安徽科技学院数理与信息工程学院
《PLC 课程设计》
课程设计
题 目: 生产自动装箱的PLC 控制设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 122班 指导教师 ： 国海 姓名
（组长）
分工
制作设计任务书、控制系统程序设计
过程分析 系统硬件设计
系统程序
调试
资料搜集、检查
2015年7月
目录
摘要 (1)
1 生产线自动化的概括 (1)
2 PLC的发展历程 (2)
3 概述 (2)
4 设计任务和要求 (2)
5 过程分析 (3)
6 控制系统硬件设计 (3)
7 控制系统程序设计 (5)
8 系统程序调试及结果 (8)
9 设计总结 (9)
参考文献 (10)
生产自动装箱的PLC控制设计
摘要
在现代化的工业生产中常常需要对产品进行计数和包装，如果这些繁杂的工作由人工完成的话不但效率低，而且劳动强度大，不适合现代化的生产需要。本文主要对基于生产线自动装箱的PLC控制系统进行了详细的分析。该系统有两个传送带，即包装箱传送带和产品传送带。包装箱传送带用来传送产品包装箱，其功能是把已经装满的包装箱运走，并用一只空箱来代替。为使空箱恰好对准产品传送带的末端，使产品刚好落入包装箱中，在包装箱传送带的中间装一光电传感器，用以检测包装箱是否到位。产品传送带将产品从生产车间传送到包装箱，当某一产品被送到传送带的末端，会自动落入包装箱内，并由另一传感器转换成计数脉冲。本控制系统具有精度高、成本低、抗干扰能力强、故障率低、操作维护简单等特点，具有良好的应用价值。
1 生产线自动化的概括
了解自动化技术的提高能大幅度的提高经济效益，这在包装业中表现的特别明显。近年来，包装生产线的自动化、电子监测和控制系统持续发展，使的包装企业以高速度、较少的停机时间和包装故障，以及产品损耗减少、工伤和老毛病低等优点而获得出色的成就。2002年11月3至7日在芝加哥举行的国际PACK EXPO上，可以名明白多家自动化公司展示的最新的包装设备和新技术。这些经济实的自动化技术将会成为来的发展力量可见自动装箱技术的应用前景十分广阔。在中国，自动化技术还未成熟，还需要长时间的发展，所以将会有很大的空间来
发展此技术。这也是未来的发展方向和趋势。中国的经济高速度发展也需要这项技术来促进和加速，相信在自动化技术成熟以后，中国的经济也将有飞跃性的进步。
当前中国的经济发展格局也是非常的需要高技术来支持。这样中才会有稳定的发展状态。向西部发展的经济战略思想必然需要有高技术随之转移，生产也将需要自动化技术的支持，这样发展高技术自动化也就是必然的趋势。
通过此题目的设计可以把大学所学的专业知识融会贯通于实际并能锻炼立思考的能力，经过对我们的锻炼必然成为未来自动化技术的骨干，也将为中国的发展贡献一份力量，也使得我们能适应未来中国以及世界自动化技术的发展趋势。现阶段我国自动化市场旺盛的发展势头拉动对自动化人才的巨大需求。
2 PLC的发展历程
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美同数字公司研制出了基于集成电路和电子技术控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller(PC)。上个世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30-40％，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
3 概述
对生产线上某种产品自动按指定数量(如12个)装箱，产品装箱前及装箱后都由传送带传送。
生产线自动装箱控制装置示意图如图所示。生产产品由传送带A传送，装入由B传送的空箱中。每12个产品装入一箱，当传送带A传送了12个产品装入一箱后，传送带
B 将该箱产品移走，并传送下一个空箱到指定位置等待传送带A传送来的产品。
4 设计任务和要求
用PLC控制整个控制装置要达到以下要求：
（ 1）按下控制装置启动按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。
（2）传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落人箱内，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达12个时，传送带A制动停车，传送带B启动运行。如下图4-1所示：
图4-1 生产线自动装箱控制装置示意图
（3）上述过程周而复始地进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。其工作流程图如图所示。
（4）应有必要的信号指示，如电源有电、传送带A工作和传送带B工作等。
（5）传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。如下图4-2所示：
图 4-2 生产线自动装箱工作流程图
5 过程分析
电源一旦接通，便发出一个脉冲使S0.0置1，只有当按下启动按钮I0.0时，S0.0这一状态被置成0，此时传送带B开始启动运行，一直到被开关SQ2检测到才将传送带B 停止，等传送带B停止后，传送带A才开始启动，同时传送出物品，产品经过开关SQ1检测，每传送出一个部件，计数器便加1，直到传送出12个产品，计数器便开始动作，计数器常开触点闭合，这时如果没有按下停止按钮，则开始循环工作，传送带A停止，传送带B开始又一轮的启动同时计数器清零使下面的循环能够准确的进行下去。当一旦按下停止按钮I0.1，此时等计数器完成计数任务，传送带A和传送带B同时停止。
