传送机分拣货物控制系统

1、等级:课 程 设 计课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称传送机分检货物控制系统设计专 业测控技术与仪器班 级1301学 号201301200123姓 名刘潇指导老师刘星平，赖指南，谭梅，沈细群2016年6月17日电气信息学院课程设计任务书课题名称传送机分检货物控制系统设计姓 名刘潇专业测控技术与仪器班级1301学号23指导老师谭梅等课程设计时间2016年6月6日2016年6月17日（第1516周）教研室意见同意开题。 审核人：汪超 林国汉一.任务及要求设计任务：以PLC为核心，设计一个金属压铸机控制系统，为此要求完成以下设计任务：1.根据金属压铸机的基本组成结构、工艺过程和控制要求，确定控

2、制方案。2.配置电器元件，选择PLC型号。3.绘制金属压铸机控制系统的PLC I/O接线图。设计梯形图程序，列出指令程序清单。4.上机调试程序。5.编写设计说明书。设计要求1.一般要求：（1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足金属压铸机的工艺过程要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。（2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB472884电气图用图形符号、GB698887电气制图和GB715987电气技术中的文字符号制定通则的有关规定。（3）所编写的设计说明书应用词准确，语句通顺，层次清楚，条理分明，重点突出，结构合理，内容详实。2.具体要求：（1）对工作方式的控制要求 连续工

3、作方式：在金属压铸机处于初始状态的情况下，按下启动按钮时，要求金属压铸机能够自动地一个循环接一个循环地工作下去，直至实际循环的次数达到设定的次数并返回到初始状态时才自动停止。在此工作方式下，能对金属压铸机进行预停和紧急停止操作。 单周工作方式：在金属压铸机处于初始状态的情况下，按下启动按钮时，要求金属压铸机能够自动地完成一个循环的工作。当金属压铸机完成一个循环的工作并返回到初始状态时能自动停止。在此工作方式下，能对金属压铸机进行紧急停止操作。 单机手动工作方式：要求能对金属压铸机的模板、射入活塞、冷却水电磁阀、喷嘴和洗模液电磁阀的动作进行手动操作。二.进度安排1.第一周星期一：布置课程设计任务

4、，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。2.第一周星期二星期四：详细了解金属压铸机的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制金属压铸机控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。3.第一周星期五：上机调试程序。4.第二周星期一：指导编写设计说明书。5.第二周星期二星期四：编写设计说明书。6.第二周星期五：答辩。三.参考资料1 刘星平.PLC原理及工程应用M.北京：中国电力出版社，2014年。2 廖常初.S7-200 PLC编程及应用M.北京：机械工业出版社，2014年。3 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解M.北京

5、：电子工业出版社，2013年。4 赖指南.PLC原理与应用补充教材（内部使用），本校自编教材，2010年。四.原始资料传送机分检货物示意图如图所示。传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球，则将小球放入装小球的箱子里；如果传送机底下的电磁铁吸住大铁球，则将大球放入装大球的箱子里。传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动，传送机的左、右运动则由另外一台电动机带动。初始状态时，传送机停在原位。当按下传送机的启动按钮后，电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。如果传送机在下降过程中压合行程开关ST2，电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球，然后上升右行至行程开关ST4的

6、位置，电磁铁下降，将小球放入小球箱中。如果电磁铁由原位下降后未压合行程开关ST2，则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球，然后右行至行程开关ST5位置，电磁铁下降，将大球放入大球箱中。左行回到ST1处重复以上过程。ST3为传送机上限位行程开关。ST6大球箱小球箱接近开关混合球箱电磁铁ST2ST3ST1ST4ST5M传送机分检货物示意图目录第1章 概述1第2章 总体设计22.1 设计要求22.2 分拣大小球的设计思想32.3 I/O地址分配表32.4 外部接线图42.5 顺序功能图5第3章 程序设计63.1 程序设计如下6第4章 调试过程12心得与体会13附录A：梯形图14附录B：语句表18附录C：

7、硬件接线图190第1章 概述 随着社会的不断发展 ,市场的竞争也越来越激烈 ,因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术 ,提高生产效率 ,尤其在需要进行材料分拣的企业 ,以往一直采用人工分拣的方法 ,致使生产效率低 ,生产成本高 ,企业的竞争能力差 ,材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。利用计算机技术对生产线上的分拣设备进行智能化控制是一种既能节约成本现今社会科技发展迅速，各个行业不断创新突破。 随着人们生活的需要，PLC的应用已经渗透到了国民经济的各个领域，对人们的生产生活起到了不可取代的巨大作用，同时带动传统控制检测日新月益更新。了解并应用PLC知识是一项可用性极强并意义深远的事.本系统是

