基于s7-200的瓷质砖自动打包控制系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

基于s7-200的瓷质砖自动打包控制系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

[1]。 本设计是基于 S7200 瓷质砖自动打包控制系统，瓷质砖从窑炉输出，经皮带传输，通过电机转速以及挡板的控制，使其排放整齐，再使其叠放成一堆砖最后输出的过程。 此过程中主要的器件有电机及各种传感器。 PLC 的基本组成及结构 PLC 主要由 CPU 模块、 I/O 模块、内存模块、电源模块、底版或机架组成。 CPU 模块 （中央处理器） 和一般的微机一样， CPU 模块主要由 微 处理器（ CPU 芯片）和存储器组成。 CPU 模块相当于人的大脑和心脏，它不断的采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。 存储器用来存储程序和数 据。 CPU 在很大程度上决定了 PLC 的整体性能，如整个系统的控制规模、工作速度和内存容量。 CPU 控制着 PLC 工作，通过读取、解释指令，指导 PLC 有条不紊的工作。 存储器 存储器（内存）主要用语存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成部分。 PLC四川理工学院本科毕业（设计）论文 13 中的存储器一般包括系统程序存储器和用户程序存储器两部分。 系统程序一般由厂家编写的，用户不能修改；而用户程序是随 PLC 的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。 输入输出模块 输入模块和输出模块通常称为 I/O 模块或 I/O 单元。 PLC 提供了各种工 作电平、连接形式和驱动能力的 I/O 模块，有各种功能的 I/O 模块供拥护选用。 按 I/O 点数确定模块的规格和数量， I/O 模块可多可少，但其最大数受 PLC 所能管理的配置能力，即底版的限制。 PLC 还提供了各种 特殊的 I/O 模块，如热电阻、热电偶、高速计算器、位置控制、以太网、现场总线、温度控制、中断控制、声音输出、打印机等专用型或智能型模块，用以满足各种特殊功能的控制要求。 智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的 CPU、系统程序、存储器及与 PLC 系统总线相连接的接口。 编程装置 编程器作用是将用户编写的程序下 载至 PLC 的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示 PLC 状态、内部器件及系统的参数等。 常见的编程器有简易手持编程器、智能图形编程器和基于PC 的专用编程软件。 目前 PLC 制造厂家大都开发了计算机辅助 PLC 编程支持软件，当个人计算机安装了 PLC 编程支持软件后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和 PLC 之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控 PLC 运行状态等。 电源 PLC 的电源将外部供给的交流电转换成供 CPU、存储器等所需的直流电，是整个 PLC 的能源供给中心。 PLC 大都采用高质量的工作稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源，许多 PLC 电源还可向外部提供直流 24V 稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化外围配置 [4]。 硬件 设计 西门子 S7200PLC 共有 5 种 CPU 模块，最多可以扩展 7 个扩展模块，扩展到**： 基于 S7200 的 瓷质砖自动打包控制系统设计 14 248 点数字量 I/O 或 38 路模拟量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序存储空间和数据存储空间。 S7200CPU 技术规范如 表 31 所示。 本次设计的控制系统输入量为 22 路，输出量为 16 路，通过表 31 的对比 ，CPU226 刚好能够满足本设计的要求，但是设计中都要对 I/O 点数要有一定的预留，方便以及技术改进使用，而且 PLC 的价格与 CPU 的 I/O 点数有关，点数越多价格越高，从综合角度考虑，本次设计选择 CPU224， 14 路输入 10 路输出，这种型号的 CPU 模块在工程中也是最常用的。 表 31 S7200CPU 技术规范 表 技术规范 CPU221 CPU222 CPU224 CPU224XP CPU226 存储器特性 存储器用户程序 运行模式下编辑 非运行模式下编辑 4096 字节 4096 字节 4096 字节 4096 字节 8192 字节 12288 字节 12288 字节 16384 字节 16384 字节 24576 字节 用户数据 2048 字节 2048 字节 8192 字节 10240 字节 10240 字节 掉电保持 （超级电容） 50 小时 /典型值（ 40176。 