plc課程設(shè)計機(jī)械手溫濕度物料混合

1、山東交通學(xué)院PLC課程設(shè)計院(系)別 信息工程系 班 級 電升121 學(xué) 號 120817119 姓 名 王保棟 指導(dǎo)教師 韓耀振 時 間 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書題 目 機(jī)械手、溫濕度監(jiān)控及物料混合的PLC控制系 (部) 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電升121 學(xué)生姓名 王保棟 學(xué) 號 120817119 5 月 20 日至 6 月 2 日 共 2 周指導(dǎo)教師(簽字) 系 主 任(簽字) 2013 年 5 月 31 日一、 設(shè)計內(nèi)容及要求1. 基于PLC的機(jī)械手控制啟、停按鈕合二為一，開始時，按下啟動按鈕SB后，機(jī)械手處于原始位置，Y3亮，過1秒鐘，變?yōu)榉潘?/p>

2、狀態(tài)，則Y1亮，Y7亮，準(zhǔn)備3秒鐘后，機(jī)械手開始順序動作，SW1 按鍵實(shí)現(xiàn)“多次循環(huán)/一次循環(huán)”的切換，“多次循環(huán)”可自動循環(huán)完成整個過程，直至按停止按鈕復(fù)原?！耙淮窝h(huán)”實(shí)現(xiàn)一次完整工作過程，若仍需工作，則需按鍵控制?！巴Ｖ埂卑粹o應(yīng)設(shè)有兩個，一個實(shí)現(xiàn)立即完全停止，完全停電，而另一個停止按鈕按下時，先完成整個工作過程，然后停止。1、機(jī)械手下降：延時1秒后，Y1滅，按SQ1，表示到下限位的檢測信號，則Y2亮。2、機(jī)械手夾緊：延時3秒后， Y3亮，表示夾緊。3、機(jī)械手上升：延時1秒后，Y2滅，按SQ2，表示到上限位的檢測信號，則Y4亮，4、機(jī)械手右行：延時1秒后，Y4滅，按SQ3，表示到右限位的檢

3、測信號，則Y5亮，5、機(jī)械手下降：延時1秒后，Y5滅，按SQ1，到下限位后，則Y6亮，6、機(jī)械手放松：延時2秒后，Y3滅，Y7亮，7、機(jī)械手上升：Y6滅，按SQ2，到上限位后，則Y8亮，延時1秒，Y8滅，8、機(jī)械手左移：按SQ4，到左限位后，則Y1亮，回到原始位置。2基于PLC的多通道溫濕度監(jiān)控裝置用穩(wěn)壓器給定3路輸入信號為0-5V標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號，表示為溫度、濕度對應(yīng)的電壓信號。分別經(jīng)過2個EM235轉(zhuǎn)換之后（表示8路以上），用2位LED交替顯示相應(yīng)電壓值的個位和第一個小數(shù)位，要實(shí)現(xiàn)可自動每隔2秒交替，也可手動按鍵交替顯示。要保證顯示精度。當(dāng)某一路電壓值大于2V時，LED閃爍顯示，以示報警。

4、同時自動啟動鼠籠式三相異步電動機(jī)開關(guān)溫濕度控制閥門。此外，電動機(jī)應(yīng)能單獨(dú)手動控制啟停。3基于PLC的物料混合控制按啟動按鈕，先加入物料1（I0.0），V1（Q0.0）亮，到水位3（I0.1）時停止加入物料1，V1（Q0.0）滅，延時1秒，加入物料2，V2（Q0.1）亮，到水位2（或水位1）（I0.2或I0.3）時，停止加入物料2，V2滅。進(jìn)料完畢后攪拌機(jī)開始工作，M（Q0.2）亮，先正轉(zhuǎn)10秒，POS（Q0.3）亮，然后反轉(zhuǎn)10秒，NEG（Q0.4）亮，攪拌機(jī)停止工作，M滅，打開出料閥出料，V3（Q0.5）亮。待料出完（I0.4）后，重復(fù)上述過程。二、設(shè)計原始資料南京工學(xué)院PLC實(shí)驗(yàn)平臺物料混

5、合自動控制、EM235模塊、機(jī)械手實(shí)驗(yàn)裝置三、設(shè)計完成后提交的文件和圖表系統(tǒng)原理說明；I/O端子分配圖；外部接線結(jié)構(gòu)圖；梯形圖及每一網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的注釋；結(jié)合具體使用的I/O，定時器，計數(shù)器等做系統(tǒng)原理的詳細(xì)說明；四、進(jìn)程安排教學(xué)內(nèi)容 學(xué)時 地點(diǎn)集中學(xué)習(xí) 1天 教室資料查閱與學(xué)習(xí)討論 1天 圖書館、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計及調(diào)試 7天 實(shí)驗(yàn)室成果驗(yàn)收 1天 實(shí)驗(yàn)室 五、主要參考資料1 王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)M，北京，北京航空航天大學(xué)出版社 2007年 11月。2 所用EM235擴(kuò)展模塊原理介紹4目錄目錄1一、基于PLC的機(jī)械手控制21.1系統(tǒng)原理說明21.2機(jī)械手動作流程說明21.3 I/O端子分配

