分料自動(dòng)機(jī)基于plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+Word說明書】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 分 類 號 密 級 寧寧波大紅鷹學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 分料自動(dòng)機(jī)基于 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 2012 年 3 月 15 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文 分料自動(dòng)機(jī)基于 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： 2012 年 3 月 15 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 摘 要 傳統(tǒng)的物料分選方法采用人工分選，存在物料速度慢、效率低下和人為因素影響大的問題。隨著生產(chǎn)力的提高，物料的自動(dòng)化分選成為發(fā)展的必然。本文通過對物料工藝流程分析，設(shè)計(jì)了基于 式的物料自動(dòng)化分選系統(tǒng)的控制系統(tǒng)硬件。通過對分選系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的總體方案和工作原理的介紹，闡明了控制部分硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，完成了硬件的選型和軟 件的設(shè)計(jì)，并通過現(xiàn)場調(diào)試驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的合理性和可靠性。 關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī) ， 控制 ， 物料分選買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 he of of on of on of of of of of of of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 目 錄 摘 要 . 錄 . 1 章 緒論 .述 .內(nèi)外的發(fā)展概況及趨勢 .課題研究的意義 . 11 課題擬采用的方法 . 11 課題的主要內(nèi)容 . 11 第 2 章 分料自動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .體設(shè)計(jì)概要 .料機(jī)構(gòu)控制要求 .制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) . 概述 . 控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) . 3 章 統(tǒng)設(shè)計(jì) .述 . 步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)部分 . 狀態(tài)檢測及報(bào)警設(shè)計(jì) .統(tǒng)設(shè)計(jì)及選型 . 統(tǒng)的選型 . 各模塊的電路原理圖和 I/O 點(diǎn)分配 . 工控機(jī)的通信協(xié)議 . 驅(qū)動(dòng)器的選擇 .件的實(shí)現(xiàn)方法 .模塊的動(dòng)作互鎖 . 結(jié) .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 致 謝 .考文獻(xiàn) .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第 1 章 緒論 述 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無論在工廠還是在人們的日常生活中，自動(dòng)化設(shè)備都得到了 高度的普及，這極大的改善了人們的工作條件和生活水平。 總的來說，自動(dòng)化設(shè)備是由機(jī)械和控制兩大部分組成，其中機(jī)械部分主要負(fù)責(zé)完成具體 的動(dòng)作，如導(dǎo)軌與的直線運(yùn)動(dòng)、圓弧的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等等；控制部分主要負(fù)責(zé)各種機(jī)械動(dòng)作的先后順序以及一些保護(hù)措施等等。機(jī)械與電控是相輔相成的，誰也離不開誰，其中以 機(jī)械為主，電控為輔。 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求生產(chǎn)向著快速、靈活、高質(zhì)量、大批量的自動(dòng)化方向發(fā)展，與此同時(shí)，產(chǎn)品分選能否跟得上生產(chǎn)的速度就決定了工廠效益的高低，尤其是對大批量生產(chǎn)的重要元件的分選，靠人工分選費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。因此，如果能有一條自動(dòng)分選生產(chǎn)線來取代原來的手工操作，就顯得非常必要。