畢業(yè)論文基于PLC的傳送帶控制設(shè)計

1、中央廣播電視大學馬鞍山電大課 程 設(shè) 計課題名稱： 傳送帶plc的設(shè)計 系 部：機械系 班 級 ：09秋機械本科學生姓名：張偉 指導教師： 2011年 月 號設(shè)計任務(wù)書 09秋機械本科學生：張偉課題名稱：傳送帶plc的設(shè)計要求：在工廠自動化領(lǐng)域中，傳送帶是經(jīng)常用到的。如圖所示為一輸送工件的傳送帶，其動作過程如下：1. 按下啟動按鈕sb1，電機1、2運轉(zhuǎn)，驅(qū)動傳送帶1、2移動。按下停止按鈕sb2,電動機停止轉(zhuǎn)動，輸送帶停止。2. 當工件到達轉(zhuǎn)運點a，使輸送帶1停止，氣缸1動作，將工件送上輸送帶2。氣缸采用自動歸位型，當sq2檢測氣缸1到達定點位置時，氣缸1復位。3. 當工件到達轉(zhuǎn)運點b，sq3使

2、輸送帶2停止，氣缸2動作，將工件送上搬運車。當sq4檢測氣缸2到達定點位置時，氣缸2復位。根據(jù)本課題要求，用plc實現(xiàn)對輸送帶的控制，并畫出電氣接口圖。指導教師：目 錄引言 51.1傳送帶控制系統(tǒng)的發(fā)展概述61.1.1我國傳送機的發(fā)展61.1.2國內(nèi)傳送帶輸送機的發(fā)展發(fā)展趨勢61.2總體方案說明7傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計及plc的選取72.1 plc的選取及介紹72.1.1三菱fx2n plc的主要特點72.1.2 plc的性能指標和分類7硬件系統(tǒng)的設(shè)計81. i/o口與內(nèi)部資源的分配82. plc控制電路接線圖83.主電路接線圖8軟件系統(tǒng)的設(shè)計111. 控制功能的實現(xiàn)112. 梯形圖語言123.

3、指令表13全文總結(jié)13參考文獻13【引言】隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展, 企業(yè)競爭越來越激烈,為提高效率、降低生產(chǎn)成本, 傳送帶得到了廣泛的應(yīng)用。傳送帶廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。傳送帶的應(yīng)用不僅節(jié)約了勞動力, 提高了生產(chǎn)效率, 而且降低了生產(chǎn)成本, 在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。未來傳送帶設(shè)備的將向著大型化發(fā)展、擴大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。本設(shè)計結(jié)合傳送帶的實際模型, 針對plc本身具有的功能特點,成功的實現(xiàn)對傳送帶系統(tǒng)的控制, 達到了預(yù)期的控制效果?？删幊炭刂破鳎╬lc）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算和操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)

4、部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。自從可編程控制器誕生以來，電氣工程技術(shù)人員感受最深刻的也正是可編程控制器二次開發(fā)編程十分容易。它在很大程度上使得工業(yè)自動化設(shè)計從專業(yè)設(shè)計院走進了廠礦企業(yè)，變成了普通工程技術(shù)人員甚至普通工人力所能及的工作。再加上其體積小、可靠性高、抗干擾能力強、控制功能完善、適用性強、安裝接線簡單等眾多優(yōu)點，在問世后的短短幾十年中獲得了突飛猛進的發(fā)展，在工業(yè)控制中得到了非常廣泛的應(yīng)用。傳送帶在工業(yè)生產(chǎn)中是必不可少的，以傳統(tǒng)繼電接觸器為控制核心的傳送控制系統(tǒng)通過接線表達各元器件之間的關(guān)

5、系，要想改變邏輯關(guān)系就要改變接線關(guān)系，顯然是比較麻煩的。隨著可編程控制器的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)接觸繼電器控制系統(tǒng)已逐漸被plc控制系統(tǒng)所替代。以plc為控制核心的傳送控制系統(tǒng)，在它的接口上接有各種元器件，而各種元器件之間的邏輯關(guān)系是通過程序來表達的，改變這種關(guān)系只要重新編排原來的程序就行了，比較方便。1.1 傳送帶控制系統(tǒng)的發(fā)展概述傳送帶的發(fā)展起源于17世紀美國架空索道傳送散狀物料; 19 世紀中葉, 各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的傳送帶輸送機相繼出現(xiàn)。此后, 傳送帶又受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進步的影響, 不斷完善,逐步由完成車間內(nèi)部的傳送, 發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運, 成

