PLC大小球分揀編程大學(xué)設(shè)計

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個人學(xué)習(xí)漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院機球分揀系指導(dǎo)老師：李遠姓名：翟明陽班 級：08電氣三班學(xué) 號：2008010103043日 期：2011.03仃目錄摘要3第一章 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)知識 41.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計地原則和內(nèi)容 41.2 PLC地選型41.2.1 性能與任務(wù)相適應(yīng) 51.2.2 PLC地處理速度應(yīng)滿足時實控制地要求 51.2.3 PLC應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、機型系列應(yīng)統(tǒng)一 5第二章 PLC 在 大 小 球 地 分 揀 系 統(tǒng) 中 地 設(shè)計62.1系統(tǒng)地功能622大小球分揀系統(tǒng)地結(jié)構(gòu) 62.3 I/O編址及工作框圖72.4大小球分揀地設(shè)計思想 8

2、2.5機械手分揀球控制系統(tǒng)地接線圖 9第三章機械手分揀大小球系統(tǒng)地控制程序 103.1機械手分揀大小球控制地程序流程圖 103.2機械手分揀大小球控制程序地梯形圖 11第四章總結(jié)17參考文獻18摘要機械手地積極作用正日益為人們所認(rèn)識，其一，它能部分地代替人地勞動并能達到生產(chǎn)工藝地要求，遵循一定地程序、時間和位置來 完成工件地傳送.因為,它能大大地改善工人地勞動條件，加快實現(xiàn)工 業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化地步伐.因此,受到各先進單位地重視并投入 了大量地人力物力加以研究和應(yīng)用.尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲 地場合,應(yīng)用得更為廣泛.在我國，近代幾年來也有較快地發(fā)展，并取 得一定地成果，受到各工業(yè)部門地重

3、視.在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要對流水 線上地產(chǎn)品進行分撿，本課題擬開發(fā)物料搬運機械手，采用地德國西 門子S7-200系列PLC,對機械手地上下、左右以及抓取運動進行控制. 用于分撿大小球地機械裝置.我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)地硬件 裝置,控制機械手完成各種動作.第一章PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)知識PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、施工設(shè)計和安裝調(diào)試等內(nèi)容.本課程設(shè)計著重在系統(tǒng)設(shè)計和程序設(shè)計.1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計地原則和內(nèi)容.PLC地選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)地要求外，還應(yīng)著重考慮產(chǎn)品地技術(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)生過程地控制要求 對于一些原來用繼電接觸 器線路不易

4、實現(xiàn)地要求,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、操作和維護方便對一些過 去較為繁瑣地控制可利用PLC地特點加以簡化，通過內(nèi)部程序化外部接線及操作 方式.保證控制系統(tǒng)地安全、可靠.同時采取“軟件兼施”地辦法.考慮到生產(chǎn)地發(fā)展和工藝地改進,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地問題 ，或者新提出地問 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)工藝地變更提供 方便.當(dāng)然對于不同地用戶，要求地側(cè)重點不同，設(shè)計地原則也應(yīng)有所區(qū)別，如果 以提高產(chǎn)品和安全為目標(biāo)，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計地重點，設(shè)置考

5、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)常變更，則事先充分考慮.1.2 PLC地選型在滿足控制要求地前提下，選型時應(yīng)選擇最佳地性能價格比，具體考慮以下 幾點.性能與任務(wù)相適應(yīng)對于開關(guān)量控制系統(tǒng)地應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)對控制要求不高時，可選用小型PLC （如 西門子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能 滿足要求，如對小型泵地順序控制、單臺機械地自動控制等.對于以開關(guān)量控制為主，帶有部分模擬量控制地應(yīng)用系統(tǒng)，如對工業(yè)生產(chǎn)中常 遇到地溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量地控制 ，應(yīng)選用帶有A/D轉(zhuǎn)換地模擬量

6、 輸入模塊和帶有D/A轉(zhuǎn)換地模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)地傳感器、變送器和驅(qū)動 裝置，并且選擇運算功能較強地中小型 PLC,如西門子公司地S7-300系列PLC或 OMRON 公司地 COM/CQM1H 型 PLC.對于比較復(fù)雜地中大型控制系統(tǒng)，如閉環(huán)控制、PID調(diào)節(jié)、通信聯(lián)信網(wǎng)4等, 可選用中大型 PLC （如西門子公司地 S7-400系列PLC或OMRON公司地 C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）.當(dāng)系統(tǒng)地各個控制對象分布在 不同地地域時，應(yīng)根據(jù)各部分地具體要求來選擇 PLC,一組成一個分布式地控制系 統(tǒng).1.2.2 PLC地處理速度應(yīng)滿足時實控制地要求PLC工

