基于PLC控制大小鐵球分揀系統(tǒng)棗莊學(xué)院課程設(shè)計

1、PLC編程及應(yīng)用課程設(shè)計大小球分選系統(tǒng)的PLC控制學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)：班 級： 機械設(shè)計及其自動化 姓 名： 學(xué) 號：時 間：指 導(dǎo) 老 師： 2016.06.01 孫 正 目 錄第1章 概述11.1選題背景11.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的原則和內(nèi)容11.3控制要求2第2章硬件設(shè)計32.1 主電路設(shè)計32.2 I/O地址分配及接線圖32.3元件的選擇4第3章軟件設(shè)計53.1順序功能圖53.2梯形圖和狀態(tài)表63.3面板接線圖15第四章軟硬調(diào)試164.1系統(tǒng)調(diào)試164.2 使用說明16設(shè)計感想17致 謝18參考文獻19摘 要機械手的積極作用正日益為人們所認識，其一，它能部分地代替人的勞動

2、并能達到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送。因為，它能大大地改善工人的勞動條件，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因此，受到各先進單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國，近代幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要對流水線上的產(chǎn)品進行分撿，本課題擬開發(fā)物料搬運機械手，采用的德國西門子S7-200系列PLC，對機械手的上下、左右以及抓取運動進行控制。用于分撿大小球的機械裝置。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機械手完成各種動作大小球分選系統(tǒng)的PLC控

3、制。關(guān)鍵詞:機械手；PLC；大小球AbstractPositive role of the manipulator is increasingly been recognized, first, it can partially replace human labor and can meet the requirements of production process, follow certain procedures, time and location to complete the transfer of artifacts. Because it can greatly impro

4、ve the working conditions of workers, to speed up the pace of industrial production mechanization and automation. As a result, brought to the attention of the various advanced unit and invested a lot of manpower material resources to research and application. Especially in the occasion of high tempe

5、rature and high pressure, dust, noise, more widely applied. In our country, modern also has a rapid development in recent years, and achieved certain results, brought to the attention of the various industrial departments. In the process of production, often have to be separated on the assembly line

6、 of products, this topic proposed development material handling manipulator, the German Siemens S7-200 series PLC, up and down, left and right sides of manipulator and grab motion control. Used for sorting through competing mechanism. We use the programmable technology, combined with the correspondi

7、ng hardware device, control manipulator to complete various competing separation system of PLC control.Keywords: manipulator PLC competing第1章 概述1.1選題背景 大、小球選擇分類傳送作為工業(yè)中器件選擇傳送的一個寫照，在工業(yè)控制中它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。它能夠通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，并能在各種復(fù)雜環(huán)境中工作，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其在人工智能方面大大地增加其效率，同時也改善了人類的工作環(huán)境與工作強度。 中國在科技發(fā)展方面發(fā)展水平較

8、低，在工業(yè)中分揀傳送勞動密集型還占有相當(dāng)大的份額。由于人的勞動能力有限，并且人不能持續(xù)長時間的高強度工作，因此在勞動效率上往往是制約企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性因素，為了提高勞動效率，搶占市場份額，各個企業(yè)也不斷的引進和更新自動化設(shè)備來提高效率，同時降低人的工作強度。因而這種自動化控制在工業(yè)控制中有很大優(yōu)勢。 1.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的原則和內(nèi)容 PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標的要求外，還應(yīng)著重考慮產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后服務(wù)等情況。 最大限度地滿足被控對象或產(chǎn)生過程的控制要求。對于一些原來用繼電接觸器線路不易實現(xiàn)的要求，使用PLC后，將很容易實現(xiàn)。 在滿足控制要求前提下，力求使控制簡單、經(jīng)濟、操作和維護方

