傳送機分檢貨物控制系統(tǒng)設計

1、等級:課 程 設 計課程名稱電氣控制與PLC課程設計課題名稱傳送機分檢貨物控制系統(tǒng)設計專 業(yè)班 級學 號姓 名指導老師 劉星平，賴指南，譚梅，沈細群2016年6月17日 電氣信息學院課程設計任務書課題名稱傳送機分檢貨物控制系統(tǒng)設計姓 名專業(yè)班級學號指導老師譚梅課程設計時間2016年6月6日2016年6月17日（第1516周）教研室意見同意開題。 審核人：汪超 林國漢一.任務及要求設計任務：以PLC為核心，設計一個金屬壓鑄機控制系統(tǒng)，為此要求完成以下設計任務：1.根據(jù)金屬壓鑄機的基本組成結構、工藝過程和控制要求，確定控制方案。2.配置電器元件，選擇PLC型號。3.繪制金屬壓鑄機控制系統(tǒng)的PLC

2、I/O接線圖。設計梯形圖程序，列出指令程序清單。4.上機調(diào)試程序。5.編寫設計說明書。設計要求1.一般要求：（1）所選控制方案應合理，所設計的控制系統(tǒng)應能夠滿足金屬壓鑄機的工藝過程要求，并且技術先進，安全可靠，操作方便。（2）所繪制的設計圖紙符合國家標準局頒布的GB472884電氣圖用圖形符號、GB698887電氣制圖和GB715987電氣技術中的文字符號制定通則的有關規(guī)定。（3）所編寫的設計說明書應用詞準確，語句通順，層次清楚，條理分明，重點突出，結構合理，內(nèi)容詳實。2.具體要求：（1）對工作方式的控制要求 連續(xù)工作方式：在金屬壓鑄機處于初始狀態(tài)的情況下，按下啟動按鈕時，要求金屬壓鑄機能夠自

3、動地一個循環(huán)接一個循環(huán)地工作下去，直至實際循環(huán)的次數(shù)達到設定的次數(shù)并返回到初始狀態(tài)時才自動停止。在此工作方式下，能對金屬壓鑄機進行預停和緊急停止操作。 單周工作方式：在金屬壓鑄機處于初始狀態(tài)的情況下，按下啟動按鈕時，要求金屬壓鑄機能夠自動地完成一個循環(huán)的工作。當金屬壓鑄機完成一個循環(huán)的工作并返回到初始狀態(tài)時能自動停止。在此工作方式下，能對金屬壓鑄機進行緊急停止操作。 單機手動工作方式：要求能對金屬壓鑄機的模板、射入活塞、冷卻水電磁閥、噴嘴和洗模液電磁閥的動作進行手動操作。二.進度安排1.第一周星期一：布置課程設計任務，講解設計思路和要求，查閱設計資料。2.第一周星期二星期四：詳細了解金屬壓鑄機

4、的基本組成結構、工藝過程和控制要求。確定控制方案。配置電器元件，選擇PLC型號。繪制金屬壓鑄機控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖。設計PLC梯形圖程序，列出指令程序清單。3.第一周星期五：上機調(diào)試程序。4.第二周星期一：指導編寫設計說明書。5.第二周星期二星期四：編寫設計說明書。6.第二周星期五：答辯。三.參考資料1 劉星平.PLC原理及工程應用M.北京：中國電力出版社，2014年。2 廖常初.S7-200 PLC編程及應用M.北京：機械工業(yè)出版社，2014年。3 王阿根.西門子S7-200 PLC 編程實例精解M.北京：電子工業(yè)出版社，2013年。4 賴指南.PLC原理與應用補充教材（內(nèi)部使用）

