大小球分拣系统课程设计PLC课程设计.pdf

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1、PLC课程设计（论文）大小球分拣系统课程设计摘要 大、小球分拣传送以其对人们生活的积极影响特别是在工业上的普遍应用不断被人们所认识，作为可操控机械，它能够部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循事先设定的步骤来完成工件的分拣传送，大大地节省了人类的劳动时间，更因其能适应复杂的环境，从而改善了人们的工作环境。随着科技的不断发展，在工业领域其应用 范围 不断 增加，并 取得 了 一 定的成 果。本 课题设计了大、小球的分类 选择 传送系统，采 用 日本三菱公司 的FX2N系 列 PLC，对机械 臂 的上 下、左右移 动以 及 对球的 抓取和释放 的 运 动 过程进行 控制。我 们 利 用可

2、编程 控制技术，并 结合相 应的 硬 件 装置，来控制机械 臂 完成 各种 动作，实现 大小球的分类 选择 传送。关键词:PLC,大小球,机械 臂,原点显示 目录 摘要(1)第1章概述(4)1.1选题背景(4)1.2可编程控制器介绍(4)1.3控制要求(5)第2章硬件设计(6)2.1 主电路设计(6)2.2 I/O地址分配及接线图(7)2.3 元件的选择(8)第3章软件设计(10)3.1系统流程图(10)3.2顺序功能图(11)3.3梯形图和指令表(12)3.4程序分析(16)第4章软硬调试(17)4.1系统调试(17)4.2 使用说明(17)设计感想(18)参考文献(19)第 1章概述 1.

3、1选题背景 大、小球选择分类传送作为工业中器件选择传送的一个写照，在工业控制中 它的应用领域不断拓宽。它能够通过编程来完成各种预期的作业任务，并能在各种 复杂环境中工作，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其在人工智能方面 大大地增加其效率，同时也改善了人类的工作环境与工作强度。中国在科技发展方面发展水平较低，在工业中分拣传送劳动密集型还占有相 当大的份额。由于人的劳动能力有限，并且人不能持续长时间的高强度工作，因此 在劳动效率上往往是制约企业发展的关键性因素，为了提高劳动效率，抢占市场份 额，各个企业也不断的引进和更新自动化设备来提高效率，同时降低人的工作强 度。因而这种自动化控制在工业

4、控制中有很大优势。1.2可编程控制器介绍 可编程控制器起源于 20世纪 60年代末期,70 年代随着微处理器的出现，使 其真正成为具有计算机特征的工业控制装置。随着科技的不断进步，可编程控制器 也更加适用于现代工业的需要。可编程控制器未来主要朝着以下方向发展：进一步 加快 CPU处理速度；变革操作控制方式，以增加对输入输出快速反应能力；由整体 结构 向小型模块化结构发展，增加配置的灵活性，降低成本；进一步系统提高可 靠性。1.3控制要求 本次设计的大、小球分类选择传送 PLC控制要满足以下控制要求：机械臂起 始位置在机械原点，为左限、上限并有显示；有起动按钮和停止按钮控制运行，停 止时机械臂必

5、须已回到原点;起动后机械臂动作顺序为：下降吸球上升(至上 限)右行(至右限)下降释放上升(至上限)左行返回(至原点)；机械臂右 行时有小球右限(X4)和大球右限(X5)之分，下降时，当电磁铁压着大球时下限开关 X2断开，压着小球时下限开关 X2接通。图 1.1 机械手分拣大小球的工作示意图 温馨推荐 您可前往百度文库小程序 享受更优阅读体验 不去了 立即体验 第 2章硬件设计 2.1 主电路设计 大、小球分拣传送实质上是由电动机控制的机械臂完，其主电路就是电动机 的正反转电路。主电路电路图如图 2-1所示。KM4 图 2-1 大、小球分类选择传送 PLC控制的主电路电路图 2.2 I/O地址分