9、便。對一些過去較為繁瑣的控制可利用PLC的特點加以簡化，通過內(nèi)部程序化外部接線及操作方式。 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。同時采取“軟件兼施”的辦法。 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，選擇PLC容量及I/O點數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。一個系統(tǒng)完成后，往往會發(fā)現(xiàn)一些原來沒有考慮到的問題，或者新提出的問題 ，如果事先留有裕量。則PLC系統(tǒng)極易修改。同時對日后系統(tǒng)工藝的變更提供方便。當(dāng)然對于不同的用戶，要求的側(cè)重點不同，設(shè)計的原則也應(yīng)有所區(qū)別，如果以提高產(chǎn)品和安全為目標，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計的重點，設(shè)置考慮采取冗余控制系統(tǒng)；如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計加以強化；如果系統(tǒng)工藝經(jīng)

10、常變更，則事先充分考慮。1.3控制要求 大小鐵球分選系統(tǒng)示意圖如圖1-1所示。當(dāng)機械臂處于原始位置時，上限位開關(guān)SQ3和左限位開關(guān)SQ1閉合，抓球電磁鐵處于失電狀態(tài)，這時按下啟動按鈕后，機械臂下降，當(dāng)碰到下限位SQ2時停止下降，且電磁鐵得電抓球。如果抓住的是小球，則大小球檢測開關(guān)SQ為ON；如果抓住的是大球，則SQ為OFF。兩秒后，機械臂上升，碰到上限位開關(guān)SQ3后右移，它會跟據(jù)大小球的不同，在SQ4（小球）或SQ5（大球）處停止右移，然后下降至下限位開關(guān)處于停止，電磁鐵失電，機械臂把球放在小球或大球箱內(nèi)，兩秒后返回。如果不按停止按鈕，則機械臂一直工作下去；如果按下停止按鈕，則不管何時何處按，

11、機械臂最終都要停止在原始位置。在按下啟動按鈕后，系統(tǒng)可以再次重頭開始循環(huán)工作。圖1-1 大小球分選系統(tǒng)示意圖第2章硬件設(shè)計2.1 主電路設(shè)計 大、小球分揀傳送實質(zhì)上是由電動機控制的機械臂完,其主電路就是電動機的正反轉(zhuǎn)電路。2.2 I/O地址分配及接線圖 按照設(shè)計要求，我們設(shè)定好輸入量與輸出量，定義各個量的含義，并對它們進行地址分配。本系統(tǒng)的I/O地址分配如表2-1所示。輸入設(shè)備輸入繼電器輸出設(shè)備輸出繼電器代號功能代號功能SB啟動按鈕I0.0HL原始位置指示燈Q0.5SQ1左限位開關(guān)I0.1YV抓球電磁鐵Q0.1SQ2下限位開關(guān)I0.2KM1下降接觸器Q0.0SQ3上限位開關(guān)I0.3KM2上升接

12、觸器Q0.2SQ4小球右限位開關(guān)I0.4KM3右移接觸器Q0.3SQ5大球右限位開關(guān)I0.5KM4左移接觸器Q0.4SQ6大小球檢測開關(guān)I0.6KM5圖2-1 PLC的I/O配置根據(jù)控制要求，設(shè)定好各個量的地址分配之后，我們把其對應(yīng)的I/O接線圖繪制出來，其I/O接線圖如圖2-2所示。 圖2-2 大小鐵球分選系統(tǒng)PLC控制的PLC的I/O接線圖2.3元件的選擇 選按鈕時，按照按鈕的使用場合、控制回路要求、工作狀態(tài)與工作情況等原則選擇按鈕。 第3章軟件設(shè)計3.1順序功能圖 圖3-1大小鐵球分選系統(tǒng)PLC控制的順序功能圖 3.2梯形圖和狀態(tài)表 大小球分選系統(tǒng)PLC控制的順序梯形圖如圖3-1和3-2

13、所示。圖3-1 大小球分選系統(tǒng)PLC控制的梯形圖Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5S0.0××××S0.1×××××S0.2×××××S0.3×××××S0.4×××××S0.5×××××S0.6×××××S1.0××

