毕业论文设计（论文）
题目：plc大小球分拣系统
系：航空系 专业：电气自动化设备安装与维修 姓名：朱天润 班级：52312021
学号：02 完成日期：2014.5.19
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基于PLC技术大小球分捡系统设计
【摘要】
机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。
关键词： 机械手 plc 大小球
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目 录
1PLC简介 ................................................................................................................................................. 5 1.1基本结构 ....................................................................................................................................... 5
1.1.1 电源 ...................................................................................................................................... 5 1.1.2 中央处理单元(CPU) ............................................................................................................ 5 1.1.3 存储器 .................................................................................................................................. 6 1.1.4 输入输出接口电路 .............................................................................................................. 6 1.1.5 功能模块 .............................................................................................................................. 6 1.1.6 通信模块 .............................................................................................................................. 6 1.2工作原理 ....................................................................................................................................... 6 1.2.1 输入采样阶段 ...................................................................................................................... 6 1.2.2 用户程序执行阶段 .............................................................................................................. 7 1.2.3 输出刷新阶段 ...................................................................................................................... 7 1.3功能特点 ....................................................................................................................................... 7 1.4 发展历史 ...................................................................................................................................... 8 1.4.1起源 ....................................................................................................................................... 8 1.4.2发展 ....................................................................................................................................... 9 1.5 PLC的选型 ................................................................................................................................... 9 1.5.1 可编程逻辑控制器的类型 ................................................................................................ 10 1.6 PLC系统设计的原则与内容 ..................................................................................................... 10
2 控制系统硬件设计 ............................................................................................................................ 11 2.1按钮与行程开关的选择 ............................................................................................................. 11 2.2电动机.熔断器.电磁阀的选择 ................................................................................................. 11 2.2.1电动机的选择 ......................................................................................................................... 11 2.2.3 熔断器的选择 ........................................................................................................................ 11 2.2.4 电磁阀的分类 ........................................................................................................................ 11 2.3电动机的主电路图及控制接线图. ........................................................................................... 12 3 大小球分选系统中的设计方案 ........................................................................................................ 13 3.1系统的功能 ................................................................................................................................. 13 3.2分捡大小球系统的结构 ............................................................................................................. 13 3.3分捡大小球系统的工作原理 ..................................................................................................... 13 3.4分捡大小球系统的输入/输出地址及定时器分配 ................................................................... 14 3.5分捡大小球的设计思想 .............................................................................................................. 14 3.6分拣大小球控制系统的接线图 .................................................................................................. 15 4大小球分选系统的PLC程序设计 ..................................................................................................... 16 4.1状态流程图 ................................................................................................................................. 16 4.2 梯形图 ........................................................................................................................................ 17 4.3语句表 ........................................................................................................................................ 22 5西门子S7-200汉化仿真软件 ........................................................................................................... 25
