大小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试

下载后可任意编辑 目 录 引 言2 第一章 课程设计要求及任务3 1.1设计要求3 1.2设计任务3 第二章 系统总体方案设计4 2.1大、小球分拣传送机械系统的功能4 2.2大、小球分拣传送机械系统的结构4 2.3 大、小球分拣传送机械的设计思想5 2.4主电路设计5 2.5 确定I/O信号数量，选择PLC的类型6 2.6 确定电器元件I/O分配表7 2.7控制系统的接线图7 第三章 控制系统设计8 3.1大、小球分拣传送机械的运行流程8 3.2大、小球分拣传送机械控制程序流程图9 3.3大、小球分拣传送机械控制程序的梯形图10 3.4大、小球分拣传送机械控制程序的语句表12 第四章 结束语16 参考文献17 引 言 本课程设计主要对PLC程序的结构、特点、各器件的性能以及对被公职对象的控制过程进行具体讨论，并通过PLC来实现对大小球分拣系统的控制，随着工业自动化、机械化进程的加速，自动控制正在逐步取代传统的人工控制，在改善工作人员的工作环境的同时也使生产效率大大提升，为了最大限度的满足被控制对象和生产过程的控制。在本课程设计中对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，试用PLC后，将很容易实现。在满足控制要求前提下，采纳多种控制模式来对被控制对象进行安全可靠的控制操作，使功能更加全面，其中包括手动控制，自动控制模式，使其操作更强，便于企业各类人员操作，另外，该系统的手动控制模式，也使生产设备的检测和维护更加方便。 关键字 PLC，大小球分拣，机械臂 第一章 课程设计要求及任务 1.1设计要求 1．大、小分拣传送机械示意图 2. 控制要求： （1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。 （2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。 （3）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）。 （4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0” ）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1” ）。 1.2设计任务 1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 2、根据控制要求，编制PLC应用程序。 3、编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。 ② 基于PLC的电气控制系统电路图。 ③ PLC控制程序（梯形图和指令表）。 ④ 电器元器件的选择和有关计算。 ⑤ 电气设备明细表。 ⑥ 参考资料、参考书及参考手册。 ⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。 第二章 系统总体方案设计 2.1大、小球分拣传送机械系统的功能 大小球分拣传送机械的控制功能要求为： 1）原位：机械手原始状态为左上角原位处，即上限开关LS3及左限开关LS1压合，同时机械手处于放松状态和球槽内有球（接近开关PS吸合），这时原位显示亮，表示准备就绪。 2）按下启动按钮SB1后，机械手下降，经过2s后机械手一定会碰到球。假如同时碰到下限开关LS2，则一定是小球；假如此时未碰到下限开关LS2，则一定是打球。 3）机械手吸住球后就提升，碰到上限开关LS3后就右行。 4）假如是小球，则右行到LS4处；假如是大球，则右行到LS5处。 5）机械手下降，当碰到下限开关LS2时，将小球释放到小球容器中；假如是大球，则释放到大球容器中。 6）释放后机械手提升，碰到上限开关LS3后，左行。 7）左行至碰到左限开关LS1时停下来，至此，一个工作循环结束。 2.2大、小球分拣传送机械系统的结构 大小球分拣传送机械的工作示意图如图2-1所示。 图2-1 大小球分拣传送机械的工作示意图 2.3 大、小球分拣传送机械的设计思想 当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关断开。 启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是小球，则压力传感器仍为断开状态；若碰到的是大球，则压力传感器闭合状态。 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。 假如吸起的是大球，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。 2.4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成,其主电路就是电动机的正反转电路。主电路电路图如图2-2所示。主电路采纳两个电动机、四个接触器即正转接触器QA1（QA3）和反转接触器QA2(QA4)控制。当接触器QA1（QA3）的三对主触头接通时，三相电源的相序按U―V―W接入电动机。当接触器QA1（QA3）的三对主触头断开，接触器QA2(QA4)的三对主触头接通时，三相电源的相序按W―V―U接入电动机，电动机就向相反方向转动。利用两台电动机的正反转，分别控制机械臂的上、下、左、右行。 图2-2主电路电路图 2.5 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或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。 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或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。 对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等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，组成一个分布式的控制系统。 PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。维修更换模块、推断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。在使用时，应按实际具体情况进行选择。 根据系统分析得输入点有13个，分别为I0.0-I1.4;输出点有5个，分别为Q