大小球分拣系统设计.docx
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大小球分拣系统设计
前言
机械手的作用正越来越多的被人们所认识,其中一条,它能代替人们的辛勤劳动还能完成生产工艺的要求,机器它能自己独立并且完美的遵循一定的程序、时间、和位置来完成工件的传送。
因为,它能大大地改善工人的劳动环境,加快自动化和实现工业生产机械化的步伐。
因此,受到各单位的重视并加以研究,尤其在危险的,不能人工操作的环境里,应用的更为广泛。
在我国,最近发展的较快,并取得了一定的成果。
本课题开发大小球分拣系统,采用德国西门子S7-200系列PLC,对机械手的上下,左右,抓取进行控制。
我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制其完成各种动作。
1课程设计的任务和要求
1.1课程设计的任务
1)大小球分拣系统设计
2)分拣系统示意图和流程图如下图所示
图1大小球分拣系统示意图
图2大小球分拣系统流程图
1.2课程设计的基本要求
1)完成分拣大小球系统的工作循环
2)要求有四种工作方式:
手动、回原点、单周期、连续
3)连续时,循环5次结束,声光间断报警5秒
4)按停止按钮,完成当前循环后停
5按复位按钮,吸盘立即回原位
2总体设计
2.1PLC的选型
因为在设计程序时总共用到了19个输入信号和7个输出信号,这样CPU的输入端子要多一些以满足要求,因此在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器CPU226AC/DC/继电器。
PLC的主机:
选择西门子S7-200系列作为此控制系统的主机。
选用CPU226的特点,其基本参数如下:
本机数字输入:
32路数字量输入
本机数字输出:
16路数字量输出
内部存储器位:
256位
定时器总数:
256定时器
计数器总数:
256计数器
电源电压允许范围:
AC85~264V
输入电流仅CPU/最大负载:
35/100mA,AC240V
电压范围:
DC20.4~28.8V
电流限制:
约1.5A
2.2I/O端口图
图3I/O端口
图4外部接线图
3PLC程序设计
3.1设计思想
当输送机处于起始位置时,上限位开关和左限位开关开关闭合。
启动装置后,捡球装置下行,若碰到的是小球,则下限位为闭合状态;若碰到的是大球,则下限位为关闭状态。
吸起小球后,则捡球装置向上行,碰到上限位开关后,捡球装置向右行;碰到右限位开关(小球的右限位开关)后,再向下行,碰到下限位开关后,将小球释放到小球箱里,然后返回到原位。
如果吸起的是大球,捡球装置右行碰到另一个右限位开关(大球的右限位开关)后,再向下行,碰到下限位开关后,将大球释放到小球箱里,然后返回到原位。
3.2顺序功能图
图5自动程序的顺序功能图
3.3PLC梯形图
图6主程序梯形图
图7公用程序梯形图
图8手动程序梯形图
图9回原点程序梯形图
图10自动程序梯形图
4程序调试说明
仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码,必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的ASCⅡ文件,然后在下载到仿真PLC中去。
在仿真软件中执行菜单命令“文件”→“装载程序”,在出现的对话框中选择下载什么块,点击“确定”按钮后,在出现的“打开”对话框中双击要下载的*.awl文件,开始下载。
下载成功后,CPU模块上出现下载的ASCⅡ文件名称,同时会出现下载的程序代码文本框和梯形图(见下图)。
执行菜单命令“PLC”→“运行”,开始执行用户程序。
如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能,执行菜单命令“PLC”→“运行”后,出现的对话框显示出仿真软件不能识别的指令。
点击“确定”按钮,不能切换到RUN模式,CPU模块右侧的“RUN”LED的状态不会变化。
可以用鼠标点击CPU模块下面的开关板上的小开关来模拟输入信号,通过模块上LED观察PLC输出点的状态变化,来检查程序执行的结果是否正确。
如调试本课设中的手动程序,先点击CPU模块的I1.4手动输入端开关,再点击上行按钮开关I0.6,这样就会观察到CPU模块上的Q0.2对应的LED灯亮,再点击上限位输入信号I0.2所对应的开关,就会观察到CPU模块上的Q0.2对应的LED灯熄灭,这说明手动程序的上行程序调试正确。
按上述方法一次调试所有程序,来检查程序执行的结果是否正确。
本程序经过仿真调试后,没发现任何错误,程序完全符合设计要求。
5结束语
到现在为止,课程设计就要告一段落了,通过课程设计,我的收获很大,充分认识到自己不足,通过不断的论证,许多问题都得到了较好的解决。
通过这次课程设计,了解了PLC大小球分拣系统的工作原理,尝试到了电路及软件实现是此次课设的主要部分。
6参考文献
[1]陈白宁主编.《机电传动控制基础》.第1版.东北大学出版社,2008年9月
[2]华玉洁.起重机械与吊装.第一版.化学工业出版社.2005.8;179-204
[3]机械设计手册.机械设计手册编写组.第一版.机械工业出版社.1981;325-447
[4]张燕宾.SPWM变频调速应用技术.第一版.机械工业出版社2002.5;
[5]陈白宁,《机电传动控制》课程设计指导书.