6、為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。1.1.1 我國傳送機的發(fā)展我國早期的工業(yè)生產(chǎn)資源傳送帶輸送工序主要是采用手工傳送，后來隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸采用機械化裝送。我國最早使用的傳送帶輸送機主要是從國外進口的，20世紀70年代中期，天津力生制藥廠就曾經(jīng)井口過意大利生產(chǎn)的全傳送帶輸送機，但由于當時我國傳送材料的質(zhì)量及礦產(chǎn)資源制作工藝等都達不到機器傳送的要求，使得傳送帶輸送機一直無法正常使用。所以，全傳送帶輸送機在我國的應(yīng)用也一直無法得到廣泛的推廣，以致我國礦產(chǎn)資源生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)在很長的一段時間里不得不放棄傳送帶輸送機而采用手工操作，使得生產(chǎn)效率極端低下。20世紀80年代后，相關(guān)技

7、術(shù)水平獲得了飛速發(fā)展，傳送材料的質(zhì)量及箱子制作工藝等方面的技術(shù)有了明顯的進步，全傳送帶輸送機開始得到了應(yīng)用與推廣。也是此時，我國的礦產(chǎn)資源傳送帶輸送機改變了國外礦產(chǎn)資源一統(tǒng)天下的局面，國產(chǎn)礦產(chǎn)資源傳送帶輸送機開始面市并得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀90年代末期，一些生產(chǎn)量大的生產(chǎn)企業(yè)相繼開始采用國產(chǎn)的全傳送帶輸送機來代替手工傳送，同時國內(nèi)一些相關(guān)的企業(yè)也在研制與生產(chǎn)功能更加全面的全自動傳送帶輸送機。1.1.2 國內(nèi)傳送帶輸送機的發(fā)展發(fā)展趨勢目前，我國傳送產(chǎn)業(yè)發(fā)展的正處于飛速發(fā)展的趨勢中。隨著自動化生產(chǎn)不斷發(fā)展，輸送機械化得到了廣泛應(yīng)用。從大型的工業(yè)生產(chǎn)，如礦產(chǎn)資源開發(fā)；到中心型的作坊工廠，如零件流

8、水線等等，傳送帶輸送機的應(yīng)用日益重要。帶式輸送機因作為一種輸送量大、運行費用低、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護、能耗較小、使用成本低的輸送設(shè)備而會得到更寬廣的應(yīng)用范文，市場發(fā)展前景十分看好。未來輸送機將向著大型化發(fā)展，擴大適用范圍，產(chǎn)品多元化，物料自動分揀，減低能量消耗，減少污染等方面發(fā)展。1.2 總體方案說明如圖所示，系統(tǒng)有兩個傳送帶，即傳送帶1和傳送帶2。均負責傳送工件，傳送帶1把工件送到傳送帶1的末端sq1處，由氣壓缸1推至傳送帶2，傳送帶2把工件送至傳送帶2的末端sq3處，由氣壓缸2推至搬運小車，運至車間。2.傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計及plc的選取可編程序控制器（programmable l

9、ogical controller）是20世紀70年代以來以微處理器為核心，綜合計算機計術(shù)，自動控制計數(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置，由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便及體積小、重量輕等優(yōu)點，使其在自動化控制的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來由于微電子技術(shù)的發(fā)展和進步，使具有完全功能的超大規(guī)模集成電路的價格日益便宜，同樣也促進可編程序控制器成本大大降低，對于采用可編程序控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器接觸器電氣控制的系統(tǒng)來改造傳統(tǒng)機床，無論從經(jīng)濟上，還是可靠性、維修性，工作壽命及功能上來說，可編程序控制器都是十分經(jīng)濟和劃算的，也是的優(yōu)選方案。本次設(shè)計的傳送帶控制系統(tǒng)就是基于p

10、lc控制原理而設(shè)計的。2.1 plc的選取及介紹本次設(shè)計采用的是日本三菱fx2n系列的plc2.1.1 三菱fx2n plc的主要特點：l 一個程序包的單元型可編程序控制器l 采用裝卸式端子臺l 內(nèi)裝pun/stop開關(guān)l 程序存儲器l 鐘表功能l pun寫入l 利用鍵盤保護程序（編程手測、外圍設(shè)備手冊）l 元件注解l 豐富的輸出入和特殊擴展設(shè)備l 用sfc表現(xiàn)的編程l 簡便的應(yīng)用指令庫l 高速處理2.1.2 plc的性能指標和分類1.主要性能指標l 1）（i/o點數(shù)）i/o點數(shù)是指可編程序控制器外部輸入。輸出端子數(shù)的總和。它標志著可以接開關(guān)的多少、按鈕和可以控制負載的多少。l 2）儲存容量存

