plc大小球分揀系統(tǒng)課程設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　班 級＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　姓 名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　指導教師＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p><b&g

2、t;　　前言</b></p><p>　　系統(tǒng)在社會各行各業(yè)如：物流配送中心、郵局、采礦、港口、碼頭、倉庫等行業(yè)得到廣泛運用，分揀系統(tǒng)能夠大大提高企事業(yè)單位該環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。</p><p>　　機械臂自動分揀機構的積極作用正日益為人們所認識，它能部分地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篩選與傳送。 因為它能大大地改善工人的勞動條件，

3、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加以研究和應用，尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合，應用得更為廣泛。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)常要對流水線上的產(chǎn)品進行分揀，本課程設計擬設計大小球分揀傳送機控制系統(tǒng)的PLC設計，采用的德國西門子 S7-200 系列（cpu-224）PLC，對機械臂的上下、左右以及抓取運動進行控制，用于分撿

4、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。</p><p>　　關鍵詞：大小球分揀控制系統(tǒng)； PLC； 行程開關</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 設計內(nèi)容.....................................3</p><p&g

5、t;　　1.1 大小球分揀傳送機械控制系統(tǒng)設計內(nèi)容簡介..........3</p><p>　　1.2 大小球分揀傳送機械控制系統(tǒng)功能分析..............4</p><p>　　第2章 大小球分揀傳送系統(tǒng)的硬件電路.................5</p><p>　　2.1 按控制要求進行功能分析........................5&

6、lt;/p><p>　　2.2確定I/O信號數(shù)量，選擇PLC的類型.................6</p><p>　　2.3 分揀大小球控制的I/O接線圖.....................6</p><p>　　2.4 分揀大小球控制的電器元件配置表.................7</p><p>　　第3章 大小球分揀傳送系統(tǒng)

7、的軟件設計.................8</p><p>　　3.1分揀大小球控制的運行框圖......................8</p><p>　　3.2 分揀大小球控制程序的梯形圖....................9</p><p>　　3.3 分揀大小球控制程序的指令表...................11</p>&l

8、t;p>　　第4章 軟件硬件調(diào)試.............................14</p><p>　　心得體會......................................14</p><p>　　參考文獻......................................15</p><p><b>　　設計內(nèi)容

9、</b></p><p>　　1.1 大小球分揀傳送機械控制系統(tǒng)設計內(nèi)容簡介</p><p>　　學院此次安排我們進行了電氣自動化的畢業(yè)設計，對我們系統(tǒng)總結學習知識是很有益處的。大學三年我們學到了很多電氣的知識和技術，此次畢業(yè)設計是對大學學習的知識進行總結和運用，比如繼電器--接觸器控制和可編程控制器控制等重要章節(jié)更是練習緊密。讓我們把課本知識很好的應用于實踐中去，有助于總體實

10、力的提高。 </p><p>　　本次我的課程設計的主要內(nèi)容：大小球分揀傳送機械控制系統(tǒng)設計，如圖1-1。</p><p>　　圖1-1大小球分揀傳送機械示意圖</p><p>　　本次設計的控制要求如下： </p><p>　　1.機械臂起始位置在機械原點（見圖1-1），為左限、上限的交點位置。 </p><p>　

11、　2.有啟動按鈕和停止按鈕控制運行，按下設備停止按鈕后機械臂必須回到原點。 </p><p>　　3.啟動后，機械臂動作順序為：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→釋放→上升（至上限）→左行返回（至原點）。 </p><p>　　4.機械臂有形式有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降時，當電磁鐵壓著大球時，下限開關LS2斷開（=“0”）；壓著小球是，下限開關LS2

12、接通（=“1”）</p><p>　　1.2 大小球分揀傳送機械控制系統(tǒng)功能分析</p><p>　　分揀大小球的控制功能要求為： </p><p>　　1.原位：機械臂原始狀態(tài)為左上角原位處，即上限開關LS3及左限開關LS1壓合，同時機械臂處于有磁狀態(tài)狀態(tài)和球槽內(nèi)有球（接近開關PS吸合），這時原位顯示亮，表示準備就緒。 </p><p>　