14、5;××S1.1××××××S1.2×××××S1.3×××××3-2大小球分選系統(tǒng)PLC控制的狀態(tài)表3.3面板接線圖大小球分選系統(tǒng)PLC控制的面板接線圖如圖3-3所示圖3-3 大小球分選系統(tǒng)PLC控制的面板接線第四章軟硬調(diào)試4.1系統(tǒng)調(diào)試 打開西門S7-200系列仿真軟件，將梯形圖程序輸入到計算機，并連接好外部接線圖，然后對程序進行調(diào)試。首先，系統(tǒng)通電運行后，同時按下SQ1、SQ3，觀察原點顯示HL，看機械臂是否在

15、機械原點，并有顯示。然后，按下啟動按鈕SB，觀察機械臂是否按照本設(shè)計設(shè)定的工作方式運行。無誤后，按下停止按鈕，觀察系統(tǒng)是否在完成本周期的工作后返回原點，并停留在初始步。若運行過程中出錯，則要認真查找出錯原因，哪個環(huán)節(jié)出錯，然后作出修改，并重新運行，直至運行結(jié)果完全正確。 4.2 使用說明 SB 啟動按鈕，SQ1左限位開關(guān)，SQ2下限位開關(guān)，SQ3上限位開關(guān)，SQ4小球右限位開關(guān)，SQ5大球右限位開關(guān)，SQ大小球檢測開關(guān)設(shè)計感想本次設(shè)計的大、小球分類選擇傳送PLC控制已經(jīng)結(jié)束，縱觀整個設(shè)計過程，我們從分析問題，到逐漸解決問題，并最終達到預(yù)期目的，可以說我收獲很大。通過理論分析和不斷的實踐使得問題

16、得到較好的解決，系統(tǒng)的闡述了設(shè)計過程。設(shè)計中我們用到流程圖、梯形圖和指令表，通過實踐是我加深了對它們的理解，并熟練掌握了編程方法。通過此次設(shè)計，了解了PLC機械手在大小球分選系統(tǒng)的工作原理，首次學(xué)習(xí)了一些機械手的工作原理及使用方法。其中電路及軟件實現(xiàn)是此次設(shè)計的主要部分。 通過這次綜合實踐，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次畢業(yè)設(shè)計，通過查閱資料以及在老師和同學(xué)的幫助下，最終基本達到了設(shè)計目的。通過實踐，鞏固了理論知識的學(xué)習(xí)，提高了實際應(yīng)用所學(xué)知識的能力，還積累了許多寶貴的經(jīng)驗。特別是老師嚴謹冶普的態(tài)度給我啟發(fā)不小。在這次的設(shè)計實踐過程中，我認識到不管做什么事，尤其是科學(xué)實踐，都需要大膽

17、假設(shè)，小心求證。任何一個方案都要經(jīng)過詳細周全的論證后才能著手去做，否則即使很快做出來，但經(jīng)不起推敲和考驗。對于那些要求能夠擴展功能的課題更是如此。同時也認識到，作為新時代的大學(xué)生，在競爭如此激烈的社會環(huán)境里，動手實踐和創(chuàng)新能力顯得尤為重要，通過這次課程設(shè)計我還發(fā)現(xiàn)自己還存在諸多方面的不足。理論知識終究不是實踐能力，在實踐面前一系列問題就會突然被發(fā)現(xiàn)，但是沒有扎實的理論知識實踐能力就大大削弱，要注重理論與實踐相結(jié)合，并且要認認真真去做每一件事，大膽創(chuàng)新，從而不斷提高自己的能力。致 謝 課程設(shè)計得以完成，要感謝的人實在太多了，首先要感謝指導(dǎo)老師，因為論文是在孫老師的悉心指導(dǎo)下完成的。孫老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深深。 同時，論文的順利完成，離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在整個的論文寫作中，各位老師、同學(xué)和朋友積極幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，論文得以不斷的完