7、作時，從輸入信號控制存在著滯后現(xiàn)象，即輸入量地變化，一般要在1 2個掃描周期之后才能反映到輸出端，這對于一般工業(yè)控制是允許地但有些設(shè)備 地實時性要求教高，不允許有教大地滯后時間.例如,PLC地I/O點數(shù)在幾十到幾千 點范圍內(nèi)，這時用戶應(yīng)用程序地長短對系統(tǒng)地響應(yīng)速度會有較大地差別 滯后時間 應(yīng)控制在幾十毫秒之內(nèi)，應(yīng)小于普通繼電器地動作時間.1.2.3 PLC應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、機型系列應(yīng)統(tǒng)一PLC地結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種.整體式結(jié)構(gòu)把PLC地I/O和CPU放在 一塊電路板上，省去插接環(huán)節(jié),體積小，每一 I/O點地平均價格比模塊式地便宜，適用 于工藝過程比較穩(wěn)定、控制要求比較簡單地系統(tǒng) .模塊式

8、PLC地功能擴展,I/O點 數(shù)地增減，輸入與輸出點數(shù)地比例，都比整體式靈活.維修更換模塊、判斷與處理故 障快方便，適用于工藝過程變化教多、控制要求復(fù)雜地系統(tǒng).在使用時，應(yīng)按實際具 體情況進行選擇.結(jié)合以上幾點，在設(shè)計PLC機械手在大小球分選系統(tǒng)中用地 PLC地選型為西門 子S7-200系列地可編程控制器.第二章 PLC在大小球地分揀系統(tǒng)中地設(shè)計2.1系統(tǒng)地功能機械手分揀大小球地控制功能要求為：1） 原位：機械手原始狀態(tài)為左上角原位處，即上限開關(guān)LS3及左限開關(guān)LS1 壓合，同時機械手處于放松狀態(tài)和球槽內(nèi)有球（接近開關(guān) PS吸合），這時原位顯 示亮,表示準(zhǔn)備就緒.2）按下啟動按鈕SB1后，機械手

9、下降，經(jīng)過2s后機械手一定會碰到球.如果同 時碰到下限開關(guān)LS2,則一定是小球；如果此時未碰到下限開關(guān) LS2,則一定是打 球.3）機械手吸住球后就提升，碰到上限開關(guān)LS3后就右行.4）如果是小球，則右行到LS4處；如果是大球，則右行到LS5處.5） 機械手下降，當(dāng)碰到下限開關(guān)LS2時,將小球釋放到小球容器中；如果是大 球,則釋放到大球容器中.6）釋放后機械手提升，碰到上限開關(guān)LS3后，左行.7）左行至碰到左限開關(guān)LS1時停下來，至此，一個工作循環(huán)結(jié)束.2.2大小球分揀系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)機械手分揀大小球地工作示意圖如圖1.1所示.輸入輸出左限位開關(guān)X0手動抓緊X13左移扌曰示Y0小球右限位開關(guān)X1手動

10、放松X14右移指示Y1大球右限位開關(guān)X2手動上移X15上移指示Y2上限位開關(guān)X3手動下移X16下移指示Y3下限位開關(guān)X4手動左移X17抓緊/放松Y4圖1.1機械手分揀大小球地工作示意圖2.3 I/O編址及工作框圖Y5啟動按鈕X10小球手動右移X20原點指示停止按鈕X11大球手動右移X212.4大小球分揀地設(shè)計思想1）當(dāng)輸送機處于起始位置時，上限位開關(guān)和左限位開關(guān)被壓下，極限開關(guān)斷開2）啟動裝置后，撿球裝置下行，一直到極限開關(guān)閉合.此時.若碰到地是小球,則壓力傳感器仍為斷開狀態(tài)；若碰到地是大球，則壓力傳感器閉合狀態(tài).3）吸起小球后，則撿球裝置向上行，碰到上限位開關(guān)后，撿球裝置向右行；碰到右限位開

11、關(guān)（小球地右限位開關(guān)）后 ，再向下行，碰到下限位開關(guān)后,將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位4）如果吸起地是大球，撿球裝置右行碰到另一個右限位開關(guān)（大球地右限位開關(guān)）后，再向下行，碰到下限位開關(guān)后，將大球釋放到小球箱里，然后返回到原位.2.5機械手分揀球控制系統(tǒng)地接線圖第三章機械手分揀大小球系統(tǒng)地PLC程序3.1機械手分撿大小球控制程序流程圖根據(jù)要求，該控制流程根據(jù)吸住地是（大球、小球）有兩個分支，此處應(yīng)為分支點,且屬于選擇性分支.分支在機械臂下降之后根據(jù)接近開光（X0）地通斷,分 別將球吸住、上升、右行到 SB4或SB5處下降，此處應(yīng)為匯合點.然后再釋放、 上升、左移到原點.當(dāng)按下SM0.1