11、儲容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進制 16位 即以一個字為一步 3）掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需要的時間來衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需要時間來計算的，單位用s/步。l4） 功能擴展能力可編程序控制器除了主模板之外，通常度可配置一些可擴展模板，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如a/d模板、d/a模板、位置控制模板等。 5）l 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺可編程序控制器指令的總和，是衡量可編程序控制器的主要指標。硬件系統(tǒng)的設(shè)計1. i/o口與內(nèi)部資源的分配本設(shè)計的i/o口與內(nèi)部資源的分配如表所示：用m1和m2分別作為電動機1和電動機2的啟

12、停輔助繼電器。輸入器件名稱輸出器件名稱x000啟動按鈕sb1y000電動機1x001限位開關(guān)sq1y001氣缸1x002限位開關(guān)sq2y002電動機2x003限位開關(guān)sq3y003氣缸2x004限位開關(guān)sq4y004輸送帶1工作指示燈x005停止按鈕sb2y005輸送帶2工作指示燈內(nèi)部器件功能說明m1電動機1啟停輔助繼電器m2電動機2啟停輔助繼電器2.plc控制電路接線圖輸送帶的plc控制電氣接口圖如圖1示：圖中km1、km2分別為電動機1和電動機2轉(zhuǎn)動的接觸器。km3和km4分別為氣缸1和氣缸2動作與復位的接觸器。hl1、hl2分別為輸送帶1和輸送帶2的工作指示燈。3.主電路接線圖主控制電路

13、如圖2.所示軟件系統(tǒng)的設(shè)計1. 控制功能的實現(xiàn)本設(shè)計中，因為控制功能比較簡單，所以采用基本指令組合實現(xiàn)其控制功能。各部分功能實現(xiàn)如下：電動機1和電動機2的轉(zhuǎn)動與停止分別用plc的軟組件m1和m2的通與斷來控制。當按下啟動按鈕sb1時，m1與m2導通，將sb1的常開觸與m1和m2的輸出線圈串起來，因為是按鈕啟動，所以再將m1與m2自鎖，使其保持導通；當按下停止按鈕sb2時,m1和m2都斷開，將sb2的常閉觸點串入其中，從而實現(xiàn)電動機1與電動機2的停止轉(zhuǎn)動。當工件到達a點時，輸送帶1停止，氣缸1動作，因此，將限位開關(guān)1的常閉觸點串入線圈m1的前面，將限位開關(guān)1的常開觸點驅(qū)動氣缸1動作，并將其自鎖；

14、當?shù)竭_限位開關(guān)2時，氣缸1要復位，所以在氣缸1線圈前串入限位開關(guān)2的常閉觸點，從而實現(xiàn)氣缸1的動作與復位。當工件到達b點時，輸送帶2停止，氣缸2動作，將限位開關(guān)3的常閉觸點串入線圈m2的前面，將限位開關(guān)3的常開觸點驅(qū)動氣缸2動作，并將其自鎖；當?shù)竭_限位開關(guān)4時，氣缸2要復位，所以在氣缸2線圈前串入限位開關(guān)4的常閉觸點，從而實現(xiàn)氣缸2的動作與復位。最后，使m1常開觸點驅(qū)動電動機1和輸送帶1的指示燈hl1，使m2的常開觸點驅(qū)動電動機2和輸送帶2的指示燈hl2。2. 梯形圖語言3.指令表ldx000orm1orm2anix005mpsanix001outm1mppanix003outm2ldx001

15、ory002anix002outy002ldx003ory003anix004outy003ldm1outy000outy004ldm2outy001outy005end全文總結(jié)通過本次基于三菱fx2n型號plc控制全自動傳送帶的系統(tǒng)設(shè)計,實現(xiàn)了傳送帶系統(tǒng)的自動運行和裝載功能,提高了傳送帶的性能與效率。在實際生產(chǎn)中,可應(yīng)用于產(chǎn)品的流水加工和裝箱的生產(chǎn)過程,提高了生產(chǎn)效率,防止了產(chǎn)品的堆積和人工的輔助加工。若在此基礎(chǔ)上繼續(xù)改進,可以實現(xiàn)對傳送帶全自動化以及調(diào)速控制,使其能應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域中,從而提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)和社會創(chuàng)造更多的價值。通過plc程序的控制使得裝配的工作過程更加的安全可靠，使得自動裝配技術(shù)應(yīng)用得到更好推廣和發(fā)展。同時利用plc程序的控制能夠大大的節(jié)約人員勞動力，從而使的裝配運輸行業(yè)向現(xiàn)代化邁進了一步。傳送帶輸送機的多元化功能選擇及其廣泛的應(yīng)用，已逐漸成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。通過這次plc課程設(shè)計實踐。我學會了plc的基本編程方法，對plc的工作原