PLC項目實訓(xùn)供料搬運(yùn)課程報告

1、電氣與自動化工程學(xué)院綜合訓(xùn)練評分表綜合訓(xùn)練題目： 供料搬運(yùn)組合單元班級： 學(xué)號： 姓名： 項 目評分比例平 時 表 現(xiàn)30%綜合型項目答辯50%實 訓(xùn) 報 告20%總 成 績100% 指導(dǎo)老師： 年 月 日電氣與自動化工程學(xué)院 電氣控制工程綜合訓(xùn)練班級： 學(xué)號： 姓名：題 目： 供料搬運(yùn)組合單元控制系統(tǒng) 指導(dǎo)教師： 起止日期： 目 錄第1章工業(yè)自動化技術(shù)綜合訓(xùn)練任務(wù)書11、訓(xùn)練目的12、訓(xùn)練任務(wù)13、訓(xùn)練內(nèi)容與要求14、訓(xùn)練報告要求25、訓(xùn)練進(jìn)度安排26、訓(xùn)練考核辦法4第2章 組合單元結(jié)構(gòu)和工藝流程52.1組合單元的結(jié)構(gòu)5第3章 組合單元總體控制系統(tǒng)的設(shè)計63.1 控制方案的設(shè)計6第4章 元器

2、件選型74.1 PLC選型74.2 氣缸114.3傳感器124.4速度型伺服驅(qū)動器12第5章 編寫程序流程及控制程序145.1 流程圖145.2 符號表165.3 主程序17第6章 程序的調(diào)試與結(jié)果276.1調(diào)試過程27第7章 心得與體會28第9章 參考文獻(xiàn)29電氣工程綜合訓(xùn)練報告第1章工業(yè)自動化技術(shù)綜合訓(xùn)練任務(wù)書 題目：供料搬運(yùn)組合單元控制系統(tǒng)1、訓(xùn)練目的該實訓(xùn)是以PLC和變頻器控制系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計為主線，通過對具體控制系統(tǒng)設(shè)計總體方案的擬定，控制系統(tǒng)硬件電路的熟悉以及控制程序的編寫，使學(xué)生綜合運(yùn)用PLC技術(shù)、變頻技術(shù)、傳感器技術(shù)、低壓電氣控制技術(shù)和組態(tài)控制技術(shù)等各方面知識，把多門專業(yè)課程有機(jī)

3、地結(jié)合起來，進(jìn)行一次全面的訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合技術(shù)能力和綜合素質(zhì)，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。2、訓(xùn)練任務(wù)本課題要求設(shè)計一個供料搬運(yùn)組合單元控制系統(tǒng)，具體指標(biāo)是：將圓形工件放入到立式落料倉1和料倉2中,通過程序控制機(jī)械手使之可以在兩個料倉之間進(jìn)行來回移動，并可以自由取出料倉1或2當(dāng)中的工件，抓取到的工件放置到平帶傳輸中，傳輸線將工件向外輸出，工件沿著平帶傳輸線移動,移動中如被氣動轉(zhuǎn)向器分流工件,可由移動式機(jī)械手抓取重新放回到料倉1/2當(dāng)中,未分流的工件可沿著傳送線移動到下一個與該模塊連接的站點(diǎn)。3、訓(xùn)練內(nèi)容與要求（1）深入了解和分析供料搬動組合模型的工藝過程和控制要求，編制系統(tǒng)控制流程圖。（2）

4、根據(jù)控制柜和控制對象的硬件接線，繪制輸入輸出分配表以及I/O端子的接線圖，列出元件明細(xì)表。（3）根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，以西門子PLC為控制核心，設(shè)計物料的自動供料與搬動的控制系統(tǒng)，完成梯形圖程序編寫。（4）聯(lián)機(jī)調(diào)試，使系統(tǒng)程序完善，控制過程正確。 4、訓(xùn)練報告要求1、圖紙部分控制系統(tǒng)電路原理圖 (A3或A4圖紙一份)。制柜的元件布局圖(A3或A4圖紙一份)?？刂屏鞒?(A3或A4圖紙一份)。調(diào)試流程(A3或A4圖紙一份)。2、說明書部分說明書是實訓(xùn)的整個設(shè)計過程的敘述說明，應(yīng)采用統(tǒng)一的報告紙書寫，包括以下內(nèi)容：目錄；訓(xùn)練任務(wù)書；正文：1）組合單元結(jié)構(gòu)、工藝過程；2）控制系統(tǒng)總體方案的分析及控