6、配及接线图 按照设计要求，我们设定好输入量与输出量，定义各个量的含 表 2-1 大、小球分类选择传送 PLC控制的 I/O 地址分配 根据控制要求，设定好各个量的地址分配之后，我们把其对应的 I/O接线图 绘制出来，其 I/O接线图如图 2-2所示。图 2-2 大、小球分类选择传送 PLC控制的 I/O 接线图 2.3 元件的选择 选按钮时，按照按钮的使用场合、控制回路要求、工作状态与工作情况等原 则选择按钮。其一般规格为交流 500V，允许持续电流 5A，红色按钮表示停止，绿 色按钮表示启动。根据这些我们选择实用的按钮。行程开关有直动式、滚动式和微动式三种。直动式行程开关结构简单，成本 低，

7、但容易烧蚀触头。滚动式行程开关克服了直动式的缺点，但其结构复杂，价格 也较高。考虑到我们所做的系统比较 小，我们选择体积小，动作灵敏，适用于小型机构的微动式行程开 关。接近开关是对接近它的物体有感知能力的一种位移传感器利用传感器对接近 物体的敏感特性达到控制开关通断的目的。通常分为霍尔接近开关，超声波接近开 关，高频振荡式接近开关。本设计中我们采用霍尔接近开关 X6检测是否有球。接触器主要用于远距离频繁接通和分断交直流主回路及大容量用电回路的低 压控制电器。根据负载特性、被控电路电流大小、被控电压等级以及控制电压等级 等，我们选择交流电磁式接触器 CJ12系列，它适用于交流 50HZ，额定电压

8、至 380V，额定电流至 600A 的电路。本设计中电磁阀主要用于机械臂吸球与放球动作的控制，电磁阀线圈通电后 产生电磁吸力将铁球吸住，线圈断电后，释放铁球。电磁阀常用于机械控制，分为 直动式、分布直动式和先导式，从实用性、经济性、可靠性等因素考虑，我们选择 直动式电磁阀熔断器在电路中主要起短路保护作用，过载或短路时熔体发热而熔 断，从而达到保护电路的目的。它具有体积小，便于维护，价格低廉，分断能力 强，限流能力好等优点，有 NT、RT、RL、FA4 等系列，我们选择额定分断能力 100KA、最大额定电流 400A的有填封闭管式熔断器 RT15型作为电路熔断器。在本设计中，我们要实现大、小球的

9、分拣传送，实现其上下、左右移动，就 要用到能实现正反转的交流异步电动机。异步电动机主要用于拖动各种生产机械，结构简单，使用方便，运行可靠，成本低廉，效率较高。第 3章软件设计 3.1系统流程图 根据设计要求，对大、小球要分类传送的控制要求，画出系统流程图。系统 流程图如图 3-1所示。图 3-1 大、小球分类选择传送 PLC控制的系统流程 3.2顺序功能图 顺序功能图如图 3-2所示。图 3-2大、小球分类选择传送 PLC控制的顺序功能图 3.3梯形图和指令表 图 3-3 大、小球分类选择传送 PLC 控制的梯形图 根据梯形图写出系统的指令表 0 LD M8002 1 SET S0 2 STL

10、 S0 3 LD X1 4 AND X3 5 SET S20 6 STL S20 7 OUT Y0 8 LD X0 9 SET S21 10 STL S21 11 OUT Y1 12 LD X2 13 AND X6 14 SET S22 15 LDI X2 16 AND X6 17 SET S25 18 STL S22 19 SET Y5 20 OUT T0 21 K10 22 LD T0 23 SET S23 24 STL S23 25 OUT Y2 26 LD X3 27 SET S24 28 STL S24 29 OUT Y3 30 LD X4 31 SET S28 32 STL S25