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5.1仿真软件说明 ............................................................................................................................. 25
5.1.1仿真准备 ............................................................................................................................. 25 5.1.2、程序仿真 .......................................................................................................................... 26 5.2大小球分检系统调试 ................................................................................................................. 28 5.2.1机械手下降 ......................................................................................................................... 28 5.2.2捡球经零秒后上升 ............................................................................................................. 28 5.2.3右行 ..................................................................................................................................... 28 5.2.4大小球释放经两秒上升 ..................................................................................................... 29 5.2.5左行 ..................................................................................................................................... 29 5.2.6急停 ..................................................................................................................................... 30
结 束 语 ................................................................................................................................................ 31 谢 辞 ...................................................................................................................................................... 32 文献 ........................................................................................................................................................ 33
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1PLC简介
1.1基本结构
可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基
本上与微型计算机相同，基本构成为：
1.1.1 电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有
一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
1.1.2 中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相 应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
图1-1 PLC基本结构图
为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
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1.1.3 存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
1.1.4 输入输出接口电路
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可
编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。
2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
1.1.5 功能模块
如计数、定位等功能模块。
1.1.6 通信模块
1.2工作原理
当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
图1-2 PLC执行程序过程示意图
1.2.1 输入采样阶段
在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状
态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，
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转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
1.2.2 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地
扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
1.2.3 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。
1.3功能特点
可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。
（1）使用方便，编程简单
采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，
因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。
（2 ）功能强，性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功
能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具
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有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 （3 ）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强
PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装
置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。 硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。
（4） 可靠性高，抗干扰能力强
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触
点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 （5）系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电
器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。
PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 （6 ）维修工作量小，维修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入
装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
1.4 发展历史
1.4.1起源
1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求； 1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程逻辑控制器