6、圖51.4外部接線結(jié)構(gòu)圖51.5梯形圖6二、基于PLC的多通道溫濕度監(jiān)控裝置92.1 EM235簡介92.2 控制要求132.3 I/O端子分配圖142.4 外部接線結(jié)構(gòu)圖152.5梯形圖16三、基于PLC的物料混合控制213.1 物料混合控制要求213.2 物料混合程序流程圖213.3 I/O端子分配圖223.4 外部接線結(jié)構(gòu)圖223.5 梯形圖23四、設(shè)計心得體會27五、主要參考資料28一、基于PLC的機(jī)械手控制1.1系統(tǒng)原理說明啟、停按鈕合二為一，開始時，按下啟動按鈕SB后，機(jī)械手處于原始位置，Y3亮，過1秒鐘，變?yōu)榉潘蔂顟B(tài)，則Y1亮，Y7亮，準(zhǔn)備3秒鐘后，機(jī)械手開始順序動作，SW1 按

7、鍵實(shí)現(xiàn)“多次循環(huán)/一次循環(huán)”的切換，“多次循環(huán)”可自動循環(huán)完成整個過程，直至按停止按鈕復(fù)原?！耙淮窝h(huán)”實(shí)現(xiàn)一次完整工作過程，若仍需工作，則需按鍵控制。“停止”按鈕應(yīng)設(shè)有兩個，一個實(shí)現(xiàn)立即完全停止，完全停電，而另一個停止按鈕按下時，先完成整個工作過程，然后停止。動作原理如（圖1）。（圖1）機(jī)械手動作原理圖1.2機(jī)械手動作流程說明1、機(jī)械手下降：延時1秒后，Y1滅，按SQ1，表示到下限位的檢測信號，則Y2亮。2、機(jī)械手夾緊：延時3秒后， Y3亮，表示夾緊。3、機(jī)械手上升：延時1秒后，Y2滅，按SQ2，表示到上限位的檢測信號，則Y4亮，4、機(jī)械手右行：延時1秒后，Y4滅，按SQ3，表示到右限位的檢

8、測信號，則Y5亮，5、機(jī)械手下降：延時1秒后，Y5滅，按SQ1，到下限位后，則Y6亮，6、機(jī)械手放松：延時2秒后，Y3滅，Y7亮，7、機(jī)械手上升：Y6滅，按SQ2，到上限位后，則Y8亮，延時1秒，Y8滅，8、機(jī)械手左移：按SQ4，到左限位后，則Y1亮，回到原始位置。具體如下圖（圖2）(圖2) 工序圖下圖（圖3）為循環(huán)控制下的程序流程圖(圖3) 機(jī)械手控制程序流程圖 1.3 I/O端子分配圖輸入電器輸入點(diǎn)輸出電器輸出點(diǎn)啟動/停止按鈕SBI0.0起始位置Y1下限位移SQ1I0.1左下限位Y2上限位移SQ2I0.2抓緊Y3右限位移SQ3I0.3左上限位Y4左限位移SQ4I0.4右限位Y5單/多次循環(huán)

9、SB1I0.5右下限位Y6放松Y7右上限位Y81.4外部接線結(jié)構(gòu)圖1.5梯形圖二、基于PLC的多通道溫濕度監(jiān)控2.1 EM235簡介EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。下面以EM235為例講解模擬量擴(kuò)展模塊接線圖，如圖1。圖1圖1演示了模擬量擴(kuò)展模塊的接線方法，對于電壓信號，按正、負(fù)極直接接入X和X；對于電流信號，將RX和X短接后接入電流輸入信號的“”端；未連接傳感器的通道要將X和X短接。對于某一模塊，只能將輸入端同時設(shè)置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。EM235的常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍電壓（單極性）010V

10、 05V 01V 0500mV 0100mV 050mV 電壓（雙極性）±10V ±5V ±2.5V ±1V ±500mV ±250mV ±100mV ±50mV ±25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式雙極性 全量程范圍-32000+32000單極性 全量程范圍032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號范圍電壓輸出 ±10V電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000+32000電流032000分辨率電流電壓12位電流11位下表說明如何用DIP開關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，

