攀枝花学院本科毕业论文（设计）答 辩
自动装箱生产线系统
指导教师：
内 容
一、课题设计主要内容
二、课题设计意义分析
三、生梯形图
六、程序调试与仿真
一、课程设计的主要内容
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本文主要对基于生产线自动装箱的PLC控制系统进行了 详细的研究。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。
二、课题设计意义分析 现代社会中，无论在任何行业，从工厂的生产，到能源的输送，到与人民生 活息息相关的市政工程，甚至人们的工作和休息的楼宇，到处都可以看到自动化 系统的身影。自动化系统不仅早就成为了工业和社会生活的一个组成部分，而且 是经济发展水平的重要标志。 近年来，生产线上的自动化控制应用已越来越多，越来越广泛。随着工业生 产自动化水平的不断加快，对控制系统提出了愈来愈严格的要求。随着大规模集 成电路广泛应用，控制系统本身也得到长足发展，已由原来的分立元件、继电器 控制，发展成为大规模集成电路的微机控制。控制方式也由原来的分散控制发展 为集中控制。正是在这种发展的需求下，可编程控制器应运而生。由于可编程控 制器（PLC）具有体积小、抗干扰能力强、组态灵活等优点，因而在工业控制系 统中得到非常广泛的应用。 在自动生产线检测控制系统中，可编程控制器主要用作下位机，检测各状态 点的状态，直接控制系统的启、停和其他控制单元的投切，并将各点的状态送给 上位机——计算机，计算机综合可编程控制器和其他设备的数据，作出相应的处 理和显示。
④在弹出的对话框中选择CPU型号，要与项目中的型号相同
⑤点“程序”-“载入程序”(或工具条中的第二个按钮)
⑥会有个对话框，这里要选择的Step 7 MicroWin 的版 本有 3.1 和 3.2 两个选择，按使用的 Micro/Win 版选择 即可
⑦将先前导出的 AWL 文件打开，会提示无法打开文件( 不要管它，直接确定)这里出现错误的原因是无法打开数 据块(.odb)和CPU配置文件(.cfg)(2.1以前版的格式)载入 程序时不要载入全部，只载入逻辑块则不会出现错误， 数据块可以在MicroWIN复制后进入仿真器中用“粘贴数 据块”功能加入
6· 光电开关选择 光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利 用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而 检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均 可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出 ，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探 测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它 来记数机械臂的运动次数。 根据设计要求选择：当物品通过时发出脉冲信号，选择反 应式光电开关。型号及规格为：E18-D10P/C
⑧点“PLC”-“运行”(或工具栏上的绿色三角按钮)好了，程序 已经开始模拟运行了.
答辩人：魏东
六、程序调试与仿真
1· 仿真软件简介
本设计使用的是S7-200 PLC 仿真软件中文版，原版为西班 牙语。该仿真软件可以仿真大量的S7-200指令（支持常用的 位触点指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、逻辑运 算指令和大部分的数学运算指令等，但部分指令如顺序控制 指令、循环指令、高速计数器指令和通讯指令等尚无法支持 。仿真程序提供了数字信号输入开关、两个模拟电位器和 LED输出显示，仿真程序同时还支持对TD-200文本显示器的 仿真，在实验条件尚不具备的情况下，完全可以作为学习 S7-200的一个辅助工具。
2．接触器的型号选用 (1)．接触器使用类别的选择：可根据所控制负载的工作任务 选择相应使用类别的接触器； (2)．接触器主触点电流等级的选择：根据电动机(或其他负载) 的功率和操作情况来确定接触器主触点的电流等级 ； (3).接触器线圈电压等级的选择：接触器线圈电压等级的选择 不同的概念，线圈电压应和控制电路的电压类型和等级相同 ；
2.输入输出端确定
输 入 信 号 输 出 信 号
名称
代号
对应输入 点
名称
代号
对应输 入点 Q0.0
启动按钮
SB1
I0.0
传输线1驱动电机
KM1
停止按钮
光电开关
