基于PLC控制大小铁球分拣系统枣庄学院课程设计

1、PLC编程及应用课程设计大小球分选系统的PLC控制学 院： 机电工程学院 专 业：班 级： 机械设计及其自动化 姓 名： 学 号：时 间：指 导 老 师： 2016.06.01 孙 正 目 录第1章 概述11.1选题背景11.2 PLC控制系统设计的原则和内容11.3控制要求2第2章硬件设计32.1 主电路设计32.2 I/O地址分配及接线图32.3元件的选择4第3章软件设计53.1顺序功能图53.2梯形图和状态表63.3面板接线图15第四章软硬调试164.1系统调试164.2 使用说明16设计感想17致 谢18参考文献19摘 要机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动

2、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捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、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大小球分选系统的PLC控

3、制。关键词:机械手；PLC；大小球AbstractPositive role of the manipulator is increasingly been recognized, first, it can partially replace human labor and can meet the requirements of production process, follow certain procedures, time and location to complete the transfer of artifacts. Because it can greatly impro

4、ve the working conditions of workers, to speed up the pace of industrial production mechanization and automation. As a result, brought to the attention of the various advanced unit and invested a lot of manpower material resources to research and application. Especially in the occasion of high tempe

5、rature and high pressure, dust, noise, more widely applied. In our country, modern also has a rapid development in recent years, and achieved certain results, brought to the attention of the various industrial departments. In the process of production, often have to be separated on the assembly line

6、 of products, this topic proposed development material handling manipulator, the German Siemens S7-200 series PLC, up and down, left and right sides of manipulator and grab motion control. Used for sorting through competing mechanism. We use the programmable technology, combined with the correspondi

7、ng hardware device, control manipulator to complete various competing separation system of PLC control.Keywords: manipulator PLC competing第1章 概述1.1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

8、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控制中有很大优势。 1.2 PLC控制系统设计的原则和内容 PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。 最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。 在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方

9、便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。 保证控制系统的安全、可靠。同时采取“软件兼施”的办法。 考虑到生产的发展和工艺的改进，选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题 ，如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品和安全为目标，则应将系统可靠性放在设计的重点，设置考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经

10、常变更，则事先充分考虑。1.3控制要求 大小铁球分选系统示意图如图1-1所示。当机械臂处于原始位置时，上限位开关SQ3和左限位开关SQ1闭合，抓球电磁铁处于失电状态，这时按下启动按钮后，机械臂下降，当碰到下限位SQ2时停止下降，且电磁铁得电抓球。如果抓住的是小球，则大小球检测开关SQ为ON；如果抓住的是大球，则SQ为OFF。两秒后，机械臂上升，碰到上限位开关SQ3后右移，它会跟据大小球的不同，在SQ4（小球）或SQ5（大球）处停止右移，然后下降至下限位开关处于停止，电磁铁失电，机械臂把球放在小球或大球箱内，两秒后返回。如果不按停止按钮，则机械臂一直工作下去；如果按下停止按钮，则不管何时何处按，

11、机械臂最终都要停止在原始位置。在按下启动按钮后，系统可以再次重头开始循环工作。图1-1 大小球分选系统示意图第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。2.2 I/O地址分配及接线图 按照设计要求，我们设定好输入量与输出量，定义各个量的含义，并对它们进行地址分配。本系统的I/O地址分配如表2-1所示。输入设备输入继电器输出设备输出继电器代号功能代号功能SB启动按钮I0.0HL原始位置指示灯Q0.5SQ1左限位开关I0.1YV抓球电磁铁Q0.1SQ2下限位开关I0.2KM1下降接触器Q0.0SQ3上限位开关I0.3KM2上升接

12、触器Q0.2SQ4小球右限位开关I0.4KM3右移接触器Q0.3SQ5大球右限位开关I0.5KM4左移接触器Q0.4SQ6大小球检测开关I0.6KM5图2-1 PLC的I/O配置根据控制要求，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 大小铁球分选系统PLC控制的PLC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。 第3章软件设计3.1顺序功能图 图3-1大小铁球分选系统PLC控制的顺序功能图 3.2梯形图和状态表 大小球分选系统PLC控制的顺序梯形图如图3-1和3-2

13、所示。图3-1 大小球分选系统PLC控制的梯形图Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5S0.0××××S0.1×××××S0.2×××××S0.3×××××S0.4×××××S0.5×××××S0.6×××××S1.0××

14、5;××S1.1××××××S1.2×××××S1.3×××××3-2大小球分选系统PLC控制的状态表3.3面板接线图大小球分选系统PLC控制的面板接线图如图3-3所示图3-3 大小球分选系统PLC控制的面板接线第四章软硬调试4.1系统调试 打开西门S7-200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SQ1、SQ3，观察原点显示HL，看机械臂是否在

15、机械原点，并有显示。然后，按下启动按钮SB，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 SB 启动按钮，SQ1左限位开关，SQ2下限位开关，SQ3上限位开关，SQ4小球右限位开关，SQ5大球右限位开关，SQ大小球检测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

16、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。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。 通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。通过实践，巩固了理论知识的学习，提高了实际应用所学知识的能力，还积累了许多宝贵的经验。特别是老师严谨冶普的态度给我启发不小。在这次的设计实践过程中，我认识到不管做什么事，尤其是科学实践，都需要大胆

17、假设，小心求证。任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做，否则即使很快做出来，但经不起推敲和考验。对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。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。致 谢 课程设计得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢指导老师，因为论文是在孙老师的悉心指导下完成的。孙老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深深。 同时，论文的顺利完成，离不开其他各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中，各位老师、同学和朋友积极帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完