11、開關(guān)1到6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。EM235開關(guān) 單/雙極性選擇增益選擇衰減選擇SW1SW2SW3SW4SW5SW6     ON單極性       OFF 雙極性     OFF OFF   X1    OFF ON  X10     ONOFF   X100 

12、;   ONON  無效 ONOFF OFF      0.8OFF ONOFF      0.4OFF OFF ON     0.2由上表可知，DIP開關(guān)SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng)SW6為ON時，模擬量輸入為單極性輸入，SW6為OFF時，模擬量輸入為雙極性輸入。SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而SW1，SW2，SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。根據(jù)上表6個DIP開關(guān)的功

13、能進(jìn)行排列組合，所有的輸入設(shè)置如下表：單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0到50mV12.5VOFFONOFFONOFFON0到100mV25VONOFFOFFOFFONON0到500mV125uAOFFONOFFOFFONON0到1V250VONOFFOFFOFFOFFON0到5V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON0到20mA5AOFFONOFFOFFOFFON0到10V2.5mV雙極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF±25mV12.5VOFFONOFFONOFFOF

14、F±50mV25VOFFOFFONONOFFOFF±100mV50VONOFFOFFOFFONOFF±250mV125VOFFONOFFOFFONOFF±500250VOFFOFFONOFFONOFF±1V500VONOFFOFFOFFOFFOFF±2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF±5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF±10V5mV6個DIP開關(guān)決定了所有的輸入設(shè)置。也就是說開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，開關(guān)設(shè)置也只有在重新上電后才能生效。EM235輸入數(shù)據(jù)字格式下圖給出了12位數(shù)據(jù)值

15、在CPU的模擬量輸入字中的位置圖2可見，模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器（ADC）的12位讀數(shù)是左對齊的。最高有效位是符號位，0表示正值。在單極性格式中，3個連續(xù)的0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器（ADC）每變化1個單位，數(shù)據(jù)字則以8個單位變化。在雙極性格式中，4個連續(xù)的0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器每變化1個單位，數(shù)據(jù)字則以16為單位變化。2.2 控制要求用穩(wěn)壓器給定3路輸入信號為0-5V標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號，表示為溫度、濕度對應(yīng)的電壓信號。分別經(jīng)過2個EM235轉(zhuǎn)換之后（表示8路以上），用2位LED交替顯示相應(yīng)電壓值的個位和第一個小數(shù)位，要實(shí)現(xiàn)可自動每隔2秒交替，也可手動按鍵交替顯示。 要保證顯示精度。當(dāng)某一路電壓

16、值大于2V時，LED閃爍顯示，以示報警。同時自動啟動鼠籠式三相異步電動機(jī)開關(guān)溫濕度控制閥門。此外，電動機(jī)應(yīng)能單獨(dú)手動控制啟停。2.3 I/O端子分配圖輸入電器輸入點(diǎn)輸出電器輸出點(diǎn)啟動按鈕I0.0整數(shù)位選Q1.0停止按鈕I0.1小數(shù)位選Q1.1溫濕度手動切換I0.2電機(jī)Q2.0溫濕度自動切換I0.3LED報警Q2.1電機(jī)狀態(tài)切換I0.4右限位Y5右下限位Y6放松Y7右上限位Y82.4 外部接線結(jié)構(gòu)圖2.5梯形圖三、基于PLC的物料混合控制3.1 物料混合控制要求按啟動按鈕，先加入物料1（I0.0），V1（Q0.0）亮，到水位3（I0.1）時停止加入物料1，V1（Q0.0）滅，延時1秒，加入物料2

17、，V2（Q0.1）亮，到水位2（或水位1）（I0.2或I0.3）時，停止加入物料2，V2滅。進(jìn)料完畢后攪拌機(jī)開始工作，M（Q0.2）亮，先正轉(zhuǎn)10秒，POS（Q0.3）亮，然后反轉(zhuǎn)10秒，NEG（Q0.4）亮，攪拌機(jī)停止工作，M滅，打開出料閥出料，V3（Q0.5）亮。待料出完（I0.4）后，重復(fù)上述過程。3.2 物料混合程序流程圖3.3 I/O端子分配圖輸入電器輸入點(diǎn)輸出電器輸出點(diǎn)啟動按鈕I0.0加入物料AQ0.0水位3I0.1加入物料BQ0.1水位2I0.2電機(jī)啟動Q0.2水位1I0.3電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.3排空I0.4電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.4停止I0.5排出物料Q0.53.4 外部接線結(jié)構(gòu)圖3.5 梯形圖四、設(shè)計心得體會通過這次設(shè)計實(shí)踐我學(xué)會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中，提高了我們的綜合素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計以前，我們對知識的掌握都是思想上的，對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。通過合作，我們的合作意識得到加強(qiáng)。合作能力得到提高，在設(shè)計的過程中，我