工件自動分選裝置控制系統(tǒng)設計論文

1、-* 學 院畢業(yè)設計論文中期報告設計論文題目：工件自動分選裝置控制系統(tǒng)設計系 別： 機電工程系 專 業(yè)：測控技術與儀器姓 名： * 指 導 教 師： * 輔 導 教 師： * 2021年5月5日一、 畢業(yè)設計題目說明本設計通過PLC、組態(tài)軟件等技術對工件自動分選裝置進展控制，實現(xiàn)自動化控制、人機交互等功能，在現(xiàn)場可以通過傳感器對工件進展識別，同時用機械手對工件進展分選。通過上位機對PLC控制實現(xiàn)裝置的啟停，在現(xiàn)場的人機界面上可以對現(xiàn)場的運行狀況進展顯示。對于系統(tǒng)輸入點分別有信號采集與模式選擇兩種方式,工件識別傳感器通過數(shù)據(jù)通訊與PLC相連,急停按鈕、信號判斷采集、位置采集等局部組成。模式選擇分

2、別自動、手動、回原點3部組成,正常運行時整個過程自動完成，用戶可以通過上位機對機器進展操作，改變機器的運行狀況。另增設手動狀態(tài)下的開關,作調試或檢修過程的步進。緊急停車于對突發(fā)故障的處理，防止突發(fā)故障對系統(tǒng)的破壞，保證生產(chǎn)線的平安。二、 設計容1.設計任務總體設計方案是根據(jù)工件自動分選裝置控制系統(tǒng)的要求，以可編程控制器PLC為中心，進展硬件選型，并繪制梯形圖、電器原理圖及外部接線圖，最后制作人機交互界面，實現(xiàn)仿真。首先，收集有關資料，掌握可編程控制器PLC的編程和使用方法，并學會使用組態(tài)王軟件，為本課題編寫相應的人機界面程序做準備。其次，分析控制系統(tǒng)的控制要求，熟悉工件自動分選裝置的流程，掌握

3、應用到的氣缸技術、電機控制技術及相關的根底知識。再次，根據(jù)分選裝置工藝要求，合理布置機械機構各運動部件，熟悉氣缸和電機的驅動方式。并列出所設計的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，對電器元器件進展選型，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)王軟件制作人機操作界面，并實現(xiàn)仿真。最后，撰寫畢業(yè)設計論文。包括中英文摘要，引言、方案擬定、問題解決方法、硬件設計說明等。2.預期成果本課題通過對自動生產(chǎn)線上兩種工件進展自動分選, 對自動分選裝置動作過程進展分析, 按實際工

4、況要求, 設計出自動控制系統(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)新設計和解決的關鍵問題。3.硬件系統(tǒng)說明本系統(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型號為226，并充分利用了可編程控制器簡捷、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機與PLC之間的通信使用PLC自帶的一個RS-485接口。系統(tǒng)運行信號的采集主要依靠工件識別傳感器，壓力傳感器以及光電傳感器?？刂茍?zhí)行器主要是系統(tǒng)中的6臺容量不同的三相異步電動機，其中控制主傳送帶的電動機通過變頻器控制其速度，提高精度。機械手通過氣缸推動已來到達要到達的位置。系統(tǒng)控制

5、框圖如以下圖所示：PLCS7-200其他開關觸點組態(tài)王工件識別傳感器限位開關指示燈氣動系統(tǒng)氣缸機械手變頻器傳送帶圖1.控制系統(tǒng)框圖4.軟件局部說明該控制系統(tǒng)在設計過程中，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，便于程序的調試與修改，組態(tài)王用于制作人機交互界面，使操作過程更加簡單直觀。同時采用Auto CAD進展電氣原理圖、接線圖的繪制。以下圖為該系統(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*右移到位到位否是否是否是開場識別器否是氣缸Y下降到位到位氣缸Z握緊氣缸Y上升氣缸*右移到位到位否是否是否是氣缸Y下降到位到位氣缸Z松開氣

6、缸Y上升氣缸*左移到位到位否是否是否是氣缸Y下降到位到位氣缸Z松開氣缸Y上升氣缸*左移到位到位否是否是否是否是完畢否是否是圖2.系統(tǒng)控制流程圖三、設計任務完成情況1、收集了有關資料并大致分析了工件自動分選裝置的組成構造，了解工件自動分選的工藝流程，在此根底上確定了用氣缸控制機械手的運轉，用限位開關控制機械手位置，實現(xiàn)工件的自動化選擇。2、根據(jù)工件自動分選的工藝流程，繪制完成了控制系統(tǒng)框圖和控制流程圖，初步學習了組態(tài)王的應用。3、根據(jù)本系統(tǒng)的控制要求，大約需要28個輸入點，6個輸出點，所以選用24個輸入16個輸出的CPU226控制芯片來滿足系統(tǒng)要求并選擇擴展芯片。其中 , PLC的輸入/輸出電源

7、選擇直流 24 V ,且輸入端開關器件選擇其常開觸點。 4、根本完成了PLC梯形圖，電氣原理圖。四、未完成的設計任務、遇到的問題及安排1、電器接線圖，畢業(yè)設計說明書及局部組態(tài)王軟件設計的人機界面，中英文最終文件。2、電機的選型以及傳感器的選型，今后應查閱電機與傳感器方面的資料確定電機的型號以及傳感器的樣式。遇到的問題及安排：工件分選裝置的每一步工序還需要具體化，檢測與報警系統(tǒng)的設計、整個控制系統(tǒng)可靠性還需要進一步考慮，組態(tài)王軟件的仿真也需要仔細考慮。希望通過再研究和向教師、同學請教解決上述問題。五、 畢業(yè)設計中英文摘要初稿工件自動分選裝置控制系統(tǒng)設計摘要本設計是基于可編程控制器PLC的工件自動

8、分選裝置控制系統(tǒng)設計。PLC與自動生產(chǎn)線在工業(yè)生產(chǎn)中越來越廣泛的應用,尤其是PLC具有強大的算術運算、定時、計數(shù)、邏輯控制、順序控制、存儲等強大的功能。不僅能通過數(shù)字量與模擬量對各類系統(tǒng)的控制,也能通過以太網(wǎng)與上位機通訊,現(xiàn)場總線與智能設備通訊。以PLC 為主控制器，通過傳感器識別不同工件，結合氣動裝置、位置控制等技術控制機械手的工作，運用梯形圖編程，實現(xiàn)對不同要求的工件進展自動分選。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,稍加修改本系統(tǒng)即可實現(xiàn)要求。本系統(tǒng)實工件分選的自動化控制、人機交互等功能，大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度。同時操作方便，直觀性好，運行平穩(wěn)，

9、且經(jīng)濟實用，具有廣闊的應用前景。關鍵詞：工件自動分選；PLC；傳感器；電動機WorkpieceAutomatic SortingDeviceControl System DesignAbstractThe design is based on the programmable logic controller (PLC) of the workpiece automatic sorting device control system design.PLC and automatic production lines in industrial production more widely us

10、ed, 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 municate with the host puter via Ethernet, fieldbus munications and intelligence eq

11、uipment.PLC-based controller, through the sensors to identify different parts, bined 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 degree of automation, stable operation and h

12、igh 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-puter 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 pra