四节传送带-USB迷|专注于互联网分享

2024年5月22日发(作者：双安白)

四

节

传

送

带

一、设计目的及意义.................................................................................................... 3

二、题目分析................................................................................................................ 4

2.1设计目的........................................................................................................... 4

2.2设计过程........................................................................................................... 4

2.3设计要求........................................................................................................... 4

三、任务要求................................................................................................................ 5

四、总体设计................................................................................................................ 6

1、PLC控制流程图 .............................................................................................. 6

2、PLC外部接线图 .............................................................................................. 6

3、PLC芯片型号选择 .......................................................................................... 7

4、PLC 四级传送带I/O分配表 ........................................................................ 7

5、具体流程........................................................................................................... 8

（1）连接I/O ............................................................................................................... 8

（2）设计PLC程序 .................................................................................................... 8

（3）运行程序，查看成果...................................................................................... 11

（4）设计MCGS组态模拟画面 ............................................................................ 12

（5）调试并运行........................................................................................................ 17

6、结果分析......................................................................................................... 18

7、出现的问题..................................................................................................... 19

五、分工安排.............................................................................................................. 19

六、课程设计总结...................................................................................................... 19

七、参考文献.............................................................................................................. 20

附录.............................................................................................................................. 20

一、设计目的及意义

可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控

制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程

方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。PLC的功能

扩展也极为方便,硬件配置相当灵活,根据控制要求的改变,可以随时变动特殊

功能单元的种类和个数,再相应修改用户程序就可以达到变换和增加控制功能

的目的。。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。

专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之

一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。

随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，

工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器—接触器控制难以

满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽

车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招

标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器—接触器控制。其对新

装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即:

（1) 编程方便，现场可修改程序；

（2）维修方便，采用模块化结构；

（3）可靠性高于继电器控制装置；

（4）体积小于继电器控制装置；

（5）数据可直接送入管理计算机；

（6）成本可与继电器控制装置竞争；

（7）输入可以是交流115V；

（8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；

（9）在扩展时，原系统只要很小变更；

(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K。

这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普

通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便

于扩充功能”的原则来设计。

在大三上学期学了S7-200PLC编程及应用这门课程，了解了PLC控制的实际

运用，对于PLC控制有了比较深入的了解。通过课程设计，重新温习了一下平时

上课被忽略的知识，更清楚的认识和了解PLC，对PLC的工作原理、设计方法都

有了深刻的认识，对于PLC产品在生活中的运用也有了更多的了解。实际动手设

计PLC控制系统能够在以前基础上加深学生PLC的设计方法、步骤及设计原则；

巩固书本知识，并将其初步运用到实际中去；从而培养和提高学生的独立工作能

力；培养学生查阅书籍、参考资料、上网查询信息的能力等，从而让学生在今后

解决实际工程技术问题时能够有基础。

用MCGS组态模拟软件模拟组态，通过与其他相关的硬件设备结合，可以快

速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。使我们能对工厂

中对设备监控及调试有了进一步的了解。

二、题目分析

2.1设计目的：

1、掌握PLC功能指令的用法

2、掌握PLC控制系统的设计流程

2.2设计过程：

1、设计一个实现四级传送带逆序启动、顺序停止的控制程序

2、画出实现程序流程图。

3、列出输入、输出端口。

4、写出梯形图程序。

5、调试程序，直至符合设计要求。

6、MCGS组态设计。

7、组态调试、运行。

2.3设计要求：

有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如

下：启动时先起动最末一条皮带机，经过8秒延时，再依次起动其它皮带机。停

止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。当某

条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的

皮带机待运完后才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，经过8秒延时后，M3

停，再过8秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，

该皮带机运行8秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。例如，M3

上有重物，M1、M2立即停，经过8秒延时后，M3停，再过8秒，M4停。传送带

A、B、C、D分别为第一、二、三、四级传送带，分别由四台电机M1、M2、M3、

M4带动。

三、任务要求

按要求设计四节传送带程序和组态，设计并运行MCGS组态模拟界面，运行

控制程序，调试程序，直到达到预定的模拟功能的要求。具体要求如下：

1、设计一个实现四级传送带逆序启动、顺序停止的控制程序

2、画出实现程序流程图。

3、列出输入、输出端口。

4、写出梯形图程序。

5、调试程序，直至符合设计要求。

6、设计MCGS控制界面。

7、设计PLC控制程序。

8、设计联机调试。

四、总体设计

1、PLC控制流程图

开始

M1是否

M2是否

故障？

M1立

即停

M1、M2立即

止，M2、

停止，M3、

M3、

M4每隔八秒

依次停止。

2、PLC外部接线图

M4、M3、M2、

M1每隔八秒

依次启动。

M3是否

故障？

M4是否

故障？

是否按下

停止？

M1、M2、

M3立即停

止，M4隔八

秒停止。

M1、M2、

M3、M4立即

停止。

M1、M2、

M3、M4立即

停止。

2-3 外部接线图

3、PLC芯片型号选择

PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模

块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能

要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考

虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可

靠性的要求,机型尽量统一等因素。

基本单元：

S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其

输入输出点数的分配如表2.1所示：S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元

表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元

型号

S7-200CPU221

S7-200CPU222

S7-200CPU224

S7-200CPU226

S7-200CPU226X

4、PLC 四级传送带I/O分配表

四级传送带I/O分配表

输入

启动按钮

SB1

停止按钮

SB2

传送带故障

输入点输出点

可带扩展模块数

—

2个扩展模块78路数字量I/O点

或10路模拟量I/O点

7个扩展模块168路数字量I/O

点或35路模拟量I/O点

2个扩展模块248路数字量I/O

点或35路模拟量I/O点

2个扩展模块248路数字量I/O

点或35路模拟量I/O点

输出

I0.0

I0.5

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

传送带

1 M1

传送带2

传送带3

传送带4

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

5、具体流程

（1）连接I/O

（2）设计PLC程序

程序如图：

（3）运行程序，查看成果

程序能达到预期效果

增加功能：报警装置

如图所示，当某个电机发生故障时，报警装置显示报警，当装置恢复

正常时，报警装置自动关闭。

（4）设计MCGS组态模拟画面

（5）调试并运行

6、结果分析

PLC程序结果：四条皮带运输机的传送系统，分别用四台异电动机M1、M2、

M3、M4带动，控制过程如下：

（1）启动时先按下启动按钮，起动最末一条皮带机，经过8秒延时，再依

次起动其他皮带机。

（2）停止时按下I0.5按钮，这时M1皮带先停止工作，然后M2、M3、M4

依次停止工作。

（3）B、C、D为故障模拟按钮，分别模拟M1、M2、M3、M4发生故障时的情

况。例如：当要模拟M1条皮带机发生故障时，只需按下按钮A即可，此时该皮

带机立即停止工作，而该皮带机以后的皮带机分别间隔8秒再依次停止工作：M2

在M1停止工作后8秒以后再停止（将本皮带上的货物运送待运完后才停止）。

M3在M2停止工作后8秒以后再停止。往后依次类推。当M2发生故障时，M1皮

带机立即停止工作，而M2以后的皮带机则依次间隔8秒以后再停止工作。M3、

M4发生故障时情况与此相同。

（4）MCGS组态模拟画面实现功能与其一致。

7、出现的问题

MCGS不能与PLC建立起连接，通过MCGS不能读到PLC的状态，通过更改

通信口和一些数据校验方式、数据采集方式、通讯方式，最终和PLC连接了起

来，而且还能进行实时通信。

模拟运行请看视频

五、分工安排

XXX：设计PLC程序、做PPT、答辩

XXX：设计 PLC程序、设计MCGS组态、撰写项目书

XXX：设计MCGS组态、撰写项目书

XXX：设计 PLC程序、设计MCGS组态、答辩

XXX：设计 PLC程序、撰写项目书

六、课程设计总结

这次课程设计在拿到题目之后，通过对题目的分析。然后，又在网上查阅了

相关资料，初步制定各个部分功能的实现方案，对各部分功能进行简单编程，完

成个部分功能的独立实现；之后，将各部分程序整合到一起，进行调试，在整合

和调试过程中我们未发现异常。

通过这次设计实践，我们小组成员学会了PLC的基本编程方法，对PLC的

工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工

程素质，在没有做实践设计以前，我们对知识的掌握都是思想上的，对一些细节

不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是

不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出

现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。同时，使

我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。

七、参考文献

[1] 钟肇新. 可编程控制器原理及应用.电子工程师：计算机应用.广州:华南理

工大学出版社，2000.

[2] 徐世许. 可编程控制器原理. 合肥：中国科学技术出版社，2001.

[3] 廖常初. PLC编程及应用[J]. 北京：机械工业出版社，2002.

[4] 李景学. 可编程控制器应用系统设计方法[J]. 北京：电子工业出版社，

1995.

[5] 王永华. 现代电气控制及PLC应用技术[M]. 北京：北京航空航天大学出版

社，2008.

[6] 胡学林. 可编程控制器教程（基础篇）. 北京：电子工业出版社，2004.

[7] 王兆安. 电力电子设备设计和应用手册[M] 北京：机械工业出版社 2002.

[8] 陈建明. 电气控制与PLC应用. 北京：电子工业出版社，2006

[9] 吴作明.工控组态软件与PLC应用技术[M].北京:航空航天大学出版社，

2007.0-382

[10] MCGS参考手册和MCGS参考指南.