因此， 由寧波市科技局提出、南京理工大學(xué)承擔(dān)研制一套自動(dòng)化程度高、分選效率高的分選平臺(tái)。該系統(tǒng)可以達(dá)到自動(dòng)分選的尺寸，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省大量的人力、財(cái)力、物力，并提高分選的正確率，使產(chǎn)量與分選同步，以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。 內(nèi)外的發(fā)展概況及趨勢 成件物品分料是將眾多的不同物品，迅速地按其要求分送到眾多目的地的一種物料搬運(yùn)過程。過去，成件物品分料一般用人力和借助簡單機(jī)械來進(jìn)行，其主要缺點(diǎn)是勞動(dòng)量大，效力低，差錯(cuò)率高。 隨著生產(chǎn)及商業(yè)連鎖經(jīng)營模式的發(fā)展和商品品種的激烈增多，目前物品分料自動(dòng)機(jī)已成為各種行業(yè)，如郵政、醫(yī)藥、煙草、圖書等末端配送中心的重要設(shè)施，也是物料搬運(yùn)自動(dòng)化的一個(gè)重要分支。 分料自動(dòng)機(jī)主要由振動(dòng)進(jìn)料模塊、裝配及檢測模塊、成品分檢及轉(zhuǎn)移模塊、進(jìn)倉模塊等電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)四部分組成。 振動(dòng)進(jìn)料模塊：振動(dòng)模塊主要 由振動(dòng)料倉配直線振動(dòng)器、檢測裝置等組成，主要完成工作 1 的裝配準(zhǔn)備工作及檢測是否有工件（以便確定第二模塊是否工作）。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 裝配及檢測模塊：物料轉(zhuǎn)移模塊主要由氣缸等完成上下、水平、轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作，由氣爪（機(jī)械手）完成工作的抓取及釋放工作，使工作 1 從直線振動(dòng)器轉(zhuǎn)發(fā)移到工作臺(tái)上。 成品分檢及轉(zhuǎn)移模塊：裝配及檢測模塊主要完成工作的裝配及檢測工作，分成四個(gè)工位，第一工位為接料，第二為裝配，第三為接觸式檢測，第四為出料。 進(jìn)倉模塊：成品分撿及轉(zhuǎn)移模塊根據(jù)上一模塊的檢測結(jié)果確定在哪一位置釋放工件，不良品進(jìn)入廢品斗，良品上皮帶機(jī)進(jìn)入 后道工序，皮帶機(jī)上配有工作檢知器，用于檢測是否有工作向后道移動(dòng)，若有工件則給予后一模塊動(dòng)作信號。 課題研究的意義 本課題意在研制出一套分選平臺(tái)系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的自動(dòng)分選功能，來取代原有的人工分選，以達(dá)到減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率的目的。自動(dòng)分選裝置的應(yīng)用，將有效地提高企業(yè)的自動(dòng)化水平，在提高了測量精度的基礎(chǔ)上，極大 地提高工廠的生產(chǎn)分選效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力，可以產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，此分選裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，具有極高的實(shí)用價(jià)值與推廣價(jià)值，有著重要的意義 。 課題擬采用的方法 隨著科技 的不斷發(fā)展，分選自動(dòng)化已成為一種提高效率、提高分選結(jié)果精確性的重要途徑。 傳統(tǒng)的分選主要依靠工人手工打表的方式，對是否合格進(jìn)行檢驗(yàn)。人工分選存在分選速度慢、效率低下、人為因素影響大等問題。因此，的自動(dòng)化分選成為必然。采用可編程序控制器（ 為系統(tǒng)的控制核心，通過串行通訊與工控機(jī)組成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對分選、分料過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視和自動(dòng)控制。 課題的主要內(nèi)容 本文的主要內(nèi)容如下： 第一章緒論部分介紹了分選平臺(tái)的研制原因、目的、作用以及國內(nèi)外在該課題方面的發(fā)展概況及趨勢，并闡述了本課題研究的方法、手 段及意義。 第二章介紹了分選平臺(tái)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，闡述了分選平臺(tái)系統(tǒng)的要求、系統(tǒng)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 組成、各組成部分的功能以及控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 第三章介紹了控制系統(tǒng)硬件部分的選型及分析，其中詳細(xì)介紹了對步進(jìn)電機(jī)、感應(yīng)開關(guān)、電磁鐵、 驅(qū)動(dòng)元件的選擇，對 輸出輸入口的分配及工控機(jī)的通信協(xié)議做了介紹，最后生成控制系統(tǒng)硬件接線圖和電路圖?？