5、制流程框圖；3）硬件選型及硬件電路設(shè)計說明；4）PLC控制程序設(shè)計說明；5）系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試說明。收獲、體會；參考文獻(xiàn)。5、訓(xùn)練進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容概要學(xué)時教學(xué)方式講課實驗實踐1.認(rèn)識組合單元(1) 組合單元的結(jié)構(gòu)組成；(2) 工藝過程及工作特點(diǎn)；(3) 元器件在組合單元中的作用；(4) 組合單元電、機(jī)、氣、光之間的配合。24講授實踐2. 組合單元各組成部分控制、檢測、調(diào)速基本應(yīng)用(1) 傳輸線的控制與調(diào)速；(2) 氣動機(jī)械手的控制；(3) 旋轉(zhuǎn)加工盤的控制；(4) 工件的定位控制；(5) 氣動式轉(zhuǎn)向器控制；(6) 龍門式機(jī)械手的控制；(7) 自動上料倉控制；(8) 分揀傳送線的控制；(9) 三軸移動

6、平臺的控制；(10) 工件夾具的控制；(11) 傳感器的安裝與調(diào)試；(12) 電磁閥的運(yùn)行。24講授、實踐3. PLC、變頻器和低壓電器元件的選型（1） PLC的選型及I/O點(diǎn)數(shù)確定；（2） 變頻器的選型、配置要點(diǎn)及參數(shù)設(shè)置；（3） 低壓電器元件的選擇。15講授、實踐4. 編寫PLC控制流程及控制程序(1) 控制流程的繪制；(2) PLC控制程序的編寫。115實踐教學(xué)內(nèi)容概要學(xué)時教學(xué)方式講課實驗實踐5. 控制系統(tǒng)的調(diào)試(1) 調(diào)試流程編寫；(2) 控制線路的檢查；(3) 調(diào)試硬件電路；(4) 調(diào)試軟件程序。1106. 撰寫訓(xùn)練報告 根據(jù)任務(wù)書和指導(dǎo)書要求，撰寫電氣控制工程綜合訓(xùn)練報告。18講授

7、7. 答辯每個學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)答辯，展示效果、回答問題。6講授、實驗合 計8526、訓(xùn)練考核辦法考核從綜合訓(xùn)練的平時表現(xiàn)、訓(xùn)練報告及答辯三個方面綜合評定成績。學(xué)習(xí)與訓(xùn)練過程中態(tài)度的認(rèn)真性，專業(yè)知識綜合應(yīng)用的能力，畫圖軟件應(yīng)用的熟練程度，設(shè)計方案的正確性或合理性，圖文的質(zhì)量效果，動手能力，專業(yè)綜合素養(yǎng)，是否具有獨(dú)立分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神等方面。綜合訓(xùn)練按滿分為100分計，本課程的學(xué)生成績由平時表現(xiàn)、答辯成績和實訓(xùn)報告成績?nèi)糠纸M成，其中平時表現(xiàn)占總成績的30%，答辯成績占總成績的50%，實訓(xùn)報告成績占20%。答辯成績由演示結(jié)果和回答問題兩部分成績構(gòu)成，平時成績由考勤、基本實訓(xùn)項目的表現(xiàn)綜合評定

