plc大小球分拣系统课程设计论文全稿.docx

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plc大小球分拣系统课程设计论文全稿

成绩评定表

学生姓名

ye

班级学号

专业

机械设计制造及自动化

课程设计题目

大小球分拣

系统设计

评

语

组长签字：

成绩

日期

20年月日

课程设计任务书

学院

机械设计学院

专业

机械设计制造及自动化

学生姓名

崔建峰

班级学号

1101012111

课程设计题目

大小球分拣系统设计

实践教学要求与任务:

1.设计内容：

1）完成《指导书》中要求的工作循环

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.设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

工作计划与进度安排:

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试4天

3）说明书撰写1天

4）答辩1天

指导教师：

陈白宁

任晓虹

2013年月日

专业负责人：

陈白宁

2013年月日

学院教学副院长：

丁茹

2013年月日

前言

机械手自动分拣机构的积极作用正日益为人们所认识，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的筛选与传送。

因为它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。

在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。

在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200系列（cpu-216）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。

我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。

从而完成我们预期的动作。

1课程设计的任务和要求

1.1课程设计的任务

1）完成《指导书》中要求的工作循环

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。

本次我的课程设计的主要内容：

大小球分拣传送机械控制系统设计，如图1.1。

图1.1分拣系统示意图

1.2分拣系统流程图

1.2课程设计的基本要求

1.画出端子分配图和顺序功能图

2.设计并调试PLC控制梯形图

4.有启动按钮，复位按钮和停止按钮控制运行，按下设备复位按钮后机械臂放弃当前步奏回到原点按下停止按钮后机械臂执行完当前循环回到原点。

5.启动后，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）。

6.机械臂有形式有小球右限（SQ4）和大球右限（SQ5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关SQ2断开（=“0”）；压着小球是，下限开关SQ2接通（=“1”）

7.设计说明书

2总体设计

2.1确定I/O信号数量，选择PLC的类型

对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC）就能满足要求。

对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC。

对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC）。

当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，一组成一个分布式的控制系统。

根据系统分析得输入点有19个，分别为I0.0-I2.2;输出点有8个，分别为Q0.0-Q0.7。

I/O点共27个，故选择S7—200系列（CPU--216）PLC。

2.2分拣大小球控制的I/O接线图

由PLC控制继电器线圈来控制主电路的上下左右运动和抓释小球.PLC控制继电器和电灯的输出，从而控制主电路。

采用S7—200系列（CPU--216）PLC，输入端分三组，输出端分两组共八个接口，具体如图2.1。

图2.1机械臂分拣大小球控制的I/O接线图

图2.2控制面板

2.3分拣大小球控制的电器元件配置表

S7—200系列（CPU--216）PLC，本次设计只需19个输入，8个输出，具体原件配置表如表2.1

表2.1电器组件分配表

输入地址编码

信号名称

元件名称

I0.0

手动下信号

常开按钮

I0.1

手动吸信号

常开按钮

I0.2

手动上信号

常开按钮

I0.3

手动右信号

常开按钮

I0.4

手动放信号

常开按钮

I0.5

手动左信号

常开按钮

I0.6

启动信号

常开按钮

I0.7

停止信号

常开按钮

I1.0

手动信号

常开开关

I1.1

回原点信号

常开开关

I1.2

单周期信号

常开开关

I1.3

连续信号

常开开关

I1.4

左限信号

接触器SQ1

I1.5

下限信号

接触器SQ2

I1.6

上限信号

接触器SQ3

I1.7

右小信号

接触器SQ4

I2.0

右大信号

接触器SQ5

I2.1

复位信号

常开开关

I2.2

单步信号

常开开关

输出

对应信号

执行设备

Q0.0

下降信号

机械手

Q0.1

吸附信号

机械手

Q0.2

上升信号

机械手

Q0.3

右行信号

机械手

Q0.4

左行信号

机械手

Q0.5

声信号

机械手

Q0.6

光信号

机械手

Q0.7

原点显示

LED灯

3PLC程序设计

3.1分拣大小球控制的运行框图

运行框图分为15个网络，加循环控制流程，也可以按停止按钮到这一循环结束后停止在原点位置。

重新按下启动按钮后，再次开始，具体过程如图3.1所示

图3.1运动循环图

3.2分拣大小球控制程序的梯形图

机械臂大小球分拣传送机械控制系统设计程序的梯形图见下图。

1.主程序

2.公用

3.手动

4.回原点

5.自动

4程序调试说明

把画好的梯形图调到主程序状态下导出文件，然后打开仿真软件装载导出文件。

选择合适CPU型号点击stateprogram按钮，闭合限位开关再点击运行，然后依次仿真，完成要求检查错误。

1.原位：

机械臂原始状态为左上角原位处，即上限开关SQ3及左限开关SQ1压合，同时机械臂处松开，这时原位显示亮，表示准备就绪。

2.按下启动按钮后，机械臂下降，接近开关SQ2如果同时碰到下限开关SQ2，则一定是小球；如果此时未碰到下限开关，则一定是大球。

3.机械臂1S吸住球后就提升，碰到上限开关SQ3后就右行。

4.如果是小球，则右行到SQ4处；如果是大球，则右行到SQ5处。

5.机械臂下降，当碰到下限开关SQ2后，经过1S后将小球释放到小球容器中；如果是大球，则释放到大球容器中。

6.释放后机械臂提升，碰到上限开关SQ3后，左行。

7.左行至碰到左限开关SQ1后，一个工作循环结束。

如果是单周期则结束，是连续则继续执行直到计数器记满返回初始步。

8.单步工作方式时每次按下启动开关只执行一步。

9.手动时每次按下相应按钮执行当步，然后停止。

10.控制系统停止:

按下停止按钮则运行完此次循环后停止到原点。

按下复位按钮后放弃当前步奏回到原点且到原点后原点显示LED灯亮。

11.系统有手动，回原点，单周期，连续和单步等四种工作方式。

结束语

这次课程设计历时二个星期多左右，通过课程设计，发现自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。

让我知道了学无止境的道理。

我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

感谢老师的耐心的指导，同学的帮助。

不管最终结果怎样，我都要继续努力。

知识是无穷的，我想我能做的也就是不断的补充自己的知识，不断的充实自己。

我想说：

为完成这次课程设计确实很麻烦，但苦中仍有乐，同学们有说有笑，相互帮助，这个课程设计确实很累，但种种艰辛这时就变成了最甜美的回忆！

参考文献

【1】陈白宁段智敏刘文波主编《机电传动控制基础》东北大学出版社，2008.

【2】于庆广主编.《可编程控制器原理与系统设计》.清华大学出版社，2004.

【4】易传禄主编.《可编程序控制器应用指南》.上海科普出版社,2006.

【5】方承远主编.《工厂电气控制技术》.机械工业出版社,2004.

【6】廖常初主编.《PLC基础及应用》.机械工业出版社,2004.