8、利用可编程控制器(PLC),设计成本低、效率高的材料自动分拣装置.以PLC为主控制器,结合传送机装置、电磁铁技术、行程开关等技术,现场控制产品的自动分拣.系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,广泛应用于生活的各个场所。 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，他能部分的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传送。因为他能大大的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财力加以研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用的更为广泛。在我国，近代几年来也

9、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。本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7200系列PLC，对机械手的上下左右以及抓取运动进行控制。用于分拣大小球的机械装置。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。第2章 总体设计2.1 设计要求传送机分检货物示意图如图所示。传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球，则将小球放入装小球的箱子里；如果传送机底下的电磁铁吸住大铁球，则将大球放入装大球的箱子里。传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动，传送机的左、右运动则由另外一台电

10、动机带动。初始状态时，传送机停在原位。当按下传送机的启动按钮后，电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。如果传送机在下降过程中压合行程开关ST2，电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球，然后上升右行至行程开关ST4的位置，电磁铁下降，将小球放入小球箱中。如果电磁铁由原位下降后未压合行程开关ST2，则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球，然后右行至行程开关ST5位置，电磁铁下降，将大球放入大球箱中。左行回到ST1处重复以上过程。ST3为传送机上限位行程开关。ST6大球箱小球箱接近开关混合球箱电磁铁ST2ST3ST1ST4ST5M 图1.1传送机分检货物示意图2.2 分拣大小球的设计思想 1）当传送机处于起

11、始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，机械手处于松开状态，装置处于原点位置。 2）启动装置后，机械臂开始下行，一直到下限位开关闭合，此时，若碰到的是小球，机械臂上升，将小球送至装小球的箱子；若碰到的是大球，则送至装大球的箱子。 3）之后机械臂上升、左行，回到原点位置。2.3 I/O地址分配表 表 2.1 I/O地址分配表符号地址符号地址启动按钮SB1I0.0连续运行SQ1I1.0停止按钮SB2I0.7机械臂上升Q0.1上限位开关ST3I0.2机械臂下降Q0.0下限位开关ST2I0.1机械臂左移Q0.3左限位开关ST1I0.3机械臂右移Q0.2小球右限位开关ST4I0.6连续运行指示灯Q0.5

12、大球右限位开关ST5I0.5原点指示灯Q0.6大小球选择开关ST6I0.4抓取/松开Q0.42.4 外部接线图图2.1 外部接线图2.5 顺序功能图图2.2 顺序功能图第3章 程序设计3.1 程序设计如下 通过停止按钮I0.7实现整个系统的复位，程序图如下所示。图3.1 网络1捡球装置上行碰到上限位开关I0.2开始左行，左行指示灯Q0.3灯亮，程序图如下所示。 图3.2 网络2系统一个周期运行完成回到原点状态，程序图如下所示。图3.3 网络3 按下连续运行按钮I1.0将进入连续运行状态，循环指示灯Q0.5灯亮，程序图如下所示。图3.4 网络4 上限位开关和左限位开关被按下，输传送机处于原点位置

13、，原点指示灯Q0.6灯亮，程序图如下所示。图3.5 网络5 系统一个周期运行完成回到准备下行状态，程序图如下所示。图3.6 网络6 当大小球的选择开关I0.4接通时，且定时器到达设定值2S时传送机将会抓球箱中的小球，程序图如下所示。图3.7 网络7 当抓球时间达到设定值2S后，传送机将会开始上行，程序图如下所示。图3.8 网络8 当传送机上行碰到上限为开关I0.2时，开始右行，程序图如下所示。图3.9 网络9 当大小球的选择开关I0.4没有接通，在定时器达到设定值2s时，传送机将会抓取球箱中的大球，程序图如下所示。图3.10 网络10 当抓球时间达到设定值2S后，传送机将会开始上行，程序图如下

