西门子S7200PLC在物料分拣控制系统中的应用[20200121194156]
摘要
本文主要是研究西门子S7-200 PLC在物料分拣控制系统中的应用，通过响应上位软件的请求，通过PLC实现物料的无人自动分拣，包括系统的主要功能、所用器件的介绍、元器件的接线等。PLC通过编程实现计时、分拣、计数、报警、启停等功能。通过硬件的搭建、通讯的测试、器件的调试等实现全自动分拣功能的模拟实现。
基于S7-200的物料自动分拣系统主要是用PLC为物件的分拣设计自动化系统，通过检测判断、程序响应、程序输出、机械控制等手段从而代替人工分拣的繁琐，这样大大节省了劳动力成本和出错率，通过上位软件的监控可以实时的观察和控制生产过程，大大提高了自动化程度，无论是在图书、邮件、快件还是其他需要分拣的场合都有较高的使用和普及价值。
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关键字:可编程逻辑控制器物料自动分拣监控系统
目 录
第1章 绪论 1
1.1 论文的背景 1
1.2 系统的设计方案步骤 2
1.3主要要求与内容 2
1.3.1 PLC、硬件与上位机的要求 2
1.3.2 内容的设计 3
第2章 硬件设计 4
2.1 系统元器件 4
2.2 系统硬件接线图 4
2.2.1 系统硬件结构框图 4
2.2.2 系统电气原理图 5
2.2.3 PLC的I/O分配表 7
2.2.4 PLC外部接线图 7
2.2.5 EM223扩展模块的外部接线图 8
2.3 选型及介绍说明 8
2.3.1 PLC的选择 8
2.3.2 光电对射传感器 9
2.3.3 开关的选择 9
2.3.4 电机的选择 9
第3章 软件设计 10
3.1 西门子PLC简介 10
3.1.1 PLC的定义 10
3.1.2 西门子PLC的特点 10
3.2 OPC简介 10
3.3 C#语言简介 10
3.4 程序简介 11
3.4.1 系统工作原理 11
3.4.2 PLC程序 11
3.5 系统程序流程图 21
3.6 系统功能实现 22
3.7 WINCC 23
3.7.1 WINCC简介 23
3.7.2 WinCC设计过程 23
3.7.3 WINCC画面展示 27
3.8 OPC设置 29
3.8.1 SIMATIC NET和STEP 7设置 29
3.8.2 PC ACCESS组态设置 33
第4章 程序的调试 36
4.1 调试准备 36
4.2 调试过程 36
4.3 调试中遇到的问题 36
4.4 调试问题的解决办法 36
4.5 调试结果 37
结束语 38
参考文献 39
致谢 40
第1章 绪论
1.1 论文的背景
我国的社会生产力在不断提高，物品品种也在不断的丰富，在生产流通方面的物件分拣作业，已经成为了一个非常消耗时间与精力并且占地面积大、准确率不高、不太容易管理的部门。所以，物料自动分拣系统正在成为物料搬运分拣系统中的一个相当重要的大分支，已经被广泛的应用在物流、仓管、存储、邮件、图书等行业之中。
并且，人民物质文化需求的不断提高，就要求工业自动化的步伐不断前进，对大设备、庞大数据库的要求也越来越高。为此本研究课题就是应用于庞大物流的自动分拣系统，目前小型的分拣大多还停留在人工的水平，但这远不能满足越来越多的大型工厂需求，国内的物流分拣自动化水平虽然已经比较高，但是在数据库的基础上对数据进行入库、分析、自动分拣还没有多少。
因此，本研究训练一方面对学生自己能力的提高有很大的帮助，另一方面也对大物流分拣的研究做了一些贡献。
目前西门子S7系列的PLC生产应用的已经很成熟，其性能稳定可靠，价格适中，功能强大。随着现代经济的飞速发展，人民物质文化水平与需求的不断提高，就推动者自动化的步伐不断前进，对庞大复杂的数据库和大型机械机器设备的要求也越来越高。为此本研究课题就是应用于庞大物流的自动分拣系统，目前小型的分拣大多还停留在人工的水平，但这远不能满足越来越多的大型工厂需求，国内的物流分拣自动化水平虽然已经比较高，但是在数据库的基础上对数据进行入库、分析、自动分拣还没有多少。因此，本研究训练一方面对学生自己能力的提高有很大的帮助，另一方面也对大物流分拣的研究做了一些贡献。
另外C#是微软公司发布的一种面向对象的高级程序设计语言。C#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和C++ 衍生出来的面向对象 的编程语言。C#综合了VB 简单的可视化操作和C++的高效率运行，凭借着C#自身的强大操作能力、友好的语法风格、新颖独特的语言特性以及它的方便的可以面向组件 编程的功能成为.NET 开发的首选语言。C#的出现使得原先的C++的程序员们开发程序更加高效，并且是可以调用通过C/C++ 编写出来的本机原生函数，所以完美继承了C++的功能。也就是因为这种继承 关系，C#与C/C++具有极大的相似性，熟悉类似语言的开发者可以很快的转向C#。
本次的课题是来源于与校计算机学院合作的一个省级科技立项，经过邹萍邹老师的推荐，有幸在计算机学院肖威肖老师的带领下与物联网工程的同学一起研究物件自动分拣系统，虽然PLC和一些按钮线路的实物是有的，但还是由于资金的问题没能够完整的做出实物，主要体现在：没有激光条码扫描器不能对物件进行贴码和扫码，没有相关电机和分拣台等，只能通过电源的通断模拟分拣动作等。但即使是这样也没能够磨灭我们一起研究的热情，通过相互协作、合作沟通一同克服了一个又一个的困难。
1.2 系统的设计方案
本次毕业系统方案的设计主要包含如下的几个步骤：
（1）一根PPI通信电缆连接PLC与PC通信并将调试好的PLC程序下载。
（2）PLC与上位软件WinCC通过OPC接口以TCP/IP协议通信。
（3）通过SIMATIC NET与C#通过OPC建立连接。
（4）PLC外围硬件线路模拟搭建调试。
（5）WinCC上位监控画面的制作。
（6）电气电路图的详细绘制、各个电气元件的选型。
（7）C#软件的基本应用学习。
1.3主要要求
本次毕业设计系统的主要要求可以概括为以下几点:
（1）根据现场工业环境的要求，模拟设计一套物流自动分拣系统。
（2）主要由PLC、上位PC软件（包括WinCC、C#、OPC等）、限位传感器、异步电机、分拣槽、皮带、指示灯、报警器等在内的一整套系统。
（3）采用梯形图语言完成现场的操控。
（4）选用WinCC监控组态软件达到现场的及时监控的效果。
（5）任意物件过来，扫描器工作，实现扫描，C#负责分析扫描得到的信息并给现场PLC实时信号，PLC动作，完成分拣。

原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/zdh/4500.html