8、。第2章 組合單元結(jié)構(gòu)和工藝流程2.1組合單元的結(jié)構(gòu)圖1第3章 組合單元總體控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1 控制方案的設(shè)計這次任務(wù)主要是供料搬運(yùn)組合單元的設(shè)計，采用伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)來控制機(jī)械臂運(yùn)動，直流電機(jī)控制上料，交流電動機(jī)控制機(jī)床爪，用傳感器來檢測物料是否到位，PLC控制電磁閥，再由電磁閥控制氣閥，使得機(jī)床爪動作。實現(xiàn)直流電機(jī)控制的轉(zhuǎn)盤物料處檢測到物料，機(jī)械臂自動運(yùn)行到該處取走物料，在進(jìn)行加工，最后到進(jìn)行料倉處計數(shù)這整個過程。由于阻擋缸2故障不能使用，我們修改了流程圖，設(shè)計了對應(yīng)可運(yùn)行的程序。正常工作時，金屬塊和非金屬塊都會進(jìn)入到傳送帶1中，吸盤仍然可以區(qū)分金屬和非金屬，將其放入對應(yīng)的料筒中。第4

9、章 元器件選型4.1 PLC選型4.1.1 S7200簡述S7-200系列是一種可編程序邏輯控制器(Micro PLC)。它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動化控制 需求。S7-200的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能模塊通訊等指 令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制目的。緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng) 大的指令集使S7-200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。S7-200提供了3種方式的JI那運(yùn)動控制: 脈究調(diào)制(PWM) 一內(nèi)置于S7-200,用f速度、位置或占空比控制 脈沖中輸出(PTO)一內(nèi)置于S7-200,用于速度和位置控制。 EM253位控模

10、塊一用于速度和位置控制的附加模塊。 S7-200的內(nèi)置脈沖串輸出提供了西個數(shù)字輸出通道(Q0.0和Q0.1) ,該數(shù)字輸出可以通過位控向?qū)ЫM態(tài)為PWM或PT0的輸出。 當(dāng)組態(tài)一個輸出為PT0操作時,生成一個50%占空比脈沖中用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)控制。內(nèi)置PT0功能僅提供了脈沖串輸出。您的應(yīng)用程序必須通過PLC內(nèi)置l/0 或擴(kuò)展模塊提供方向和限位控制。 PT0按照給定的脈沖個數(shù)和周期輸出一申方波(占空比50%) ,如圖1。 PT0可以產(chǎn)生単段脈沖串或者多段脈沖串（使用脈沖包絡(luò)）?？梢灾付}沖數(shù)和周期（以微秒或毫秒為增加量）： 脈沖個數(shù)：1到4,294,967,295 周期：1

11、0us（100K）到65535us或者2ms到65536ms。 圖6 200系列的PLC的最大脈沖輸出頻率除CPU224XP以外均為20KHZ。CPU224XP可達(dá)100KHZ。如表所示：表14.1.2 MAP庫的應(yīng)用 1、 MAP庫的基本描述 現(xiàn)在，200系列PLC本體PTO提供了應(yīng)用庫MAP SERVQ0.1，分別用于Q0.0和Q0.1的脈沖串輸出。如圖所示：圖7 注：這兩個庫可同時應(yīng)用于同一項目。 各個塊的功能塊如表所示：表2 2、 本次實訓(xùn)我們用到了4個功能塊： Q0_0_CTRL 功能塊如圖，功能描述如表：圖8表3 Q0_0_Home 功能塊如圖，功能描述如表：圖9表4 Q0_0_M

12、oveAbsolute 功能塊如圖，功能描述如表：圖10表5 Q0_0_Stop 功能塊如圖，功能描述如表：圖11表64.2 氣缸圖12 氣缸的運(yùn)動速度主要由所驅(qū)動的工作機(jī)構(gòu)的需要來決定。 要求速度緩慢、平穩(wěn)時，宜采用氣液阻尼缸或采用節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速的方式有：水平安裝推力載荷推薦用排氣節(jié)流；垂直安裝升舉載荷推薦用進(jìn)氣節(jié)流；具體回路見基本回路一節(jié)。用緩沖氣缸可使缸在行程終點(diǎn)不發(fā)生沖擊現(xiàn)象，通常緩沖氣缸在阻力載荷且速度不高時，緩沖效果才明顯。如果速度高，行程終端往往會產(chǎn)生沖擊。4.3傳感器 傳感器，英文名稱為transducernsor，是一種檢測裝置，國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對其的定義為：能