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PDP—14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程逻辑控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC。
1969年，美国研制出世界第一台PDP-14； 1971年，日本研制出第一台DCS-8； 1973年，德国研制出第一台PLC； 1974年，中国研制出第一台PLC。
1.4.2发展
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制
器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。
20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，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，可编程逻辑控制器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。
20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。
1.5 PLC的选型
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1.5.1 可编程逻辑控制器的类型
可编程逻辑控制器按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型可编程逻辑控制器的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型可编程逻辑控制器提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，一组成一个分布式的控制系统。
对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。
结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器CPU224。
1.6 PLC系统设计的原则与内容
PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题 ，如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品和安全为目标，则应将系统可靠性放在设计的重点，设置考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经常变更，则事先充分考虑。
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2 控制系统硬件设计
2.1按钮与行程开关的选择
按钮的选择原则：
(1)根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式，防水式，紧急式等。 (2)根据用途，选用合适的型式，如钥匙式，紧急试，带灯式等。
(3)按控制回路的要求，确定不同的按钮数，如单钮，双钮，三钮，多钮等。 (4)按工作状态指示和工作情况的要求选择按钮及指示灯的颜色。 行程开关的选择：
行程开关的分类：直动式，滚动式和微动式三种。直动式行程开关的优点是结构简单，成本低，但容易烧蚀触头。滚动式行程开关克服了直动式行程开关的缺点，但其结构复杂，价格也较高，所以选择微动式行程开关体积小，动作灵敏，适用于小型机构中使用。
2.2电动机.熔断器.电磁阀的选择 2.2.1电动机的选择
电动机是选交流的，而电动机分为异步电动机和同步电动机两大类，异步电动机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。由于异步电动机具有结构简单，制造，使用方便，运行可靠，成本低廉，效率较高等优点而得到广泛应用。例如，在工业生产中，异步电动机用于拖动中小型轧钢设备，各种金属切削机床，轻工机械和矿山机械等；在农业生产中，异步电动机用于拖动水泵，粉碎机以及其他农副产品的加工机械；在民用电器方面的电风扇、洗衣机、电冰箱、空调机等也都是用异步电动机拖动的。
2.2.3 熔断器的选择
熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路，熔断器具有结构简单，体积小，重量轻，使用维护方便，价格低廉，分断能力较高，限流能力良好等优点，熔断器有NT、RT、RL、RLS2、FA4等型式的熔断器，RT系列为有填封闭管式熔断器，可在500V以下交流系统中作过载及短路保护用，这种熔断器为螺栓连接，可直接连在母线排上，尤其适合开关熔断器组选用，尤其适合开关熔断器组选用，RT15型熔断器最大额定电流400A，额定分断能力100KA。
2.2.4 电磁阀的分类
国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步童先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)。电磁阀的优点：耐高温电磁阀是间接先导式平衡电磁阀，具有耐高温、耐腐蚀、
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耐磨损、使用范围广等。
2.3电动机的主电路图及控制接线图.
图2-1 主电路图
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3 大小球分选系统中的设计方案
3.1系统的功能
为实现大小球的分捡控制，所设计系统程序必须实现以下主要功能：
1）该系统可完成大小球的自动识别，自动运送和自动到大球缸和小球缸释放对应的球。
2）该系统可实现控制系统的多种工作方式。 3）该系统在发生故障时，捡球装置必须复位。
3.2分捡大小球系统的结构
由下图所示，分捡大小球控制系统主要由各种限位开关，捡球装置，横梁，各种球缸组成，其中捡球装置内部有两台电动机，一台控制捡球平板装置上升和下降，一台控制捡球装置在横梁上左行和右行。
图3-1大小球分拣系统结构图
3.3分捡大小球系统的工作原理
当捡球装置停在左极限SB3处时，按下启动按钮SB0，捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关SB2时，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（KM）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力感应器用来判断是吸住的大球还是小球，如果压力感应器的输出Y1断开，说明吸住的是小球，
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而Y1如是闭合的，则说明吸住的是大球。当吸住钢球后，捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，SB4为小球位限位开关，SB5为大球位限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，则要到碰到SB5才停止右行，下降到下限开关位置，断电释放钢球，然后上升到上限开关位置停止上升，开始左行，碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到SB4就停止右行，下降到下限开关出停止下行，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，开始左行，到左极限停止左行，重新开始新一轮捡球过程，如此反复执行。（吸球时间为2s，释放球时间也为2s）
3.4分捡大小球系统的输入/输出地址及定时器分配
表3-1输入/输出分配表
输入地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 对应的外部设备 设备的启动按钮 上移限位开关 下移限位开关 左移限位开关 大小球的选择开关 小球的选择开关 大球的限位开关 急停 连续运行按钮 复位 停止 输出地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 定时器 T37 T38 对应设备的操作 机械臂上升 机械臂下降 机械臂左行 机械臂右行 机械臂吸球/放球 定时时间 2S 2S
3.5分捡大小球的设计思想
1) 当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关
断开。
2) 启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是
小球，则压力传感器仍为断开状态；若碰到的是大球，则压力传感器闭合状态。
3) 吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；
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碰到右限位开关（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。
4) 如果吸起的是大球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限
位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然后返回到原位。
3.6分拣大小球控制系统的接线图
图3-2 大小球分拣系统接线图
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4大小球分选系统的PLC程序设计
4.1状态流程图
根据工艺要求，该控制流程根据吸住的是（大球、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据接近开光（X0）的通断，分别将球吸住、上升、右行到SB4 或 SB5 处下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。
图4-1 状态流程图
当按下SM0.1时，M0.0得电，如果转换条件满足，M0.1得电捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关SB2时，M0.2得电，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（KM）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力感应器I0.4用来判断是吸住的大球还是小球，如果压力感应器I0.4的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，则说明吸住的是大球。当吸住钢球后，M0.3得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，I0.5为小球位限位开关，I0.6为大球位限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，M0.6得电，则要到碰到I0.6才停止右行，M0.7得电，下降到下限开关位置，M1.0得电，断电释放钢球，然后M1.0得电上升到上限开关位置停止上升，M1.2得电，开始左行，