附录

脚本程序：

脚本程序1：

if M1=1 and x1<246 and x>=231 and y>=0 then

x1=x1+8

endif

if M1=0 and x1<246 then

x1=x1

y1=y1

endif

if x1>=246 and y1<105 then

y1=y1+2

x1=x1+1

endif

if y1>=105 and x1<426 and x1>=246 and M2=1 then

y1=105

x1=x1+8

endif

if y1>=105 and x1<426 and x1>=246 and M2=0 then

x1=x1

y1=y1

endif

if x1>=426 and y1<220 and y1>=100 then

x1=x1+1

y1=y1+2

endif

if y1>=220 and x1<656 and x1>=426 and M3=1 then

y1=220

x1=x1+8

endif

if y1>=220 and x1<656 and x1>=426 and M3=0 then

x1=x1

y1=y1

endif

if x1>=656 and y1<330 and y1>=220 then

x1=x1+1

y1=y1+2

endif

if y1>=330 and x1<876 and x1>=656 and M4=1 then

y1=330

x1=x1+8

endif

if y1>=330 and x1<876 and x1>=656 and M4=0 then

x1=x1

y1=y1

endif

if x1>=876 and y1<441 and y1>=330 and x1<=931 then

y1=y1+2

x1=x1+1

endif

if x1>=931 then

x1=931+8+t

t=t+8

y1=440

endif

if t>=164 and x1>=950 then

x1=0

y1=0

t=0

endif

脚本程序2：

if M1=1 and x2<261 and x1>=246 and y1>=0 then

x2=x2+8

endif

if M1=0 and x2<261 then

x2=x2

y2=y2

endif

if x2>=261 and y2<105 then

y2=y2+2

x2=x2+1

endif

if y2>=105 and x2<441 and x2>=261 and M2=1 then

y2=105

x2=x2+8

endif

if y2>=105 and x2<441 and x2>=261 and M2=0 then

x2=x2

y2=y2

endif

if x2>=441 and y2<220 and y2>=100 then

x2=x2+1

y2=y2+2

endif

if y2>=220 and x2<671 and x1>=441 and M3=1 then

y2=220

x2=x2+8

endif

if y2>=220 and x2<671 and x2>=441 and M3=0 then

x2=x2

y2=y2

endif

if x2>=671 and y2<330 and y2>=220 then

x2=x2+1

y2=y2+2

endif

if y2>=330 and x2<891 and x2>=671 and M4=1 then

y2=330

x2=x2+8

endif

if y2>=330 and x2<891 and x2>=671 and M4=0 then

x2=x2

y2=y2

endif

if x2>=891 and y2<441 and y2>=330 and x2<=946 then

y2=y2+2

x2=x2+1

endif

if x2>=946 then

x2=946+8+t

t=t+8

y2=440

endif

if t>=164 and x2>=950 then

x2=0

y2=0

t=0

endif

脚本程序3：

if M1=1 and x3<276 and x2>=246 and y2>=0 then

x3=x3+8

endif

if M1=0 and x3<276 then

x3=x3

y3=y3

endif

if x3>=276 and y3<105 then

y3=y3+2

x3=x3+1

endif

if y3>=105 and x3<456 and x3>=276 and M2=1 then

y3=105

x3=x3+8

endif

if y3>=105 and x3<456 and x3>=276 and M2=0 then

x3=x3

y3=y3

endif

if x3>=456 and y3<220 and y3>=100 then

x3=x3+1

y3=y3+2

endif

if y3>=220 and x3<686 and x3>=456 and M3=1 then

y3=220

x3=x3+8

endif

if y3>=220 and x3<686 and x2>=456 and M3=0 then

x3=x3

y3=y3

endif

if x3>=686 and y3<330 and y3>=220 then

x3=x3+1

y3=y3+2

endif

if y3>=330 and x3<906 and x3>=686 and M4=1 then

y3=330

x3=x3+8

endif

if y3>=330 and x3<906 and x3>=686 and M4=0 then

x3=x3

y3=y3

endif

if x3>=906 and y3<441 and y3>=330 and x3<=961 then

y3=y3+2

x3=x3+1

endif

if x3>=961 then

x3=961+8+t

t=t+8

y3=440

endif

if t>=164 and x3>=980 then

x3=0

y3=0

t=0

endif

脚本程序4：

if M1=1 and x<231 then

x=x+8

endif

if M1=0 and x<231 then

x=x

y=y

endif

if x>=231 and y<105 then

y=y+2

x=x+1

endif

if y>=105 and x<411 and x>=231 and M2=1 then

y=105

x=x+8

endif

if y>=105 and x<411 and x>=231 and M2=0 then

x=x

y=y

endif

if x>=411 and y<220 and y>=100 then

x=x+1

y=y+2

endif

if y>=220 and x<641 and x>=411 and M3=1 then

y=220

x=x+8

endif

if y>=220 and x<641 and x>=411 and M3=0 then

x=x

y=y

endif

if x>=641 and y<330 and y>=220 then

x=x+1

y=y+2

endif

if y>=330 and x<861 and x>=641 and M4=1 then

y=330

x=x+8

endif

if y>=330 and x<861 and x>=641 and M4=0 then

x=x

y=y

endif

if x>=861 and y<441 and y>=330 and x<=916 then

y=y+2

x=x+1

endif

if x>=916 then

x=916+8+t

t=t+8

y=440

endif

if t>=164 and x>=1000 then

x=0

y=0

t=0

endif

MCGS组态模拟界面：