PLC机械臂分拣装置控制系统设计1

1、现代电气控制及PLC使用技术课程设计报告机械臂分拣装置控制系统设计专业： XXXXXXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXXX学号：XXXXXXX姓名：XXX指导教师：XXX完成日期：XXX0年 XX月 XX 日目录一、设计题目2二、技术要求2三、方案确定3（一）、主回路线路图3（二）、控制回路线路图3（三）、PLC的外接线图41. 控制装置 I/O 地址分配图42PLC的 I/O 回路外接线图5四、电气元件的选择5主电路元器件表5控制回路元器件表6PLC元器件表6五、系统工作原理：6（一）机械臂分拣装置工作原理6（二）机械臂分拣装置控制程序流程图7（三）、机械臂分拣装置控制程序梯形图8六、

2、设计体会：11机械臂分拣装置控制系统设计一、设计题目：“机械臂分拣装置控制系统设计”二、技术要求：图 1 为一台分检大小球的机械臂装置。 它的工作过程是： 当机械臂处于原始位置时，即上限开关 BGl 和左限位开关 BG3压下，抓球电磁铁处于失电状态。 这时按动启动按钮 SFl 后，机械臂下行； 若碰到下限位开关 BG2后停止下行， 且电磁铁得电吸球。如果吸住的是小球，则大小球检测开关BG0为 ON；如果吸住的是大球，则 BG0为 OFF。l S后，机械臂上行，碰到上限位开关BGl 后右行，它会根据大小球的不同，分别在BG4(小球 ) 和 BG5(大球 ) 处停止右行，然后下行至下限位停止，电磁

3、铁失电，机械臂把球放在小球箱里或大球箱里，l s后返回。如果不按停止按钮 SF2，则机械臂一直循环工作下去。如果按了停止按钮，则不管何时按，机械臂最终都要停止在原始位置。 再次按动启动按钮后， 系统可以从头开始循环工作。图 1 机械臂分拣装置三、方案确定：（一）、主回路线路图上图为电控系统主电路。 QA0 为主回路总开关，两台三相异步电动机 MA1 和 MA2 分别控制机械臂的升降和平移，接触器 QA1、QA2 分别控制电动机 MA1 的正转和反转，而接触器 QA3、QA4 分别控制电动机 MA2 的正转和反转； BB1和 BB2分别为两台电动机过载保护用的热继电器。（二）、控制回路线路图上图

4、为电控系统的控制回路电路图，是基于 SIEMENSS7-200（CPU224）的控制电路。 TA为隔离变压器，专为 PLC提供电源，抗干扰。原始位置指示灯 HL 和抓球电磁铁均由 PLC内部的 DC24V直流电源提供电源。各接触器 QA1， QA2，QA3，QA4 均 PLC的继电器控制，由三相电供电。（三）、PLC的外接线图1. 控制装置采用S7-200系列 PLC，设 I/O 地址分配如下表所示：2 PLC的 I/O 回路外接线图四、电气元件的选择主电路元器件表名称数量三相鼠笼式异步电动机 MA2 台热继电器常闭触点开关 BB6 个接触器开关 QA5 个控制回路元器件表名称数量PG指示灯

5、HL1 个电磁铁 K1 个热继电器常闭触点开关 BB4 个接触器 QA6 个熔断器1 个隔离变压器1 台PLC1 台PLC元器件表名称数量SIEMENS S7-200 PLC控制器（ CPU224）1 台接近开关 SQ5 个光电开关 KF1 个电磁铁 K1 个接触器 QA4 个PG指示灯 HL1 个五、系统工作原理：（一）机械臂分拣装置工作原理该设计采用 SIMENS S7-200小型 PLC控制。系统的工作原理为： 使用两台电动机作为机械臂伸展的动力， 控制其运动的方向， 并且通过程序控制电动机的正反转，因而控制机械臂的运动。1.初始化系统，验证机械臂是否在初始位置（由接近开关BG1,BG3

6、表示），若在初始位置，则PG指示灯亮。2.按下启动开关 SF1，则启动运行。电动机MA1 由 QA1 导通启动，正转，使机械臂下降，当下降至BG2 时，电磁铁通电吸球，吸球后电动机MA1 停止 1秒，由光电开关判断其是大球还是小球。3. 判断结束后，电动机 MA1 由 QA2 启动机，反转，机械臂上升，上升至限位开关 BG1时，电动机 MA1 由 PLC控制停止，电动机 MA2 由 QA3 启动，正转，右行。4. 若为小球时，则到达 BG4 时，电动机 MA2 由 PLC控制断开，停止转动。电动机 MA1 由 PLC控制 QA1 接通，机械臂下行，下行至BG2时，电动机停转，电磁铁断电，小球下

7、放，经1S 后，电动机 MA1 经 QA2 导通，机械臂上行，至上限位开关 BG4 时，电动机 MA2 经 PLC控制 QA4 导通，QA2 反转，机械臂左行，至初始位置时， MA2 停止转动。重复下一次分拣。5. 若为大球时，则到达 BG5 时，电动机 MA2 由 PLC控制断开，停止转动。电动机 MA1 由 PLC控制 QA1 接通，机械臂下行，下行至BG2时，电动机停转，电磁铁断电，小球下放，经1S 后，电动机 MA1 经 QA2 导通，机械臂上行，至上限位开关 BG5 时，电动机 MA2 经 PLC控制 QA4 导通，QA2 反转，机械臂左行，至初始位置时， MA2 停止转动。重复下一

8、次分拣。6. 如果不按停止按钮 SF2，机械臂将一直工作下去，若按下 SF2，则不管何时按，机械臂最终都要停止在原始位置。（二）机械臂分拣装置控制程序流程图根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球，小球）有两个分支。此处应该为分支点。且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据光电开关（ BG0）的通断，分别将球吸住，上升，右行到 BG4 或 BG5 处下降，此处应为汇合点。然后在释放，上升，回到原点。机械臂分拣装置控制程序流程图如下图所示：（三）、机械臂分拣装置控制程序梯形图六、设计体会：通过此次设计， 了解了 PLC机械手在大小球分选系统的工作原理， 首次学习了一些机械手的工作原理及使用方法。 其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。软件部分采用各部分程序直接转的方式，依次实现了 PLC流程图、梯形图、指令表三种机械手控制方式。 用此种方法编写程序条理清晰， 连贯性强， 但若要增加其它机械手控制方式或进行扩展， 程序会变得相当复杂而且容易出错， 出错后调试修改也很困难。收进的方式是将各部分程序写成程序，方便调用和调试。此种方法的优点