刂葡到y(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)簡介，對軟件的要求、功能、實(shí)現(xiàn)方法及流程圖做了簡單的介紹。 全文總結(jié)中介紹了本人通過在本課題中工作所得收獲，以及在工作中發(fā)現(xiàn)的不足、有待解決的問題等買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 2 章 分料自動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 體設(shè)計(jì)概要 分料自動(dòng)機(jī)四個(gè)模塊的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：振動(dòng)進(jìn)料模塊、裝配及檢測模塊、成品分檢及轉(zhuǎn)移模塊、進(jìn)倉模塊。 1、 為避免因摩擦產(chǎn)生的影響，在設(shè)計(jì)傳送帶時(shí)，我們采用組合式的物料夾具，即在外物料夾具內(nèi) 配上圓形的與物料相配的內(nèi)夾具，盡量減少物料與導(dǎo)軌的摩擦，且要有物料保護(hù)罩； 2、 由于物料合格產(chǎn)品占多數(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)，把中間一個(gè)出口作為合格產(chǎn)品的出口，考慮到要盡可能地減少步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在出料口左右兩邊各設(shè)三個(gè)分料出口； 3、 為使傳送帶具有良好的穩(wěn)定性，需要設(shè)計(jì)壓帶輪部件， 以壓帶輪彈簧的彈性減弱外部環(huán)境引起的震動(dòng)； 4、 在設(shè)計(jì) 測 頭夾具時(shí)，要考慮到如何保護(hù)傳感器探頭 及有效夾緊 。 料機(jī)構(gòu)控制要求 分類機(jī)構(gòu)由 據(jù)接收到的分類信息控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，將物料分類出去。 分類電機(jī)的控制是通過 速脈沖串輸出）的方式。 輸出多個(gè)脈沖串，并允許脈沖串排隊(duì)，以形成管線。依據(jù)管線的實(shí)現(xiàn)方式分為單段管線和多段管線。本系統(tǒng)中采用多段管線的方式，通過在變量存儲(chǔ)區(qū)建立包絡(luò)表的方式，控制輸出脈沖的周期和脈沖數(shù)，從而達(dá)到對步進(jìn)電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)動(dòng)角度精確控制的目 的。然后由電磁鐵失電將物料推出到對應(yīng)的出口。分類結(jié)束后步進(jìn)電機(jī)復(fù)位回到起始狀態(tài)，等待下一個(gè)物料的到來。 在分類的過程中， 過對安裝在系統(tǒng)中的感應(yīng)開關(guān)來判斷分類過程中的各種狀態(tài)。如：物料到達(dá)、定位信號、分類完成等等。如果發(fā)現(xiàn)非正常狀態(tài)，則向工控機(jī)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號告知工作人員，以方便排除故障。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 述 控制系統(tǒng)的作用是保證所有結(jié)構(gòu)能嚴(yán)格按照預(yù)定的順序，協(xié)調(diào)地、有節(jié)奏地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)，是工作循環(huán)得以周而復(fù)始地進(jìn)行?？刂葡到y(tǒng)對生產(chǎn)率和工作可靠性影響 物料平臺(tái)控制系統(tǒng)是基 于工控機(jī) 式構(gòu)成的一個(gè)集散控制系統(tǒng)。工控機(jī)作為監(jiān)控管理層實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的管理工作，并且對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和調(diào)度。 為控制執(zhí)行層，完成局部的控制工作。工控機(jī)把管理決策、控制任務(wù)、控制參數(shù)和調(diào)度命令通過通信電纜傳送給控制層 要通過電纜把控制過程的參數(shù)、控制進(jìn)程和控制數(shù)據(jù)傳送給管理層。 工控機(jī)通過通信口進(jìn)行通信，工控機(jī)讀取 通行口識(shí)別整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并在工控機(jī)上有所顯示。通過軟件控制各個(gè)控制部件的運(yùn)行。控制軟件主要完成初始參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行狀態(tài)顯示、容錯(cuò)檢測和故 障檢測報(bào)警等功能。當(dāng) 到工控機(jī)的分類信號后，輸出相應(yīng)脈沖，從而達(dá)到設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的移動(dòng)距離（旋轉(zhuǎn)角度）、速度、方向等參數(shù)的目的。 