对应的电机反转；继电器A、B同时释放，电机停止运行；不允许二者都吸合。右图为输出接口电路板电气原理图，当PLC输出的某路控制信号有效时，对应的输出信号有效，从而可以使得对应的继电器吸合。2.1.2 plc接线电气原理图2.2 I/O分配表I0.0左转到位I0.1右转到位I0.2缩回到位I0.3伸出到位I0.4上升到位I0.5下降到位I0.6松开到位I0.7抓紧到位I1.0启动按钮I1.1复位按钮I1.2连续单步切换按钮I1.3停止Q0.0左转Q0.1右转Q0.2缩回Q0.3伸出Q0.4上升Q0.5下降Q0.6松开Q0.7抓紧Q1.0故障指示灯Q1.1连续指示灯M0.1触摸屏复位M0.2触摸屏启动M0.5触摸屏停止M2.0触摸屏调试左行M2.1触摸屏调试右行M2.2触摸屏调试上行M2.3触摸屏调试下行M2.4触摸屏调试缩回M2.5触摸屏调试伸出M2.6触摸屏调试夹紧M2.7触摸屏调试放松3软件设计3.1 程序流程图注：本系统中没有子程序所以不再说明3.2 梯形图（见附录）3.3 触摸屏画面4程序调试4.1 调试设备情况上机调试程序，程序基本上能按照预想的步骤运行，单步连续切换按钮使用起来功能实现的不好。有时按下切换按钮，单步/连续状态不会切换，要按多次才能切换。4.2 遇到的问题与解决方法由于实际编程次数不多，没有经验，刚下手编程时遇到了很多问题，开始时程序的基本框架模糊不清所以，所以编程时没有头绪，多次失败后渐渐明白了过来，慢慢的框架出来后，继续向上增加附加的功能。在编程时我发现有许多的指令使用时还很不熟练，如果能够熟练运用的话，相信能够把程序编的更好。5 心得体会通过本次课程设计我对plc设计过程有进一步了解，对plc产品的有关的控制知识有了深刻的认识。也使自己的动手能力和方案设计的思路有了更进一步的提高，也更加熟悉了本专业的设计软件。同时在课程设计的时候我也发现了自己基础知识掌握不牢，指令的运用不太熟悉的问题，而通过这次的课程设计，使我的专业知识集中的体现，看见自己的程序控制一个机器按照自己的想法运行，一种成就感油然而生，是我对这门课，这个专业更加的感兴趣了。附录1 参考文献1 王永华.现代电气控制及PLC应用技术(第三版) M.北京:北京航空航天大学出版社,2008.193-1962 MCGS快速入门附录2 程序清单