工件自動分選裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、-* 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)：測控技術(shù)與儀器姓 名： * 指 導(dǎo) 教 師： * 輔 導(dǎo) 教 師： * 2021年5月5日一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目說明本設(shè)計(jì)通過PLC、組態(tài)軟件等技術(shù)對工件自動分選裝置進(jìn)展控制，實(shí)現(xiàn)自動化控制、人機(jī)交互等功能，在現(xiàn)場可以通過傳感器對工件進(jìn)展識別，同時用機(jī)械手對工件進(jìn)展分選。通過上位機(jī)對PLC控制實(shí)現(xiàn)裝置的啟停，在現(xiàn)場的人機(jī)界面上可以對現(xiàn)場的運(yùn)行狀況進(jìn)展顯示。對于系統(tǒng)輸入點(diǎn)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(diǎn)3部組成,正常運(yùn)行時整個過程自動完成，用戶可以通過上位機(jī)對機(jī)器進(jìn)展操作，改變機(jī)器的運(yùn)行狀況。另增設(shè)手動狀態(tài)下的開關(guān),作調(diào)試或檢修過程的步進(jìn)。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(shè)計(jì)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)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(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)的控制要求，熟悉工件自動分選裝置的流程，掌握

3、應(yīng)用到的氣缸技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)及相關(guān)的根底知識。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)動部件，熟悉氣缸和電機(jī)的驅(qū)動方式。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，對電器元器件進(jìn)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(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、問題解決方法、硬件設(shè)計(jì)說明等。2.預(yù)期成果本課題通過對自動生產(chǎn)線上兩種工件進(jìn)展自動分選, 對自動分選裝置動作過程進(jìn)展分析, 按實(shí)際工

4、況要求, 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)和解決的關(guān)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(jī)與PLC之間的通信使用PLC自帶的一個RS-485接口。系統(tǒng)運(yùn)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(jī)，其中控制主傳送帶的電動機(jī)通過變頻器控制其速度，提高精度。機(jī)械手通過氣缸推動已來到達(dá)要到達(dá)的位置。系統(tǒng)控制

5、框圖如以下圖所示：PLCS7-200其他開關(guān)觸點(diǎn)組態(tài)王工件識別傳感器限位開關(guān)指示燈氣動系統(tǒng)氣缸機(jī)械手變頻器傳送帶圖1.控制系統(tǒng)框圖4.軟件局部說明該控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)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(diào)試與修改，組態(tài)王用于制作人機(jī)交互界面，使操作過程更加簡單直觀。同時采用Auto CAD進(jìn)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(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分選裝置的組成構(gòu)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(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)，用限位開關(guān)控制機(jī)械手位置，實(shí)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(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個輸入點(diǎn)，6個輸出點(diǎn)，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(kuò)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(guān)器件選擇其常開觸點(diǎn)。 4、根本完成了PLC梯形圖，電氣原理圖。四、未完成的設(shè)計(jì)任務(wù)、遇到的問題及安排1、電器接線圖，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及局部組態(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(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、整個控制系統(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。希望通過再研究和向教師、同學(xué)請教解決上述問題。五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)中英文摘要初稿工件自動分選裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。PLC與自動生產(chǎn)線在工業(yè)生產(chǎn)中越來越廣泛的應(yīng)用,尤其是PLC具有強(qiáng)大的算術(shù)運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)、邏輯控制、順序控制、存儲等強(qiáng)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(jī)通訊,現(xiàn)場總線與智能設(shè)備通訊。以PLC 為主控制器，通過傳感器識別不同工件，結(jié)合氣動裝置、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)對不同要求的工件進(jìn)展自動分選。系統(tǒng)具有自動化程度高、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)工件分選的自動化控制、人機(jī)交互等功能，大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度。同時操作方便，直觀性好，運(yùn)行平穩(wěn)，

9、且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：工件自動分選；PLC；傳感器；電動機(jī)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