控制系統(tǒng)應(yīng)完成的功能有： （ 1）確保完成物料在流水線上的穩(wěn)定傳送，保證物料按進(jìn)入系統(tǒng)的先后形成的隊(duì)列傳送，并且要充分保證隊(duì)列的有序性和完整性； （ 2）確保完成物料的正確分類。電機(jī)需要旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的正確的角度以控制各部件按照預(yù)定的軌跡、動(dòng)作把物料從進(jìn)入滑道到正確分類出去； （ 3）前級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度不應(yīng)快于后級分類機(jī)構(gòu)，且至少應(yīng)保證在分類機(jī)構(gòu)沒有完成分類時(shí)，沒有物料進(jìn)入分類機(jī)構(gòu)； （ 4）保證分類機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)失步時(shí)，分類機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)復(fù)位； （ 5）當(dāng)多有于一個(gè)物料進(jìn)入分類機(jī)構(gòu)時(shí)，要告知工作人員系統(tǒng)故障，同時(shí)，能判斷分類電機(jī)的工作是否正常，輸出角位移是否正確； （ 6）控制系統(tǒng)應(yīng)具有一定的容錯(cuò)能力。當(dāng)出現(xiàn)一般性錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)能夠自我修復(fù)，不影響系統(tǒng)的正常工作，即使是出現(xiàn)物料卡位、不能完成正確分類也不買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或誤分類現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)明確指出錯(cuò)誤來自哪個(gè)方位，即使不能指明錯(cuò)誤來源，也能檢測到流水線的某個(gè)大致位置，以方便維護(hù)，及時(shí)排除故障。 該控制系統(tǒng)是以 控制核 心，通過與工控機(jī)的通信，執(zhí)行工控機(jī)的命令。在工控機(jī)與 口時(shí)，由于 用的是 準(zhǔn)與工控機(jī) 準(zhǔn)不兼容，必須通過 纜進(jìn)行轉(zhuǎn)接。工控機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的管理者，控制測量傳感器測量流水線上物料的幾何參量，并通過計(jì)算得出物料分類信息。 整個(gè)系統(tǒng)的控制執(zhí)行核心，主要完成系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制、狀態(tài)檢測、命令執(zhí)行等功能。過接收工控機(jī)的分類信息和控制信息控制分類機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。 制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)主要包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、 采卡、傳感器探頭、位 置檢測傳感器和各控制及執(zhí)行元件等，結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2示 。各部分在本監(jiān)控系統(tǒng)中的功能介紹如下： 1. 工控機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)度中心，通過 接地控制、監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)； 2. 為系統(tǒng)的控制核心，直接完成對各部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)控制以及各運(yùn)動(dòng)位置檢測； 3. 檢測系統(tǒng) 檢測系統(tǒng)由傳感器、數(shù)采卡和工控機(jī)等組成，通過對物料的幾何量的測量、計(jì)算，作為分類產(chǎn)品判斷的依據(jù)； 4. 位置檢測傳感器和各控制及執(zhí)行元件 主要完成對系統(tǒng)狀態(tài)的檢測以及各部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)執(zhí)行。 工控機(jī)通過通信口進(jìn)行通信，工 控機(jī)讀取 通信口以識(shí)別整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并在工控機(jī)的控制軟件上顯示，通過軟件控制各部件的運(yùn)行?？刂栖浖饕瓿沙跏紖?shù)設(shè)定、運(yùn)行狀態(tài)顯示、容錯(cuò)檢測和故障檢測報(bào)警等功能。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 第 3 章 統(tǒng)設(shè)計(jì) 述 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括對傳感器、步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵等元器件的選擇，對輸出驅(qū)動(dòng)方式和驅(qū)動(dòng)元件的選擇以及對人機(jī)聯(lián)系方式的選擇，最后生成控制系統(tǒng)原理圖和接線圖。