13、　2.按下啟動按鈕SB1后，機械臂的電磁鐵斷磁，機械臂下降，接近開關SQ閉合后后機械臂會碰到球，接著電磁鐵加磁。如果同時碰到下限開關LS2，則一定是小球；如果此時未碰到下限開關LS2，則一定是大球。 </p><p>　　3.機械臂吸住球后就提升，碰到上限開關LS3后就右行。 </p><p>　　4.如果是小球，則右行到LS4處；如果是大球，則右行到LS5處。 </p>&

14、lt;p>　　5.機械臂下降，當碰到下限開關LS2后，經(jīng)過1S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。 </p><p>　　6.釋放后機械臂提升，碰到上限開關LS3后，左行。 </p><p>　　7.左行至碰到左限開關LS1后，一個工作循環(huán)結束，如果此時接近開關PSO顯示球槽內(nèi)還有球，則繼續(xù)下一循環(huán) </p><p>　　8.控制系統(tǒng)停止

15、有兩種情況；（1）接近開關PSO顯示球槽內(nèi)五球則循環(huán)結束；（2）按下停止按鈕SB2則運行完此次循環(huán)后停止到原點。（3）按下急停按鈕SB3 </p><p>　　9.當系統(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)要將整個周期剩下的步驟全部進行完，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)工作的，一按緊急停止，系統(tǒng)立刻停止，不管已經(jīng)工作到什么位

16、置。</p><p>　　大小球分揀傳送系統(tǒng)的硬件電路</p><p>　　2.1 主電路原理圖</p><p>　　圖2-1中主回路采用兩個接觸器，即正轉接觸器KM1和反轉接觸器KM2。當接觸器KM1的三對主觸頭接通時，三相電源的相序按U―V―W接入電動機。當接觸器KM1的三對主觸頭斷開，接觸器KM2的三對主觸頭接通時，三相電源的相序按W―V―U接入電動機，電動機

17、就向相反方向轉動。電路要求接觸器KM1和接觸器KM2不能同時接通電源，否則它們的主觸頭將同時閉合，造成U、W兩相電源短路。為此在KM1和KM2線圈各自支路中相互串聯(lián)對方的一對輔助常閉觸頭，以保證接觸器KM1和KM2不會同時接通電源。</p><p>　　圖2-1 電動機正反轉</p><p>　　2.2確定I/O信號數(shù)量，選擇PLC的類型</p><p>　　對于開

18、關量控制系統(tǒng)的應用系統(tǒng)，當對控制要求不高時，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，如對小型泵的順序控制、單臺機械的自動控制等。 </p><p>　　對于以開關量控制為主，帶有部分模擬量控制的應用系統(tǒng)，如對工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制，應選用帶有A/D轉換的模擬量輸入模塊和帶有D/A轉換的模擬量輸出模塊，配接相

19、應的傳感器、變送器和驅動裝置，并且選擇運算功能較強的中小型PLC，如西門子公司的S7-300系列PLC或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。 對于比較復雜的中大型控制系統(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（如西門子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。當系統(tǒng)的各個控制對象分布在不同的地域時，應根據(jù)各部分的具體要求來選擇PLC，一

20、組成一個分布式的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)分析得輸入點有9個，分別為I0.0-I1.1;輸出點有6個，分別為Q0.0-Q0.5。I/O點共14個，故選擇S7—200系列（CPU--224）PLC。</p><p>　　2.3 分揀大小球控制的I/O接線圖</p><p>　　由PLC控制繼電器線圈來控制主電路的上下左右運動和抓釋小球.PLC控制繼電器

21、和電燈的輸出，從而控制主電路。采用S7—200系列（CPU--224）PLC，輸入端分兩組，輸出端分兩組共六個接口，具體如圖2-2。</p><p>　　圖2-2 機械臂分揀大小球控制的I/O接線圖</p><p>　　2.4 分揀大小球控制的電器元件配置表</p><p>　　S7—200系列（CPU--224）PLC有14DI/10DO，本次設計只需9個輸入，6