5、，本校自編教材，2010年。四.原始資料傳送機分檢貨物示意圖如圖所示。傳送機分檢貨物裝置可分別檢出大、小鐵球。如果傳送機底下的電磁鐵吸住小鐵球，則將小球放入裝小球的箱子里；如果傳送機底下的電磁鐵吸住大鐵球，則將大球放入裝大球的箱子里。傳送機電磁鐵的上升和下降運動由一臺電動機帶動，傳送機的左、右運動則由另外一臺電動機帶動。初始狀態(tài)時，傳送機停在原位。當按下傳送機的啟動按鈕后，電磁鐵在傳送機的帶動下下降到混合球箱中。如果傳送機在下降過程中壓合行程開關ST2，電磁鐵的電磁線圈通電后將吸住小球，然后上升右行至行程開關ST4的位置，電磁鐵下降，將小球放入小球箱中。如果電磁鐵由原位下降后未壓合行程開關ST

6、2，則電磁鐵的電磁線圈通電后將吸住大球，然后右行至行程開關ST5位置，電磁鐵下降，將大球放入大球箱中。左行回到ST1處重復以上過程。ST3為傳送機上限位行程開關。ST6大球箱小球箱接近開關混合球箱電磁鐵ST2ST3ST1ST4ST5M傳 送機分檢貨物示意圖目錄第一章 概述1第二章 總體設計22.1 設計要求22.2 分揀大小球的設計思想32.3 I/O地址分配表32.4 外部接線圖42.5 順序功能圖5第三章 程序設計63.1 程序設計如下6第四章 調(diào)試過程12心得與體會13附錄A：梯形圖14附錄B：語句表18附錄C：硬件接線圖190第一章 概述 隨著社會的不斷發(fā)展 ,市場的競爭也越來越激烈

7、,因此各個生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進生產(chǎn)技術 ,提高生產(chǎn)效率 ,尤其在需要進行材料分揀的企業(yè) ,以往一直采用人工分揀的方法 ,致使生產(chǎn)效率低 ,生產(chǎn)成本高 ,企業(yè)的競爭能力差 ,材料的自動分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。利用計算機技術對生產(chǎn)線上的分揀設備進行智能化控制是一種既能節(jié)約成本現(xiàn)今社會科技發(fā)展迅速，各個行業(yè)不斷創(chuàng)新突破。 隨著人們生活的需要，PLC的應用已經(jīng)滲透到了國民經(jīng)濟的各個領域，對人們的生產(chǎn)生活起到了不可取代的巨大作用，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。了解并應用PLC知識是一項可用性極強并意義深遠的事.本系統(tǒng)是利用可編程控制器(PLC),設計成本低、效率高的材料自動分揀裝置.以PLC為

8、主控制器,結合傳送機裝置、電磁鐵技術、行程開關等技術,現(xiàn)場控制產(chǎn)品的自動分揀.系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點,可根據(jù)不同對象,廣泛應用于生活的各個場所。 機械手的積極作用正日益為人們所認識，其一，他能部分的代替人的勞動并能達到生產(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。因為他能大大的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財力加以研究和應用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合，應用的更為廣泛。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

9、流水線上的產(chǎn)品進行分揀。本課題擬開發(fā)物料搬運機械手，采用的德國西門子S7200系列PLC，對機械手的上下左右以及抓取運動進行控制。用于分揀大小球的機械裝置。我們利用可編程技術，結合相應的硬件裝置，控制機械手完成各種動作第二章 總體設計2.1 設計要求傳送機分檢貨物示意圖如圖所示。傳送機分檢貨物裝置可分別檢出大、小鐵球。如果傳送機底下的電磁鐵吸住小鐵球，則將小球放入裝小球的箱子里；如果傳送機底下的電磁鐵吸住大鐵球，則將大球放入裝大球的箱子里。傳送機電磁鐵的上升和下降運動由一臺電動機帶動，傳送機的左、右運動則由另外一臺電動機帶動。初始狀態(tài)時，傳送機停在原位。當按下傳送機的啟動按鈕后，電磁鐵在傳送機