系統(tǒng)所選用的傳感器要有較高的靈敏度和較大的信噪比，響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。 就硬件而言，系統(tǒng)所用元器件質(zhì)量的優(yōu)劣和結(jié)構(gòu)工藝是影響可 靠性的重要因素，故應(yīng)合理地選擇元、器件，在設(shè)計(jì)時(shí)對元、器件的負(fù)載、速度、功耗、工作環(huán)境等技術(shù)參數(shù)應(yīng)留有一定的安全量，并對元、器件進(jìn)行老化和篩選。所選用的元、器件在滿足技術(shù)要求的前提下應(yīng)盡可能選擇價(jià)格低的元、器件，且元、器件的工作溫度環(huán)境應(yīng)大于所使用環(huán)境的溫度變化范圍，系統(tǒng)中相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配。 本控制系統(tǒng)主要是由以 中心的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、通信部分、狀態(tài)檢測部分和報(bào)警部分組成。 控制系統(tǒng)硬件采用微機(jī) 式，工控機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，完成檢測、控制處理檢測過程中的各種問題和提供人機(jī)交互的界 面； 動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種控制命令。它們之間的接口就是通信協(xié)議。 進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)部分 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將 出的電脈沖轉(zhuǎn)換成與電脈沖成正比的角位移或直線位移的執(zhí)行元件。前級傳動(dòng)部分步進(jìn)電機(jī)主要完成流水線的速度控制，后級分類機(jī)構(gòu)則要精確控制步進(jìn)電機(jī)的輸出角位移和方向。步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，可在后級增加光電編碼器對電動(dòng)機(jī)的輸出相位做出控制，以確保與實(shí)際的輸出相位一致。后級分類電機(jī)采用正反轉(zhuǎn)定位的方式，以消除電機(jī)的累計(jì)誤差，保證電動(dòng)機(jī)每次都從零位置起輸出一定的角 度。 態(tài)檢測及報(bào)警設(shè)計(jì) 通過安裝在系統(tǒng)各個(gè)位置的感應(yīng)開關(guān)判斷系統(tǒng)運(yùn)行過程中的狀態(tài)，是否與已買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 設(shè)定的狀態(tài)一致。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出警報(bào)。報(bào)警方式設(shè)計(jì)為聲光報(bào)警的方式，依據(jù)錯(cuò)誤的嚴(yán)重性而不同。 統(tǒng)設(shè)計(jì)及選型 統(tǒng) 的選型 可編程控制器是一種典型的采樣控制系統(tǒng)，是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而開發(fā)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它通過循環(huán)方式進(jìn)行閉環(huán)控制，包括數(shù)字量和模擬量控制。它既可進(jìn)行順序控制，也可實(shí)現(xiàn)過程控制，隨著微處理器技術(shù)和通信技 術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器已不僅僅是傳統(tǒng)意義上的控制元件，其功能日益完善， 具有功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程以及適應(yīng)測試環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn)。 其廣泛應(yīng)用在機(jī)械系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線及過程工業(yè)的自動(dòng)控制領(lǐng)域，具有性能穩(wěn)定、高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、功能強(qiáng)大及硬、軟件開發(fā)方便等特點(diǎn)。因此，本系統(tǒng)選擇 為系統(tǒng)控制的核心，完成對各部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)控制。 世界上約有 200 多個(gè) 產(chǎn)廠家 , 如美國的 司、莫迪康公司、 司、德國的西門子公司、日本的歐姆龍公司、三菱電機(jī)公司以及國內(nèi)的浙大中控等。