22、個輸出，具體原件配置表如表2-1</p><p>　　表2-1 電器組件分配表</p><p>　　第3章大小球分揀傳送系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　3.1分揀大小球控制的運行框圖</p><p>　　運行框圖分為12個網(wǎng)絡，共11層控制，加循環(huán)控制流程，一直到?jīng)]有球之后便自動遠點停止，也可以按停止按鈕到這一循環(huán)結束后停止在原點位置。重

23、新按下啟動按鈕后，再次開始，具體過程如圖2-2所示</p><p>　　圖3-1 分揀大小球控制的運行框圖</p><p>　　3.2 分揀大小球控制程序的梯形圖</p><p>　　機械臂大小球分揀傳送機械控制系統(tǒng)設計程序的梯形圖見下圖3-1，共有14個網(wǎng)絡，11層控制系統(tǒng)，具體詳析見圖所示。</p><p>　　圖3-2 分揀大小球控制程

24、序的梯形圖</p><p>　　3.3 分揀大小球控制程序的指令表</p><p>　　根據(jù)梯形圖得指令表見下表3-1 </p><p><b>　　表3-1指令表 </b></p><p>　　Network 1 </p><p>　　// 啟動和停止命令 </p><p&

25、gt;　　LD I0.0 </p><p>　　O M0.0 </p><p>　　AN I0.1 </p><p>　　= M0.0 </p><p>　　Network 2 </p><p><b>　　// 急停命令 </b></p>&l

26、t;p>　　LD I0.2 </p><p>　　O M1.0 </p><p>　　AN I0.0 </p><p>　　= M1.0 </p><p>　　Network 3 </p><p>　　// 接觸球后機械臂加磁 </p><p>　　L

27、D I1.0 </p><p>　　AN T37 </p><p>　　= Q0.1 </p><p>　　Network 4 </p><p><b>　　// 原點燈亮 </b></p><p>　　LD I0.3 </p><p>

28、　　A I0.5 </p><p>　　AN I0.1 </p><p>　　= Q0.7 </p><p>　　Network 5 </p><p>　　// 啟動后機械臂下行 </p><p>　　LDN M1.0 </p><p>　　A M0

29、.0 </p><p>　　A I0.3 </p><p>　　AN I1.0 </p><p>　　A I1.1 </p><p>　　= M0.2 </p><p>　　Network 6 </p><p>　　// 按急停后觸球前返回 </p&

30、gt;<p>　　LDN M1.0 </p><p>　　AN M0.0 </p><p>　　A I0.3 </p><p>　　AN I1.0 </p><p>　　AN I0.5 </p><p>　　= M0.3</p><p&

31、gt;　　Network 7 </p><p><b>　　// 抓球后上行 </b></p><p>　　LDN M1.0 </p><p>　　A Q0.1 </p><p>　　A I0.3 </p><p>　　AN I0.5 </p>&

32、lt;p>　　= M1.3 </p><p>　　Network 8 </p><p><b>　　// 判斷大小球 </b></p><p>　　LD I0.4 </p><p>　　O M0.1 </p><p>　　A Q0.1 </p&g

33、t;<p>　　= M0.1 </p><p>　　Network 9 </p><p>　　// 抓球右行至大或小球右限 </p><p>　　LDN M1.0 </p><p>　　LDN M0.1 </p><p>　　AN I0.7 </p><

34、p>　　LD M0.1 </p><p>　　AN I0.6 </p><p><b>　　OLD </b></p><p><b>　　ALD </b></p><p>　　A Q0.1 </p><p>　　A I0.5 <

35、/p><p>　　= Q0.4 </p><p>　　Network 10 </p><p>　　// 抓球下行至下限后過1s斷磁 </p><p>　　LDN M1.0 </p><p>　　A Q0.1 </p><p>　　LDN M0.1 </p>

36、;<p>　　A I0.7 </p><p>　　LD M0.1 </p><p>　　A I0.6 </p><p><b>　　OLD </b></p><p><b>　　ALD </b></p><p><b>　　