SB2
SQ1
I0.1
I0.2
传输线2驱动电机
传输线1运行指示灯
KM2
PG1
Q0.1
Q0.2 位置开关 SQ2 I0.3 传输线2运行指示灯 PG2 Q0.3
3.PLC接线图
4.主电路
四.电器元件的选型
1．熔断器粪型的选择 (1).选择熔断器类型时，主要依据负载的保护特性和短路电流的大 小。 (2).容量较小的照明线路和电动机宜采用熔体为铅锌合金熔断器， 而大容量的照明线路和电动机，除过载保护外，还应考虑短路时分 断短路电流的能力。若短路电流较小时，可采用熔体为锡质的或熔 体为锌质的熔断器。 (3).当短路电流较大时，宜采用具有高分断能力的熔断器。当短路 电流相当大时，宜采用有限流作用的熔断器。 根据设计要求本设计选用熔断器型号为：RL1。
本设计选用型号为：JR10
4· 控制按钮选择
控制按钮简称按钮，是一种结构简单且使用广泛的手动电 器，在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继 电器等。 控制按钮在结构上有按钮式、自锁式、紧急式、钥匙式、 旋钮式和保护式等；有些按钮还带有指示灯，科根据适用场 合和具体用途来选用。旋钮式和钥匙式的按钮也称做选择开 关，有双位选择开关，也有多位选择开关。选择开关和一般 按钮的最大区别就是不能自动复位。其中钥匙式的开关具有 安全保护功能，没有钥匙的人不能操作该开关，只有把钥匙 插入后，旋钮才可被旋转 。 本设计选用控制按钮型号为：LA19
本次设计选用接触器型号为：CJ10
3· 热继电器选择
热继电器常用来对电动机进行过载保护。 电动机在运行过程中，由于种种原因，如长期过载、频繁 启动、欠压运行、断相运行等均会使流过电动机的电流超过 额定值。若过电流的数值不足以使电路中的熔断器熔断，电 动机绕组就会因过电流而导致发热，影响电动机的寿命，甚 至烧毁电动机。这时就需要热继电器进行过载保护。通常热 继电器的动作电流应等于电动机的额定电流。
三、生产线自动装箱工作流程图
N 按下 启动 按钮 传送 带B 启动 SQ2发出 到位信号 传送 带B 停止 传送 带A 启动 累计12 Y 个产品 时 传送带A 停止传送 带B 启动
按下停止按钮，传送带A、B都制动停车
1、硬件功能分析 （1）按SB1 起动系统，传输线2 起动运行，当箱子 进入指定位置时SQ2 动作，传输线2 停止； （2）SQ2 动作后延时1 秒起动传输线1，物品逐一落 入箱内，由SQ1 检测物品（在物品通过时发出脉冲信 号），当落入箱内的物品达到12个，传输线1停止， 同时起动传输线2； （3）上述过程周而复始的运行直到按下停止按钮， 传输线l 和2 均停止； （4）有电源指示灯和两条传输线的运行指示灯
五、梯形图
按下SB1，I0.0接通，M0.1接通使得Q0.1接通，传输线2运行，线2运行指 示灯亮。 当箱子进入定位位置，SQ2动作，I0.3接通，M0.1断电，Q0.1断电，传 输线2停止；同时M0.2通电自锁。 通过T37延时1S后，M0.3通电自锁，使Q0.0通电，传输线1启动。 传输线1启动后，物品逐一落入箱内，由光电传感器I0.2检测物品，在物 品通过时发出脉冲信号，并由计数器计数，计数达12个，计数器的状态位接 通，启动传输线2，同时传输线1停止。 按下停止按钮I0.1传输线1、线2同时停止
7· 驱动设备选择
常用的驱动设备有三相异步电动机，伺服电动机和步进电机。 (1)无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低； (2)定子绕组散热比较方便； (3)惯量小，易于提高系统的快速性； (4)适应于高速且大力矩工作状态； (5)和直流伺服电动机相比，同功率下有较小的体积和质量。 考虑本设计的要求，设计中选用最常用的驱动设备：三相笼型 异步电动机。
5· 行程开关选择 ：
作用：在电气控制系统中，位置开关的作用是实现顺序 控制、定位控制和位置状态的检测 （1）根据应用场合及控制对象选择种类 （2）根据机械与限位开关的传力与位移关系选择合适的 操作头形式。 （3）根据控制回路的额定电压和额定电流选择系列。 （4）根据安装环境选择防护形式。 根据选用原则和设计要求选择限位开关型号为：LX19
仿真软件界面介绍：
CPU状态显示 输出位 输入位 状态显示 状态显示 CPU类型 选择 模块扩展区
信号输入开关 TD200仿真界面
模拟电位器
2· 程序调试与仿真过程
①在 Step 7 Micro/Win 中新建一个项目
②输入程序，编译正确后在“文件”菜单中选择“导出...”保存为 AWL 文件 ③打开仿真软件，点“配置”-“CPU 型号”(或在已有的CPU图案上双击)