它們一般滿足 用戶各方面的需求 , 但在外形、結(jié)構(gòu)、功能、網(wǎng)絡(luò)通信和編程方法等方面各有不同 ,對于不同的工業(yè)控制需求 , 應(yīng)當(dāng)選擇合適的 型的關(guān)鍵主要是能滿足基本控制功能和容量 , 并考慮維護(hù)的方便性、備件的通用性、系統(tǒng)可擴(kuò)展性以及能滿足特殊功能要求等，即應(yīng)最大限度地滿足系統(tǒng)的控制要求；力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，且保證控制系統(tǒng)安全可靠；。由于本課題中的檢測平臺(tái)有連續(xù)性 , 應(yīng)盡可能地考慮將來新增功能要求，考慮選擇比較新型 由于西門子公司的產(chǎn)品質(zhì)量比較有保障 , 且技術(shù)支持、售后服務(wù)較完善 , 有利于產(chǎn)品擴(kuò)展與 軟件升級，所以我們確定選用西門子公司生產(chǎn)的 般是根據(jù)其輸入輸出點(diǎn)數(shù)及存儲(chǔ)器容量的大小來分類 , 在 型之前首先確定系統(tǒng) I/ O 點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量。 類較多，主要有西門子、三菱、 芝等，但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的的主要是西門子、三菱、 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 的 據(jù)前面確定的 數(shù)：實(shí)際輸入點(diǎn) 28 點(diǎn)，實(shí)際輸出點(diǎn) 12 點(diǎn)，綜合對比三菱 列（包括 ）、西門子系列、 、性能、實(shí)用場合等各方面。本系統(tǒng)可選擇 號為： 48合計(jì)總數(shù) 48 點(diǎn) 324 點(diǎn)輸入， 24點(diǎn)繼電器輸出；尺寸（ 220 87 90，其性能、價(jià)格都優(yōu)于其他 列是 列 族中最先進(jìn)的系列，它能最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，程式執(zhí)行更快，全面補(bǔ)充通訊功能，適合世界各國不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化控制應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。該型號 24 個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)， 24 個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一定的余量。 根據(jù)實(shí)際需要 ,在這里選擇三菱 48模塊的電路原理圖和 I/O 點(diǎn)分配 控制系統(tǒng)的輸入和輸出信號的名稱、代碼 及地址編號。其中，當(dāng)有輸入信號時(shí)為 1，無信號輸入時(shí)為 0。 1、 振動(dòng)進(jìn)料模塊 主要任務(wù) 振動(dòng)模塊主要由振動(dòng)料倉配直線振動(dòng)器、檢測裝置等組成，主要完成工作 1 的裝配準(zhǔn)備工作及檢測是否有工件（以便確定第二模塊是否工作）。把信號傳送給第二模塊。 控制電路圖 圖 3斗電路控制圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 動(dòng)作流程 :啟動(dòng) 綠燈亮 頂進(jìn) 頂退 復(fù)位 圖 3斗 I/O 口分配圖 圖 3斗 手動(dòng)控制梯形 圖 當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)按鈕 000)啟動(dòng)電路電機(jī) ,當(dāng)按下檢測按鈕 ,光幕常閉按鈕正常時(shí) ,綠燈亮 實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)動(dòng)作 ,當(dāng)按住頂退按鈕實(shí)現(xiàn)頂退動(dòng)作 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 復(fù)位 ,實(shí)現(xiàn)復(fù)位 . 圖 3斗 手自動(dòng)控制梯形 圖 2、 物料轉(zhuǎn)移模塊 主要任務(wù) 物料轉(zhuǎn)移模塊主要由氣缸等完成上下、水平、轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作，由氣爪（機(jī)械手）完成工作的抓取及釋放工作，使工作 1 從直線振動(dòng)器轉(zhuǎn)發(fā)移到工作臺(tái)上。 圖 3械手電路控制圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 動(dòng)作流程 :啟動(dòng) 擺進(jìn) 伸進(jìn) 探進(jìn) 吸物 探 退 伸退 擺退 復(fù)位 圖 3械手 I/O 口分配 圖 3械手 手動(dòng)控制梯形 圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 圖 3械手 自動(dòng)控制梯形 圖 3 裝配及檢測模塊 主要任務(wù) :裝配及檢測模塊主要完成工作的裝配及檢測工作，分成四個(gè) 工位，第一工位為接料，第二為裝配，第三為接觸式檢測，第四為出料買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 動(dòng)作流程 :啟動(dòng) 