11、 33 SET Y5 34 OUT T0 35 K10 36 LD T0 37 SET S26 38 STL S26 39 OUT Y2 40 LD X3 41 SET S27 42 STL S27 43 OUT Y3 44 LD X5 45 SET S28 46 STL S28 47 OUT Y1 48 LD X2 49 SET S29 50 STL S29 51 RST Y5 52 OUT T1 53 K10 54 LD T1 55 SET S30 56 STL S30 57 OUT Y2 58 LD X3 59 SET S31 60 STL S31 61 OUT Y4 62 LD X1

12、63 ANI X14 64 SET S20 65 RET 66 END 3.4程序分析 电路接通后,M8002 产生触发脉冲同时按下左限开关 X1、上限开关 X3对系统 置位，显示原点 Y0灯亮。接着按下启动开关 X0，系统启动，开始下行,Y1显示，到达下限 X2时，进入选择顺序的两个分支电路。如果此时吸盘吸起的是大球，则 下限位开关 X2的常开触点闭合，电磁阀 Y5通电吸球，延时 1秒后开始上升,Y2显 示，到达上限 X3后即右行；若是小球，则下限位开关 X2常闭触点闭合吸球，其余 过程同大球。吸住小球向右运行,Y3显示，到达小球右限 X4后开始下行(大球是 在到达大球右限开关 X5后开始下

13、行),Y1显示。到达下限 X2之后电磁阀线圈 Y5断电放球，然后延时 1 秒，机械臂开始上行,Y2 显示，到达上限 X3之后，开始向左 移动,Y4显示，回到原点后，原点 Y0显示。16 第 4章软硬调试 4.1系统调试 打开三菱 FX2N系列仿真软件，将梯形图程序输入到计算机，并连接好外部接线图，然后对程序进行调试。首先，系统通电运行后，同时按下 X1、X3，观察原点显示 Y0，看机械臂是否在机械原点，并有显示。然后，按下启动按钮 X0，观察机械臂是否按照本设计设定的工作方式运行。无误后，按下停止按钮，观察系统是否在完成本周期的工作后返回原点，并停留在初始步。若运行过程中出错，则要认真查找出错

14、原因，哪个环节出错，然后作出修改，并重新运行，直至运行结果完全正确。4.2 使用说明 X0 启动按钮,X1左限位开关,X2下限位开关,X3上限位开关,X4小球右限位开关,X5大球右限位开关,X6接近开关,X14停止开关。设计感想 本次设计的大、小球分类选择传送 PLC控制已经结束，纵观整个设计过程，我们从分析问题，到逐渐解决问题，并最终达到预期目的，可以说我收获很大。通过理论分析和不断的实践使得问题得到较好的解决，系统的阐述了设计过程。设计中我们用到流程图、梯形图和指令表，通过实践是我加深了对它们的理解，并熟练掌握了编程方法。同时也认识到，作为新时代的大学生，在竞争如此激烈的社会环境里，动手实

15、践和创新能力显得尤为重要，通过这次课程设计我还发现自己还存在诸多方面的不足。理论知识终究不是实践能力，在实践面前一系列问题就会突然被发现，但是没有扎实的理论知识实践能力就大大削弱，要注重理论与实践相结合，并且要认认真真去做每一件事，大胆创新，从而不断提高自己的能力。参考文献 1 周亚军，张卫.电气控制与 PLC原理及应用.西安：西安电子科技大学 出版社,2008.2 殷建国.可编程序控制器及其应用.北京：机械工业出版社,2006.3 金仁贵.PLC 原理与应用(三菱 FX系列).合肥：合肥工业大学出版 社,2008.4 王也仿.可编程控制器应用技术.北京：机械工业出版社,2001.5 杨青杰.三菱 FX系列 PLC应用系统设计指南.北京：机械工业出版 社,2002.6 孙振强.可编程序控制器原理及应用教程.北京：清华大学出版社,2005.7 王阿根.电气可编程控制器原理与应用.北京：清华大学出版社,2007.8 王庭有.可编程序控制器原理与应用.北京：国防工业出版社,2005.