13、感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成。傳感器可完成信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄、控制等多重要求，具有微型化、數(shù)字化、智能化等多種功能，是實現(xiàn)自動化的第一環(huán)。 圖134.4速度型伺服驅(qū)動器通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控置裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī)的位置信號或直接負(fù)載的位置信號給上位反饋以做運(yùn)算用。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負(fù)載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整

14、個系統(tǒng)的定位精度。伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的一個必須的內(nèi)部環(huán)節(jié)，伺服驅(qū)動器中同樣存在變頻（要進(jìn)行無級調(diào)速）。但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位置環(huán)都閉合進(jìn)行控制，這是很大的區(qū)別。除此外，伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的，要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位?，F(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服，但這種電機(jī)受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾KW以上的同步伺服價格及其昂貴，這樣在現(xiàn)場應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服，這時很多驅(qū)動器就是高端變頻器，帶編碼器反饋閉環(huán)控制。所謂伺服就是要滿足準(zhǔn)確、精確、快速定位，只要滿足就不存在伺服變頻之爭。第5章 編寫程序流程及控制程序5.1

15、 流程圖圖145.2 符號表（如表）表75.3 主程序（如下圖）第6章 程序的調(diào)試與結(jié)果6.1調(diào)試過程由于阻擋缸2故障不能使用，我們修改了流程圖，設(shè)計了對應(yīng)可運(yùn)行的程序。正常工作時，金屬塊和非金屬塊都會進(jìn)入到傳送帶1中，但電感電容檢測的狀態(tài)會被記憶，因此吸盤仍然可以區(qū)分金屬和非金屬，將其放入對應(yīng)的料筒中。程序中的記憶環(huán)節(jié)（網(wǎng)絡(luò)8所示）被分為3段，理論上可以將3個物料放入工藝流程的，但實際上只能放入2個。如果放入3個物料，程序很容易出錯，吸盤會將物料放入錯誤的料筒中。按停止按鈕時，考慮到正在運(yùn)行的機(jī)械手和吸盤突然停止工作，物料會被甩飛或掉落，因此在程序中，驅(qū)動機(jī)械手一系列動作的M3.1（網(wǎng)絡(luò)1、

16、16、17所示）不會馬上被復(fù)位，伺服電機(jī)在M3.0，即吸盤運(yùn)行標(biāo)志（網(wǎng)絡(luò)5、11所示）完成之后才會停止，機(jī)械手和吸盤會完成動作后再停止，保證了人員和設(shè)備的安全。第7章 心得與體會本次PLC課程設(shè)計題目與實際生活聯(lián)系緊密，使我充分認(rèn)識到了這門課程的實際意義和現(xiàn)實重要性。通過本次課程設(shè)計我掌握了電氣控制的原理設(shè)計的基本方法，并能達(dá)到熟練使用可編程控制器實現(xiàn)簡單控制系統(tǒng)的控制要求，尤其是對于順序控制指令的使用?；究梢允炀毜剡M(jìn)行系統(tǒng)外圍電路設(shè)計、接線、編程、調(diào)試等工作。 我所設(shè)計的課題目相對較簡單，采用順序控制設(shè)計思路清晰、易于理解。但是我的準(zhǔn)備工作做的不全面，在完全掌握設(shè)計資料前盲目設(shè)計，困擾，浪費(fèi)很多時間。  在編程過程中，總會出現(xiàn)一些低級錯誤，比例文字不符合規(guī)范，編寫錯誤等等，在同學(xué)細(xì)心檢查下得以解決。這讓我深切的感受到團(tuán)隊合作的重要性，和自身的一些不足，告誡未來的我對待事業(yè)因該更加細(xì)心、耐心，不可急于