10、的帶動下下降到混合球箱中。如果傳送機在下降過程中壓合行程開關ST2，電磁鐵的電磁線圈通電后將吸住小球，然后上升右行至行程開關ST4的位置，電磁鐵下降，將小球放入小球箱中。如果電磁鐵由原位下降后未壓合行程開關ST2，則電磁鐵的電磁線圈通電后將吸住大球，然后右行至行程開關ST5位置，電磁鐵下降，將大球放入大球箱中。左行回到ST1處重復以上過程。ST3為傳送機上限位行程開關。ST6大球箱小球箱接近開關混合球箱電磁鐵ST2ST3ST1ST4ST5M 圖1 傳送機分檢貨物示意圖2.2 分揀大小球的設計思想 1）當傳送機處于其實位置時，上限位開關和左限位開關被壓下，裝置處于原點位置。 2）啟動裝置后，機械

11、臂開始下行，一直到下限位開關閉合，此時，若碰到的是小球，機械臂上升，將小球送至裝小球的箱子；若碰到的是大球，則送至裝大球的箱子。 3）之后機械臂上升、左行，回到原點位置。2.3 I/O地址分配表 表1 I/O地址分配表符號地址符號地址啟動按鈕SB1I0.0連續(xù)運行SQ1I1.0停止按鈕SB2I0.7機械臂上升Q0.1上限位開關ST3I0.2機械臂下降Q0.0下限位開關ST2I0.1機械臂左移Q0.3左限位開關ST1I0.3機械臂右移Q0.2小球右限位開關ST4I0.6連續(xù)運行指示燈Q0.5大球右限位開關ST5I0.5原點指示燈Q0.6大小球選擇開關ST6I0.4抓取/松開Q0.42.4 外部接

12、線圖圖2 外部接線圖2.5 順序功能圖圖3 順序功能圖第三章 程序設計3.1 程序設計如下 通過停止按鈕I0.7實現(xiàn)整個系統(tǒng)的復位，程序圖如下所示。圖4 網(wǎng)絡1撿球裝置上行碰到上限位開關I0.2開始左行，程序圖如下所示。 圖5 網(wǎng)絡2系統(tǒng)一個周期運行完成回到初始狀態(tài)，程序圖如下所示。圖6 網(wǎng)絡3 按下連續(xù)運行按鈕I1.0將進入連續(xù)運行狀態(tài)，程序圖如下所示。圖7 網(wǎng)絡4 輸傳送機處于起始位置，上限位開關和左限位開關被按下，程序圖如下所示。圖8 網(wǎng)絡5 系統(tǒng)一個周期運行完成回到初始狀態(tài)，程序圖如下所示。圖9 網(wǎng)絡6 當大小球的選擇開關I0.4接通時，且定時器到達設定值2S時傳送機將會抓球箱中的小球

13、，程序圖如下所示。圖10 網(wǎng)絡7 當抓球時間達到設定值2S后，傳送機將會開始上行，程序圖如下所示。圖11 網(wǎng)絡8 當傳送機上行碰到上限為開關I0.2時，開始右行，程序圖如下所示。圖12 網(wǎng)絡9 當大小球的選擇開關I0.4沒有接通，在定時器達到設定值時，傳送機將會抓取球箱中的大球，程序圖如下所示。圖13 網(wǎng)絡10 當抓球時間達到設定值2S后，傳送機將會開始上行，程序圖如下所示。圖14 網(wǎng)絡11 當傳送機上行碰到上限為開關I0.2時，開始右行，程序圖如下所示。圖15 網(wǎng)絡12 傳送機右行碰到小球的選擇開關I0.6時，將會開始下行到達小球箱位置；若傳送機右行碰到大球的選擇開關I0.5時，將會開始下行