C时最少 8 小时） 50 小时 /典型值（ 40176。 C 时最少 8 小时） 100 小时 /典型值（ 40176。 C 时最少 70 小时） 100 小时 /典型值（ 40176。 C 时最少 70 小时） 100 小时 /典型值（ 40176。 C 时最少 70小时） (可选电池 ) 200 天 /典型值 200 天 /典型值 200 天 /典 型值 200 天 /典型值 典型值 200 天 本机 I/O 特性 本机数字量 I/O 6 输入 /4 输出 8输入 /6输出 14输入 /10输出 14输入 /10输出 24 输入 /16 输出 本机模拟量 I/O 无 无 无 2输入 /1输出 无 数字 I/O 映象区 256(128 输入 /128 输出 ) 模拟 I/O 映象区 无 32(16 输入/16 输出 ) 64(32 输入 /32 输出 ) 允许最大的扩展I/O 模块 无 2 个模块 7 个模块 7 个模块 7 个模块 允许最大的智能模块 无 2 个模块 7 个模块 7 个模块 7 个模块 选用 CUP224 模块还不能满足本次设计要求，还需要扩展 I/O 点数。 PLC 的I/O 扩展 分为数字量扩展模块和模拟量扩展模块，本设计中输入和输出信号都是数四川理工学院本科毕业（设计）论文 15 字信号，故采用数字量扩展模块。 数字量扩展 模块主要分为：数字量输入模块（ EM221）、数字量输出模块（ EM222）及数字量输入 /输出模块（ EM223）， 它们的各种参数 如 表 32 所示。 通过表 32 对各模块的参数 比较， 选择两个 EM223CN 8 路输入 /8 路输出数字量扩展模块， DC24V 直流电压。 PLC 内部也是采用 DC24 直流电压，可与 EM223CN数字量扩展模块并联 使用， 刚好能够满足设计要求，并且也预留有足量的 I/O 点方便以后技术改进及扩展使用。 表 32 数字量 I/O 扩展模块 表 型号 各组输入点数 各组输出点数 EM221 CN,8 输入 DC 24V 4,4 EM221， 8 输入 AC 230V 8 点相互独立 EM221 CN,16 输入 DC 24V 4,4,4,4 EM222， 4 输出 DC24V， 5A 4 点相互独立 EM222， 4 继电器输出， 10A 4 点相互独立 EM222 CN,8 输出 DC 24V 4,4 EM222 CN,8 继电器输出 4,4 EM222， 8 输出 AC 230V 8 点相互独立 EM223 CN,4 输入 /4 输出 DC 24V 4 4 EM223 CN,4 输入 DC24V/4 继电器输出 4 4 EM223 CN,8 输入 DC24V/8 继电器输出 4,4 4,4 EM223 CN,8 输入 /8 输出 DC 24V 4,4 4,4 EM223 CN,16 输入 /16 输出 DC 24V 8,8 4,4,8 EM223 CN,16 输入 DC24V/16 继电器输出 8,8 4,4,4,4 EM223， 32 输入 /32 输出 DC 24V 16,16 16,16 EM223， 32 输入 DC24V/32 继电器输出 16,16 11,11,10 **： 基于 S7200 的 瓷质砖自动打包控制系统设计 16 PLC 外部接线图 图 31 PLC 外部接线图 四川理工学院本科毕业（设计）论文 17 PLC 内部工作电压为 24V 直流电压，数字量扩展模块 EM223 工作电压也是24V 直流电压，与 PLC 采用并联的方式连接，各 I/O 点的连接如 图 31 所示。 PLC 外部接线图的各符号说明如 表 33 所示。 表 33 PLC 外部接线图的符号说明 表 符号 说明 X1 开关柜 接线端子 X1 X2 开关柜 接线端子 X2 IRF 排砖过程 中间 继电器控制 IRFI 打包系统中间 继电器控制 VT291 开关柜 PLC 的 I/O 点 配置 PLC 的 I/0 点的分布以及各功能的详细说明如表 34 所示。 输入用 I 表示，输出用 Q 表示。 除了设计中使用的 I/O 点外，还预留了部分 I/O 点作为以后扩展功能或者是技术改进使用。 表 34 PLC 的 I/O 点配置 表 模块 名称 地址 符号 功能 备注 CPU224 输入端 PBF 停止开关 窑炉输入 PAF 自动运行开关 LTF 热磁式继电器常闭触电 FA 光电开关 1 FP 关电开关 2 CG 接近开关 1 CB 接近开关 2 SI 反转开关 PBI 停止开关 打包输入 PAI 自动运行开关 LTI 热磁式继电器常闭触电 FPD 光电开关 3 FS 关电开关 4 CPA 接近开关 3 EM223 模块 1 输入端 CPM 接近开关 4 CPB 接近开关 5 RP 微动开关 1 SP 微动开关 2 输入备用 **： 基于 S7200 的 瓷质砖自动打包控制系统设计 18 续表 34 PLC 的 I/O 点配置表 模块 名称 地址 符号 功能 备注 EM223 模块 2 输入端 PSP 底座上升 按钮 PDP 底座慢速下降 按钮 PTP 驱动电机 MTP 按钮 PT 警告 输入备用 CPU224 输出端 RLV 电机快速、慢速运行 窑炉输出 RFG 控制瓷质砖输出的门、挡板 RSC 驱动电机 MSC 使砖传输至 C 处 R。