推進(jìn) 壓進(jìn) 壓退 推退 復(fù)位 圖 3臺(tái)電路控制圖 圖 3臺(tái) I/O 資源分配 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 圖 3臺(tái)手動(dòng)控制梯形 圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 圖 3臺(tái)自動(dòng)控制梯形 圖 4 成品分檢及轉(zhuǎn)移模塊 主要任務(wù) :成品分撿及轉(zhuǎn)移模塊根據(jù)上一模塊的檢測結(jié)果確定在哪一位置釋放工件，不良品進(jìn)入廢品斗，良品上皮帶機(jī)進(jìn)入后道工序，皮帶機(jī)上配有工作檢知器，用于檢測是否有工作向后道移動(dòng)，若有工件則給予后一模塊動(dòng)作信號。 圖 3送帶控制電路圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 圖 3送帶 I/O 資源分配 動(dòng)作流程 :啟動(dòng) 擺進(jìn) 探進(jìn) 吸盤 探退 擺退 釋放 復(fù)位 圖 3送帶 手 動(dòng)控制梯形圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 圖 3送帶 自動(dòng)控制梯形圖 5 進(jìn)倉模塊 主要任務(wù) 進(jìn)倉模塊根據(jù)前一模塊的信號確定角度氣缸、步進(jìn)電機(jī)是否動(dòng)作，上 下移動(dòng)氣缸根據(jù)料倉內(nèi)的物料情況確定是否動(dòng)作，推料氣缸在步進(jìn)電機(jī)及上下氣缸動(dòng)作完成后（即確定放料倉位后）推料入倉。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28 圖 3體倉控制電路圖 圖 3體倉 I/O 資源分配 動(dòng)作流程 :啟動(dòng) 吸物 移進(jìn) 探進(jìn) 放物 探退 移退 復(fù)位 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 圖 3體倉 手動(dòng)控制梯形圖 圖 3體倉 自動(dòng)控制梯形圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30 工控機(jī)的通信協(xié)議 工控機(jī)的通信采用串行口通信，由于 通信口是 準(zhǔn)，而工控機(jī)是 準(zhǔn)，因此，二者的連接通過 纜進(jìn)行連接 通信方式采用自由口通信模式，由使用者確定通信雙方的數(shù)據(jù)，通信雙方的通信格式，如波特率、奇偶校驗(yàn)、停止位等，要事先約定。通信單位為 2 個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)字節(jié)，第二個(gè)字節(jié)是握手信號回車符 0D 各字節(jié)狀態(tài)定義如下： 通信格式定義： 通信雙方以一個(gè)字節(jié)為通信其定義如下： 00: 表示為正常分類狀態(tài) 01：表示為控制代碼 10：錯(cuò)誤種類 11：備用 動(dòng)器的選擇 1、選型原則 電流是判斷驅(qū)動(dòng)器能力的大小，是選擇驅(qū)動(dòng)器的重要指標(biāo)之一，通常驅(qū)動(dòng)器的最大電流要略大于電機(jī)標(biāo)稱電流，通常驅(qū)動(dòng)器有 規(guī)格。 供電電壓是判斷驅(qū)動(dòng)器升速能力的標(biāo)志，常規(guī)電壓供給有： 24408010。細(xì)分是控制精度的標(biāo)志，通過增大細(xì)分能改善 精度。細(xì)分能增加電機(jī)平穩(wěn)性，通常步進(jìn)電機(jī)都有低頻振動(dòng)的特點(diǎn)，通過加大細(xì)分可以改善，使電機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)。 2、選型 步進(jìn)電機(jī)必須使用專用的驅(qū)動(dòng)電源才能夠正常工作。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源一般由環(huán)行分配器、功率放大器等部分組成。 步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定型，其性能取決于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，力 矩 越大則要求電機(jī)的電流越大，驅(qū)動(dòng)電源的電壓越高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 31 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是步進(jìn)系統(tǒng)中的核心組件之一。如 圖 3示，它按照控制器發(fā)來的脈沖 /方向指令（弱電信號）對電機(jī)線圈電流（強(qiáng)電）進(jìn)行控制，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)軸的位置和速度。 