14、到達大球箱的位置，程序圖如下所示。圖16 網(wǎng)絡13 當傳送機到達對應球箱，碰到下限位開關I0.1時，撿球裝置松開，程序圖如下所示。圖17 網(wǎng)絡14 當撿球裝置松開時間達到設定時間2S后，將會上行，程序圖如下所示。圖18 網(wǎng)絡15 撿球裝置處于上行過程中，程序圖如下所示。圖19 網(wǎng)絡16 撿球裝置下行時，開始定時，程序圖如下所示。圖20 網(wǎng)絡17 撿球裝置處于右行過程中，程序圖如下所示。圖21 網(wǎng)絡18 撿球裝置的定時時間，程序圖如下所示。 圖22 網(wǎng)絡19第四章 調(diào)試過程 1.原位：機械臂原始狀態(tài)為左上角原位處，即上限開關ST1及左限開關ST3壓合，同時機械臂處松開，這時原位顯示亮，表示準備就

15、緒。 2.按下啟動按鈕后，機械臂下降，指示燈Q0.0燈亮，同時，計時器T37開始計時2s，在T37計時的過程中，大小球的選擇開關SQ2壓合，則選擇的是小球，反之，則為大球。 3.機械臂2S吸住球后就上升，此時機械臂吸球指示燈Q0.4燈亮，機械臂上升指示燈Q0.1燈亮，碰到上限開關ST1后就右行，機械臂右行指示燈Q0.2燈亮。 4.如果是小球，則右行到ST4處；如果是大球，則右行到ST5處。 5.機械臂下降，指示燈Q0.0燈亮，當碰到下限開關ST2后，經(jīng)過2S后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.釋放后機械臂提升，指示燈Q0.1燈亮，碰到上限開關ST1后，左行，機械臂左

16、行指示燈Q0.3燈亮。 7.左行至碰到左限開關ST3后，一個工作循環(huán)結束。如果是單周期則結束，是連續(xù)則繼續(xù)執(zhí)行。 10.控制系統(tǒng)停止:按下停止按鈕SB2放棄當前步驟直接停止。心得與體會 這次課程設計歷時二個星期多左右，通過課程設計，發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 通過此次設計，了解了PLC機械手在大小球分選系統(tǒng)的工作原理，首次學習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)是此次涉及的主要部分。通過這次綜合實踐，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次課設，通過查閱資料以及在老師和同學的幫助下，最終基本成型。通過

17、實踐，鞏固了理論知識的學習，提高了實際應用所學知識的能力，還積累了許多寶貴的經(jīng)驗。特別感謝譚梅老師以及其他幾位輔導老師的耐心指導，以及我親愛的室友郭鵬、黃剛同學給予的技術支持，還有我們小組的其他幾位組員。在這次的設計實踐過程中，我認識到不管做什么事，尤其是科學實踐，都需要大膽假設，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。我想說：為完成這次課程設計確實很麻煩，但苦中仍有樂，同學們有說有笑，相互幫助，這個課程設計確實很累，但種種艱辛這時就變成了最甜美的回憶！附錄A：梯形圖附錄B：語句表17Netwo

18、rk 1 LDN I0.7EDR M0.1, 20R Q0.4, 1Network 2 LD M0.7A I0.2O M1.0AN M0.0AN M0.1= M1.0= Q0.3Network 3 LD M1.0A I0.3AN M1.5O SM0.1O M0.0AN M0.1= M0.0Network 4 LD I0.0A I1.0O M1.5AN I0.7= M1.5= Q0.5Network 5 LD I0.3A I0.2AN Q0.4= M1.4= Q0.6Network 6 LD M1.0A I0.3A M1.5LD M0.0A I0.0A M1.4OLDO M0.1AN M1.1AN M1.2= M0.1Network 7 LD M0.1A T37A I0.4O M1.1AN M0.2= M1.1Network 8 LD M1.1A T38O M0.2AN M0.3= M0.2Network 9 LD M0.2A I0.2O M0.3AN M0.6= M0.3Network 10 LD M0.1A T37AN I0.4O M1.2AN M0.4= M1.2Net