工件自動(dòng)分選裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、XX 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目： 工件自動(dòng)分選裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 姓 名： XXX 指 導(dǎo) 教 師： XXX 輔 導(dǎo) 教 師： XXX 2014年5月5日一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目說(shuō)明本設(shè)計(jì)通過(guò)PLC、組態(tài)軟件等技術(shù)對(duì)工件自動(dòng)分選裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、人機(jī)交互等功能，在現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)傳感器對(duì)工件進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)用機(jī)械手對(duì)工件進(jìn)行分選。通過(guò)上位機(jī)對(duì)PLC控制實(shí)現(xiàn)裝置的啟停，在現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)界面上可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行顯示。對(duì)于系統(tǒng)輸入點(diǎn)分別有信號(hào)采集與模式選擇兩種方式,工件識(shí)別傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)通訊與PLC相連,急停按鈕、信號(hào)判斷采集、位

2、置采集等部分組成。模式選擇分別自動(dòng)、手動(dòng)、回原點(diǎn)3部組成,正常運(yùn)行時(shí)整個(gè)過(guò)程自動(dòng)完成，用戶可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作，改變機(jī)器的運(yùn)行狀況。另增設(shè)手動(dòng)狀態(tài)下的開(kāi)關(guān),作調(diào)試或檢修過(guò)程的步進(jìn)。緊急停車于對(duì)突發(fā)故障的處理，防止突發(fā)故障對(duì)系統(tǒng)的破壞，保證生產(chǎn)線的安全。二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)任務(wù)總體設(shè)計(jì)方案是根據(jù)工件自動(dòng)分選裝置控制系統(tǒng)的要求，以可編程控制器（PLC）為中心，進(jìn)行硬件選型，并繪制梯形圖、電器原理圖及外部接線圖，最后制作人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)仿真。首先，收集有關(guān)資料，掌握可編程控制器（PLC）的編程和使用方法，并學(xué)會(huì)使用組態(tài)王軟件，為本課題編寫相應(yīng)的人機(jī)界面程序做準(zhǔn)備。其次，分析控制系統(tǒng)的控制

3、要求，熟悉工件自動(dòng)分選裝置的流程，掌握應(yīng)用到的氣缸技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)及相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。再次，根據(jù)分選裝置工藝要求，合理布置機(jī)械機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)部件，熟悉氣缸和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式。并列出所設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)中的I/O清單，方便梯形圖的編寫和電氣原理圖與外部接線圖的繪制。接下來(lái)，對(duì)電器元器件進(jìn)行選型，尤其是PLC的選型；分配PLC的I/O接口，畫出該控制系統(tǒng)的電氣原理圖及外部接線圖。然后，編寫PLC梯形圖和程序清單，用組態(tài)王軟件制作人機(jī)操作界面，并實(shí)現(xiàn)仿真。最后，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。包括中英文摘要，引言、方案擬定、問(wèn)題解決方法、硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明等。2.預(yù)期成果本課題通過(guò)對(duì)自動(dòng)生產(chǎn)線上兩種工件進(jìn)行自動(dòng)分選, 對(duì)自

4、動(dòng)分選裝置動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行分析, 按實(shí)際工況要求, 設(shè)計(jì)出自動(dòng)控制系統(tǒng)。研究系統(tǒng)中各軟硬件的配置, 以及系統(tǒng)中順序控制智能化創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。3.硬件系統(tǒng)說(shuō)明本系統(tǒng)采用西門子公司的S7-200系列的PLC作為本控制系統(tǒng)的核心控制器，所選的CPU型號(hào)為226，并充分利用了可編程控制器簡(jiǎn)捷、迅速的I/O控制和快速的模擬量與數(shù)字量的傳遞通信功能。上位PC機(jī)與PLC之間的通信使用PLC自帶的一個(gè)RS-485接口。系統(tǒng)運(yùn)行信號(hào)的采集主要依靠工件識(shí)別傳感器，壓力傳感器以及光電傳感器。控制執(zhí)行器主要是系統(tǒng)中的6臺(tái)容量不同的三相異步電動(dòng)機(jī)，其中控制主傳送帶的電動(dòng)機(jī)通過(guò)變頻器控制其速度，提高精度。機(jī)械手通過(guò)

5、氣缸推動(dòng)已來(lái)達(dá)到要到達(dá)的位置。系統(tǒng)控制框圖如下圖所示：PLCS7-200其他開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)組態(tài)王工件識(shí)別傳感器限位開(kāi)關(guān)指示燈氣動(dòng)系統(tǒng)（氣缸）機(jī)械手變頻器傳送帶 圖1.控制系統(tǒng)框圖4.軟件部分說(shuō)明該控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用到了STEP 7-Micro軟件和組態(tài)王軟件。其中STEP 7主要用于梯形圖的編寫與仿真，便于程序的調(diào)試與修改，組態(tài)王用于制作人機(jī)交互界面，使操作過(guò)程更加簡(jiǎn)單直觀。同時(shí)采用Auto CAD進(jìn)行電氣原理圖、接線圖的繪制。下圖為該系統(tǒng)的控制流程圖：氣缸Y下降到位到位氣缸Z握緊氣缸Y上升氣缸X右移到位到位否是否是否是開(kāi)始識(shí)別器否是氣缸Y下降到位到位氣缸Z握緊氣缸Y上升氣缸X右移到位到位否