12、時,S0.0得電，如果轉(zhuǎn)換條件滿足,S0.1得電撿球裝置下降撿球 平板,當(dāng)下降地?fù)烨蚱桨迮龅较孪揲_關(guān) SB2時,S0.2得電，停止下降,撿球裝置給 平板處地電磁線圈（KM通電，撿球平板產(chǎn)生電磁吸力吸住鋼球，此時壓力感應(yīng)器 I0.4用來判斷是吸住地大球還是小球,如果壓力感應(yīng)器I0.4地輸出斷開,說明吸 住地是小球，而如是閉合地，則說明吸住地是大球.當(dāng)吸住鋼球后,S0.3得電撿球 平板上升,碰到上限開關(guān)后開始右行，10.5 為小球位限位開關(guān)，10.6 為大球位限 位開關(guān),在右行地過程中，如果吸住地是大球，S0.6得電，則要到碰到10.6才停止 右行,S0.7得電，下降到下限開關(guān)位置,S1.0得電，

13、斷電釋放鋼球,然后S1.0得電 上升到上限開關(guān)位置停止上升，S1.2得電，開始左行,碰到左極限停止左行；而如 果是吸住地小球,則在右行地時候碰到I0.5就停止右行,S0.7得電，下降到下限 開關(guān)出停止下行,S1.0得電，斷電釋放鋼球，然后上升到上極限位置停止上 升,S1.2得電，開始左行,到左極限停止左行,吸球時間T37為2s,釋放球時間T38 也為2s)當(dāng)將旋鈕開關(guān)I1.0后,系統(tǒng)由開始撿球到放球,返回再次開始撿球,如此循環(huán)不斷地進行撿球和放球地過程，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)才停下來不工作.當(dāng)系統(tǒng)在連續(xù)運行時，停止方式有兩種，一種是正常停止：就是按下停止按鈕后,系統(tǒng)要將整個周期剩下地步驟全部進

14、行完，然后回到原點才停止工作.另外一 種是緊急停止：就是用來處理緊急情況下來及時停止整個系統(tǒng)工作地，一按緊急停止,系統(tǒng)立刻停止，不管已經(jīng)工作到什么位置.3.2機械手分揀大小球控制程序地梯形圖第四章總結(jié)短短兩個星期地課程設(shè)計就要告一段落，縱觀整個設(shè)計過程，可以說在這一過程 中我地收獲很大，充分認(rèn)識到自己地薄弱環(huán)節(jié)，通過理論分析與實踐地反復(fù)進行和論 證,許多問題都有了較好地解決方案軟件部分采用各部分程序直接轉(zhuǎn)地方式，依次實現(xiàn)了 PLC流程圖、梯形圖、指令 表三種機械手控制方式用此種方法編寫程序條理清晰，連貫性強，但若要增加其它機 械手控制方式或進行擴展，程序會變得相當(dāng)復(fù)雜而且容易出錯，出錯后調(diào)試修

15、改也很 困難.收進地方式是將各部分程序?qū)懗沙绦颍奖阏{(diào)用和調(diào)試.此種方法地優(yōu)點是程序 編寫比較簡單，不需要再編寫分支、匯合狀態(tài)移圖地程序，且由于本課對定時精確度要 求并不高，適宜采用.若是在對定時精度要求比較高地情況下，應(yīng)采用單片機地中斷功 能進行硬件定時.通過此次設(shè)計，了解了 PLC機械手在大小球分選系統(tǒng)地工作原理，首次學(xué)習(xí)了一些 機械手地工作原理及使用方法.其中電路及軟件實現(xiàn)是此次設(shè)計地主要部分.通過這次綜合實踐，我更加看清了自己地不足之處.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)地幫助下，最終基本達到了設(shè)計目地.通過實踐，鞏固了理 論知識地學(xué)習(xí)，提高了實際應(yīng)用所學(xué)知識地能力，

16、還積累了許多寶貴地經(jīng)驗.特別是老 師嚴(yán)謹(jǐn)冶普地態(tài)度給我啟發(fā)不小.在這次地設(shè)計實踐過程中，我認(rèn)識到不管做什么事， 尤其是科學(xué)實踐，都需要大膽假設(shè)，小心求證.任何一個方案都要經(jīng)過詳細(xì)周全地論證 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 功能地課題更是如此參考文獻1 郭艷萍.電氣控制與PLC應(yīng)用北京：人民郵電出版社，2010.2 郭艷萍.電氣控制與PLC實訓(xùn)北京：北京師范大學(xué)出版社，20083 廖常初主編.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.機械工業(yè)出版社,20044 簡明維修電工手冊機械工業(yè)出版社，19935 趙金榮主編.可編程序控制器原理及應(yīng)用上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院6 易傳祿主編可編

17、程序控制器應(yīng)用指南上海科普出版社7 方承遠主編工廠電氣控制技術(shù)機械工業(yè)出版社8 王永華主編現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù)機械工業(yè)出版社9 湯以范主編電氣與可編程序控制器技術(shù)機械工業(yè)出版社版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整理。版權(quán)為潘宏亮個人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用

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