37、LPS </b></p><p>　　AN I0.4 </p><p>　　= M1.2 </p><p><b>　　LPP </b></p><p>　　A I0.4 </p><p>　　AN T37 </p><p>

38、　　TON T37, 10 </p><p>　　Network 11 </p><p>　　// 上行至上線停止</p><p>　　LDN M1.0 </p><p>　　LD I0.7 </p><p>　　O I0.6 </p><p><b>

39、　　ALD </b></p><p>　　AN Q0.1 </p><p>　　AN I0.5 </p><p>　　= M2.3 </p><p>　　Network 12 </p><p>　　// 左行至左限停止，開始下次循環(huán) </p><p>　　

40、LDN M1.0 </p><p>　　AN Q0.1 </p><p>　　A I0.5 </p><p>　　AN I0.3 </p><p>　　= Q0.5 </p><p>　　Network 13 </p><p>　　// 中間繼電器輸出

41、下行 </p><p>　　LD M0.2 </p><p>　　O M1.2 </p><p>　　= Q0.2 </p><p>　　Network 14 </p><p>　　// 中間繼電器輸出上行 </p><p>　　LD M0.3 </p

42、><p>　　O M1.3 </p><p>　　O M2.3 </p><p>　　= Q0.3 </p><p><b>　　END</b></p><p>　　第4章 軟件硬件調(diào)試</p><p>　　軟硬件調(diào)試過程中出現(xiàn)了一些問題，通過理

43、論分析與實踐的反復進行和論證，許多問題都有了較好的解決方案，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。</p><p>　　軟件部分采用各部分程序直接轉的方式，依次實現(xiàn)了PLC流程圖、梯形圖、指令表三種控制方式。用此種方法編寫程序條理清晰，連貫性強，但若要增加其它控制方式或進行擴展，程序會變得相當復雜而且容易出錯，出錯后調(diào)試修改也很困難。</p><p>　　收進的方式是將各部分程序寫成程序，方便調(diào)用和調(diào)試。

44、此種方法的優(yōu)點是程序編寫比較簡單，不需要再編寫分支、匯合狀態(tài)移圖的程序，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的情況下，應采用單片機的中斷功能進行硬件定時。 </p><p>　　通過此次設計，了解學習了PLC在大小球分選系統(tǒng)的工作原理及使用方法。其中電路及軟件實現(xiàn)是此次設計的主要部分。 </p><p>　　作為一個好的控制系統(tǒng)必須把各種控制都考慮在內(nèi)之外

45、，還要考慮安全控制，一個安全的系統(tǒng)才是真正的好系統(tǒng)。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　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。</p><p>　　這次的課程設計也讓我看到了求知的力量，我認為我的設計是

46、一個讓我去自己尋求答案，身在設計課題的滿足和收獲的喜悅感，讓我體會到用心做一件事是很有成就感的。</p><p>　　對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！</p><p>　　

47、感謝老師的耐心的指導，同學的幫助。不管最終結果怎樣，我都要繼續(xù)努力。知識是無窮的，我想我能做的也就是不斷的補充自己的知識，不斷的充實自己。我想說：為完成這次畢業(yè)設計確實很辛苦，但苦中仍有樂，求知的欲望一發(fā)不可收拾，查資料，問同學，都讓我在歡樂中完成。</p><p>　　對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有

48、更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 廖常初主編.《PLC基礎及應用》. 機械工業(yè)出版社,2004. </p><p>　　[2] 于慶廣主編.《可編程控制器原理與系統(tǒng)設計》.清華大學出版社，2004.

49、 </p><p>　　[3] 易傳祿主編.《可編程序控制器應用指南》.上海科普出版社,2006. </p><p>　　[4] 方承遠主編.《工廠電氣控制技術》. 機械工業(yè)出版社,2004. </p><p>　　[5] 王永華主編.《現(xiàn)代電氣及可編程技術》. 機械工業(yè)出版社,1997. </p><p>　　[6] 劉子林.電機與電氣