6、是否是否是氣缸Y下降到位到位氣缸Z松開(kāi)氣缸Y上升氣缸X左移到位到位否是否是否是氣缸Y下降到位到位氣缸Z松開(kāi)氣缸Y上升氣缸X左移到位到位否是否是否是否是結(jié)束否是否是圖2.系統(tǒng)控制流程圖三、設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況1、收集了有關(guān)資料并大致分析了工件自動(dòng)分選裝置的組成結(jié)構(gòu)，了解工件自動(dòng)分選的工藝流程，在此基礎(chǔ)上確定了用氣缸控制機(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)，用限位開(kāi)關(guān)控制機(jī)械手位置，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)化選擇。2、根據(jù)工件自動(dòng)分選的工藝流程，繪制完成了控制系統(tǒng)框圖和控制流程圖，初步學(xué)習(xí)了組態(tài)王的應(yīng)用。3、根據(jù)本系統(tǒng)的控制要求，大約需要28個(gè)輸入點(diǎn)，6個(gè)輸出點(diǎn)，所以選用24個(gè)輸入16個(gè)輸出的CPU226控制芯片來(lái)滿足系統(tǒng)要求并選擇擴(kuò)

7、展芯片。其中 , PLC的輸入/輸出電源選擇直流 24 V ,且輸入端開(kāi)關(guān)器件選擇其常開(kāi)觸點(diǎn)。 4、基本完成了PLC梯形圖，電氣原理圖。四、未完成的設(shè)計(jì)任務(wù)、遇到的問(wèn)題及安排1、電器接線圖，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及部分組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)的人機(jī)界面，中英文最終文件。2、電機(jī)的選型以及傳感器的選型，今后應(yīng)查閱電機(jī)與傳感器方面的資料確定電機(jī)的型號(hào)以及傳感器的樣式。遇到的問(wèn)題及安排：工件分選裝置的每一步工序還需要具體化，檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、整個(gè)控制系統(tǒng)可靠性還需要進(jìn)一步考慮，組態(tài)王軟件的仿真也需要仔細(xì)考慮。希望通過(guò)再研究和向老師、同學(xué)請(qǐng)教解決上述問(wèn)題。五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)中英文摘要初稿工件自動(dòng)分選裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要

8、本設(shè)計(jì)是基于可編程控制器（PLC）的工件自動(dòng)分選裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。PLC與自動(dòng)生產(chǎn)線在工業(yè)生產(chǎn)中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,尤其是PLC具有強(qiáng)大的算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、邏輯控制、順序控制、存儲(chǔ)等強(qiáng)大的功能。不僅能通過(guò)數(shù)字量與模擬量對(duì)各類系統(tǒng)的控制,也能通過(guò)以太網(wǎng)與上位機(jī)通訊,現(xiàn)場(chǎng)總線與智能設(shè)備通訊。以PLC 為主控制器，通過(guò)傳感器識(shí)別不同工件，結(jié)合氣動(dòng)裝置、位置控制等技術(shù)控制機(jī)械手的工作，運(yùn)用梯形圖編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同要求的工件進(jìn)行自動(dòng)分選。系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn),可根據(jù)不同對(duì)象,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。本系統(tǒng)實(shí)工件分選的自動(dòng)化控制、人機(jī)交互等功能，大大地提高了生產(chǎn)效率，降

9、低了勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)操作方便，直觀性好，運(yùn)行平穩(wěn)，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：工件自動(dòng)分選；PLC；傳感器；電動(dòng)機(jī)Workpiece Automatic Sorting Device Control System Design AbstractThe design is based on the programmable logic controller (PLC) of the workpiece automatic sorting device control system design. PLC and automatic production lines in industr

10、ial production more widely used, especially PLC powerful arithmetic operations, timing, counting, logic control, sequential control, storage and other powerful features. Not only through the digital and analog control of various systems, but also communicate with the host computer via Ethernet, fiel

11、dbus communications and intelligence equipment. PLC-based controller, through the sensors to identify different parts, combined with pneumatic devices, such as technical control position control robot work. Use ladder programming, the different parts required for automatic sorting. System has a high

12、 degree of automation, stable operation and high precision, easy control characteristics, according to different objects, can be slightly modified to achieve the system requirements.Real parts of the sorting system of automatic control, human-computer interaction and other features, greatly improved production efficiency and reduce labor intensity. At the same time easy to operate, intuitive, good, stable, and economical and practical, has b