14、所示。图3.11 网络11 当传送机上行碰到上限为开关I0.2时，开始右行，程序图如下所示。图3.12 网络12 传送机右行碰到小球的选择开关I0.6时，将会开始下行到达小球箱位置；若传送机右行碰到大球的选择开关I0.5时，将会开始下行到达大球箱的位置，程序图如下所示。图3.13 网络13 当传送机到达对应球箱，碰到下限位开关I0.1时，捡球装置松开，抓球指示灯Q0.4灯灭，程序图如下所示。图3.14 网络14 当捡球装置松开时间达到设定时间2S后，将会上行，程序图如下所示。图3.15 网络15 捡球装置处于上行过程中，上行指示灯Q0.1灯亮，程序图如下所示。图3.16 网络16 捡球装置下行

15、时，开始定时，下行指示灯Q0.0灯亮，程序图如下所示。图3.17 网络17 捡球装置处于右行过程中，右行指示灯Q0.2灯亮，程序图如下所示。图3.18 网络18 捡球装置的定时时间，程序图如下所示。 图3.19 网络19第4章 调试过程 为了完成此次课设，以及考虑到现实情况，我们选择了西门子 CPU224XP这个产品。1.打开电源开关，电路板显示HELLO,说明电路板通电，按照I/O接线图连线。2.把仿真成功的程序下载到PLC224XP里，运行模式改为RUN。 3.原位：机械臂原始状态为左上角原位处，即上限开关ST1及左限开关ST3压合，同时机械臂处松开，这时原位显示灯Q0.6亮，表示准备就绪

16、。 4.按下启动按钮I0.0后，机械臂下降，指示灯Q0.0灯亮，同时，计时器T37开始计时2s，在T37计时的过程中，大小球的选择开关SQ2压合，则选择的是小球，反之，则为大球。 5.机械臂2S吸住球后就上升，此时机械臂吸球指示灯Q0.4灯亮，机械臂上升指示灯Q0.1灯亮，碰到上限开关ST1后就右行，机械臂右行指示灯Q0.2灯亮。 6.如果是小球，则右行到ST4处；如果是大球，则右行到ST5处。 7.机械臂下降，指示灯Q0.0灯亮，当碰到下限开关ST2后，经过2S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。 8.释放后机械臂上升，指示灯Q0.1灯亮，碰到上限开关ST1后，左行，机

17、械臂左行指示灯Q0.3灯亮。 9.左行至碰到左限开关ST3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。 10.控制系统停止:按下停止按钮SB2放弃当前步骤直接停止。心得与体会 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。 通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。为了搞好这次课设，通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本成型。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。在发下任务书的时候，谭老师就带我们过了一遍整个任务流程

18、，随后几名组员经过讨论，确定了流程图和顺序功能图的一个大概，这给我们之后编写程序奠定了一个坚实的基础，在之后的编程中，问题就来个不停了，特别是关于指令重复以及运行条件那里困扰了我们很久，还有我们的课题是大小球分拣，但是每次程序都回自动选择大球，后面在老师的指导下，我们找出了原因，因为没有一个时间让机器去作反应，所以他会自动默认选择大球。在解决了各种程序问题之后，我们仿真成功了。但是在实物图操作的时候，问题又来了。首先，我们的电路板公共部分的接口以及开关不够，我们得到其他的地方去接开关，然后还遇到电路板的指示灯出故障。总而言之，解决了软件部分并不代表了完成了此次设计，最容易出问题的还是在硬件方面

19、，而且，自身的操作也会影响实验结果。特别感谢谭梅老师以及其他几位辅导老师的耐心指导，以及我亲爱的室友郭鹏、黄刚同学给予的技术支持，还有我们小组的其他几位组员。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。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，但能让我学到更多的知识。附录A：梯形图附录B：语句表17Network 1 LDN I0.7EDR M0.1, 20R Q0

20、.4, 1Network 2 LD M0.7A I0.2O M1.0AN M0.0AN M0.1= M1.0= Q0.3Network 3 LD M1.0A I0.3AN M1.5O SM0.1O M0.0AN M0.1= M0.0Network 4 LD I0.0A I1.0O M1.5AN I0.7= M1.5= Q0.5Network 5 LD I0.3A I0.2AN Q0.4= M1.4= Q0.6Network 6 LD M1.0A I0.3A M1.5LD M0.0A I0.0A M1.4OLDO M0.1AN M1.1AN M1.2= M0.1Network 7 LD M0.1A T37A I0.4O M1.1AN M0.2= M1.1Network 8 LD M1.1A T38O M0.2AN M0.3= M0.2Network 9 LD M0.2A I0.2O M0.3AN M0.6=