此程序还可以对传送带A和B分别进行点动，下面对这一种情况进行详细说明。
当按下停止按钮后，按下按钮I0.2传送带A运行，松开按钮后运行停止，完成对传送带A的点动检测，对于传送带B的点动测试与传送带A的相似，便不再展开说明。
当点动完成后，只有再次按下停止按钮，程序才可以再次重新开始，如果在点动进行后没有按下停止按钮，则当想要程序开始运行时按下启动按钮也不会启动，这样程序很容易实现对设备的运行前检测和故障维修。
6 控制系统硬件设计
根据自动装箱系统的控制要求,系统应有手动控制和自动控制功能。系统的具体设计过程如下：
（1） I/O点数的估算
a、系统输入信号：
自动控制按钮，需要1个输入端；
停止按钮，需要1个输入端；
手动控制时，传送带A 和传送带B 独立点动控制按钮需要2个输入端； 产品数量检测信号SQ1和空箱位置检测信号SQ2，需要2个输入端； 以上共需6个输入信号点。 B 、系统输出信号：
传送带A 和传送带B ，需用2个控制输出端； 系统上电指示、装箱指示需要2个输出端。 以上共需4个输出信号点。
输入
输出 I0.0 自动控制按钮 Q0.0 B 带动指示灯
I0.1 停止安钮 Q0.1 传送带B 输出
I0.2 SQ2输入 Q0.2 传送带A 输出 I0.3 SQ1输入 Q0.3 装箱指示灯 I0.4 B 履带点动 I0.5
A 履带点动
（2）实际接线图如图6-1所示：
图6-1 控制系统连线图
I0.0 I0.1 I0.4 I0.5 I0.2 I0.3
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3
7 控制系统程序设计7.1程序梯形图如下：
7.2程序指令如下：
1LD SM0.1
2S S0.0,1
3R M0.0,8
4R S0.1,7
5LSCR S0.0
6LD I0.0
7SCRT S0.1
8SCRE
9LSCR S0.1
10LD SM0.0
11= M0.0
12LD I0.4
13EU
14SCRT S0.2
15SCRE
16LSCR S0.2
17LD SM0.0
18= M0.1
19LD C20
20LPS
21AN I0.1
22SCRT S0.1
23LPP
24 A I0.1
25SCRT S0.0
26SCRE
27 A I0.5
28CU C20
29 A S0.1
30L 12
31R C20
8 系统程序调试及结果
在计算机上进行编程，打开自动装箱控制程序。断电情况下连接好PLC电缆，按照I/O分配表，用实验连线导线将PLC主机模块输入、输出接口与实验板接口一一对应连接，并将PLC主机模块的电源端与实验模块的电源端相连接。下载程序文件到PLC,监控
后运行，使PLC进入运行方式。
1、按下自动控制按钮I0.0后，系统指示灯Q0.0亮；同时传送带B启动运行（Q0.2指示灯亮）。
2、当SQ2空箱到位检测信号到（I0.4按钮输入），传送带B停止运行（Q0.2指示灯灭）。同时传送带A启动运行（Q0.1指示灯亮）。
3、当SQ1送入12个计数脉冲时（I0.5按钮12次输入）及累计产品数量达12个时，传送带A停止（Q0.1指示灯灭），同时传送带B启动运行（Q0.2指示灯亮）。
4、当SQ2到位信号到（I0.4按钮输入），系统循环工作。
5、可以实现传送带A、B点动。
9 设计总结
课程设计论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整自动装箱生产线系统的设计，我们小组摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我们的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我们查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。
通过这次毕业设计让我提前了解了很多知识，这是很珍贵的。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。
顺利如期的完成本次课程设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，无论是电气控制还是计算采用了一些新的技术和设备，他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这些不足在一定程度上限制了我们的创造力。比如在系统设计上就有很大的不足，在这个电气工程专业高度受重视的社会，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。
总之，设计是灵活性很大的创造过程，同时也认识了我们的不足之处，为今后的设计，工作打下了坚实的基础。
参考文献
[1] 张金铎.金欢阳名编著传感器及其应用【M】.西安：西安电子科技大学出版社，2002.
[2] 何希才编著. 传感器及其应用实例【M】.北京：机械工业出版社.2003.
[3] 单成祥编著. 传感器的理论与设计基础及其应用【M】.北京：国防工业出版社 .2002.
[4] 金庆发编著. 传感器技术与应用【M】.北京：机械工业出版社.1994.
[5] 张迎新编著. 单片微行计算机原理、应用及接口技术【M】.北京：国防工业出版社.2000.