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碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到I0.5就停止右行，M0.7得电，下降到下限开关出停止下行，M1.0得电，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，M1.2得电，开始左行，到左极限停止左行，吸球时间T37为2s，释放球时间T38也为2s）
当将旋钮开关I1.0后，系统由开始捡球到放球，返回再次开始捡球，如此循环不断的进行捡球和放球的过程，直到按下停止按钮，系统才停下来不工作。
当系统在连续运行时，停止方式有两种，一种是正常停止：就是按下停止按钮后，系统要将整个周期剩下的步骤全部进行完，然后回到原点才停止工作。另外一种是紧急停止：就是用来处理紧急情况下来及时停止整个系统工作的，一按紧急停止，系统立刻停止，不管已经工作到什么位置。
4.2 梯形图
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4.3语句表
LD SM0.1 S M0.0, 1 LD M0.0 A I0.0 A I0.1 A I0.3 S M0.1, 1 R M0.0, 1 LD M0.1 A I0.2 O M0.2 S M0.2, 1 R M0.1, 1 TON T37, 20 LD M0.2 A T37 AN I0.4 S M0.3, 1 R M0.2, 1 LD M0.3 A I0.1 S M0.4, 1 R M0.3, 1 LD M0.4 A I0.5 S M0.7, 1 R M0.4, 1 LD M0.2 A T37 A I0.4 S M0.5, 1 R M0.2, 1 LD M0.5 A I0.1 S M0.6, 1 R M0.5, 1 LD M0.6
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A I0.6 S M0.7, 1 R M0.6, 1 LD M0.7 A I0.2 O M1.0 S M1.0, 1 R M0.7, 1 TON T38, 20 LD M1.0 A T38 S M1.1, 1 R M1.0, 1 LD M1.1 A I0.3 S M1.2, 1 R M1.1, 1 LD M1.2 A I1.0 A I0.3 S M0.0, 1 R M1.2, 1 LD M1.2 A I1.1 A I0.3 R M0.0, 1 R M1.2, 1 LD M0.1 O M0.7 = Q0.1 LD M0.2 S Q0.4, 1 LD M0.3 O M0.5 O M1.1 = Q0.0 LD M0.4
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O M0.6 = Q0.3 LD M1.0 R Q0.4, 1 LD M1.2 = Q0.2 LD I0.7
R M0.1, 10 S M0.0, 1
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5西门子S7-200汉化仿真软件
5.1仿真软件说明
西门子S7-200汉化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）, 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。
仿真软件的界面如附图1所示，和所有基于Windows的软件一样，仿真软件最上方是菜单，仿真软件的所有功能都有对应的菜单命令；在工具栏中列出了部分常用的命令（如PLC程序加载，启动程序，停止程序、AWL、KOP、DB1和状态观察窗口等）。
图5-1 西门子S7-200汉化仿真软件的主界面
5.1.1仿真准备
仿真软件不提供源程序的编辑功能，因此必须和STEP7 Micro/Win程序编辑软件配合使用，即在STEP7 Micro/Win中编辑好源程序后，然后加载到仿真程序中执行。
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（1）在STEP7 Micro/Win中编辑好梯形图
（2）利用导出命令将梯形图程序导出为扩展名为awl的文件， （3）如果程序中需要数据块，需要将数据块导出为txt文件。
5.1.2、程序仿真
（1）启动仿真程序。 （2）CPU型号选择
在菜单栏中“配置”里选择“CPU型号”命令，在弹出窗口里选择“CPU224”然后点击“Accept”。如图5-2所示。
图5-2 CPU类型的选择
（3）程序加载
在菜单栏中“程序”里选择“装载程序”命令，打开装载梯形图程序窗口如图5-3所示，仅选择逻辑块和数据块，点击“确定”按钮，从文件列表框选择上文导出的awl文件，装载成功后主界面如图5-4所示。
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图5-3 程序加载窗口
图5-4 仿真软件的DB1观察窗口
（4）点击工具栏
按钮，启动仿真。
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5.2大小球分检系统调试 5.2.1机械手下降
按I0.0启动设备在行程开关闭合下机械手下降
图5-6 机械手下降图
5.2.2捡球经零秒后上升
经过下降到下限位开关，经过两秒抓球上升。
图5-7 机械手上升图
5.2.3右行
上升到位，机械手带球右行。
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图5-8 机械手右行图
5.2.4大小球释放经两秒上升
（1）经过I0.4的判断按I0.5为小球下降释放，两秒后上升。
（2）经过I0.4的判断一直右行碰到I0.6时停止为大球下降释放，两秒后上升。
图5-9 机械手上升图
5.2.5左行
放球完毕后左行，回到初始位置。
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图5-10 机械手左行图
5.2.6急停
在出现紧急情况下I0.7会立刻停止。
图5-11 机械手急停图
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结 束 语
短短一个多月的毕业设计就要告一段落，纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。
软件部分采用各部分程序直接编程的方式，依次实现了PLC流程图、梯形图、指令表三种机械手控制方式。用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但若要增加其它机械手控制方式或进行扩展，程序会变得相当复杂而且容易出错，出错后调试修改也很困难。改进的方式是将各部分程序写成程序，方便调用和调试。此种方法的优点是程序编写比较简单，不需要再编写分支、汇合状态移图的程序，且由于本课对定时精确度要求并不高，适宜采用。若是在对定时精度要求比较高的情况下，应采用单片机的中断功能进行硬件定时。
通过此次设计，了解了PLC机械手在大小球分选系统的工作原理，首次学习了一些机械手的工作原理及使用方法。其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。
通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。通过实践，巩固了理论知识的学习，提高了实际应用所学知识的能力，还积累了许多宝贵的经验。特别是老师严谨冶普的态度给我启发不小。在这次的设计实践过程中，我认识到不管做什么事，尤其是科学实践，都需要大胆假设，小心求证。任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做，否则即使很快做出来，但经不起推敲和考验。对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。
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谢 辞
本论文从选题到完成，每一步都是老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
今天终于可以顺利的完成论文的谢辞了，想了很久，要怎样写下这一段谢词。求学期间的点点滴滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，大学两年的努力与付出，随着论文的完成，终于让大学的生活，得以划下了完美的句点。
论文得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢指导老师，因为论文是在老师的悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深深。在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等每一步都是老师的悉心指导下完成的。老师指引我的论文的写作的方向和架构，并对本论文初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，他循循善诱的教导和不拘一格的思路给了我无尽的启迪，他的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。
同时，论文的顺利完成，离不开其他各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中，各位老师、同学和朋友积极帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。感谢所有给我帮助的老师和同学，谢谢你们！
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文献
[1] 廖常初主编.PLC基础及应用[M]. 北京 机械工业出版社, 出版年2004 [2] 高玉奎主编.简明维修电工手册[M] 北京 机械工业出版社, 出版年1993
[3] 赵金荣主编.可编程序控制器原理及应用[M] 上海 上海应用技术学院 出版年2005 [4] 易传禄主编.可编程序控制器应用指南[M] 上海 上海科普出版社 出版年2007 [5] 方承远主编.工厂电气控制技术[M] 北京 机械工业出版社 出版年2010 [6] 王永华主编.现代电气及可编程技术[M] 北京 机械工业出版社 出版年2002 [7] 汤以范主编.电气与可编程序控制器技术[M] 北京 机械工业出版社 出版年2004
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