在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ，為了提高工作可靠性，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器采用商品化的整體結(jié)構(gòu)，選用北京四通電機(jī)公司的 采用數(shù)字式升頻升壓驅(qū)動(dòng)方式，并結(jié)合了恒電流控制技術(shù)，采用 36V 交流電源供電，輸入控制信號為 平信號，且提供過流保護(hù)、過壓保護(hù)、步距角切換、雙 /單脈沖控制模式切換和試機(jī)等功能， 可以滿足大多數(shù)控制場合下的要求。 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器工作模式有三種基本的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式：整步、半步、細(xì)分。其主要區(qū)別在于電機(jī)線圈電流的控制精度（即激磁方式）。 本課題中，我們選用 半步驅(qū)動(dòng) 方式： 在單相激磁時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸停至整步位置上，驅(qū)動(dòng)器 收到下一脈沖后，如給另一相激磁且保持原來相繼處在激磁狀態(tài)，則電機(jī)轉(zhuǎn)軸將移動(dòng)半個(gè)步距角，停在相鄰兩個(gè)整步位置的中間。如此循環(huán)地對兩相線圈進(jìn)行單相然后雙相激磁步進(jìn)電機(jī)將以每個(gè)脈沖 的半步方式轉(zhuǎn)動(dòng) 。 和整步方式相比，半步方式具有精度高一倍和低速運(yùn)行時(shí)振動(dòng)較小的優(yōu)點(diǎn)，所以實(shí)際使用整 /半步驅(qū)動(dòng)器時(shí)一般選用半步模式。 件的實(shí)現(xiàn)方法 系統(tǒng)上電后，首先調(diào)用初始化程序完成對整個(gè)系統(tǒng)的初始化及各感應(yīng)開關(guān)的掃描，并依此判斷系統(tǒng)狀態(tài)是否正常。如否，則向工控及發(fā)出初始化失敗信息，并等待操作人員處理；如正常，則在初始化完成 后，向工控機(jī)發(fā)出準(zhǔn)備就緒信號，工控機(jī)收到后，啟動(dòng)系統(tǒng)工作。 工作過程中， 斷掃描各感應(yīng)開關(guān)，監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)有滑塊到達(dá)分類機(jī)構(gòu)依據(jù)工控機(jī)發(fā)出的分類信號，控制分類機(jī)構(gòu)將滑塊分類出去。由于多個(gè)分類的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 32 存在，可能出現(xiàn)因電機(jī)失步而導(dǎo)致誤分類。因此，在彈出滑塊后， 依據(jù)分類信息和收到的分類完成信號，判斷他們是否一致。如一致，則表明分類正確；否則應(yīng)報(bào)警，告知分類錯(cuò)誤，同時(shí)中止系統(tǒng)的運(yùn)行。 振動(dòng)料倉采用外購，具體提供工件給供應(yīng)商，由供應(yīng)商根據(jù)工件確定料倉。直線振動(dòng)器出口處裝有檢測裝置，檢測是否有工件通 過，若有工件，即指揮第二模塊動(dòng)作（第二模塊的動(dòng)作還需第三模塊的動(dòng)作命令）。 當(dāng)上一模塊檢測有工件時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸、水平移動(dòng)氣缸工作，使機(jī)械手動(dòng)作到直線振動(dòng)器的出口上方，然后上下移動(dòng)氣缸動(dòng)作，使氣爪移動(dòng)到工件處，氣爪動(dòng)作，抓緊工件，然后上下移動(dòng)氣缸、水平移動(dòng)氣缸、角度氣缸分別移動(dòng)，使工件 1 移至下一模塊的第一工位上方，然后氣爪動(dòng)作，放下工件 1，最后機(jī)械手恢復(fù)原始位置；根據(jù)時(shí)序控制及上一模塊是否有工件確定機(jī)械手的下一動(dòng)作時(shí)間。 當(dāng)?shù)诙K將工件 1 放入第一工位后，工件轉(zhuǎn)動(dòng)到下工位（注意：應(yīng)測試模塊 2 的動(dòng)作時(shí)間，模塊 3 的 轉(zhuǎn)動(dòng) 1 工位的時(shí)間，根據(jù)兩個(gè)動(dòng)作的時(shí)間確定哪個(gè)模塊等待，由動(dòng)作時(shí)間長的模塊在動(dòng)作完成時(shí)提供一電信號給予動(dòng)作快的模塊，確定其可以動(dòng)作），第二工位的進(jìn)料缺陷缸動(dòng)作，使工件 2 進(jìn)入工件 1，壓緊氣缸動(dòng)作，壓入工件 2，轉(zhuǎn)動(dòng)工件臺(tái)，使工件進(jìn)入第四工位。 第四模塊的電磁吸盤初始位置為第三模塊的第四工位正上方，當(dāng)?shù)谌K轉(zhuǎn)動(dòng)一工位時(shí)，電磁吸盤工作，吸上工件，然后水平移動(dòng)氣缸移動(dòng)，根據(jù)第三模塊檢測結(jié)果確定將工件在何處釋放，釋放工件后恢復(fù)初始位置。皮帶機(jī)減速電機(jī)在系統(tǒng)開機(jī)后通電，保持在 10r/勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶作勻速運(yùn)動(dòng)，在皮 帶的靠近出口處裝有工件檢測裝置，檢測是否有工件進(jìn)入后道，若檢測有工件通過，第五模塊的角度氣缸動(dòng)作（角度氣缸動(dòng)作的時(shí)機(jī)根據(jù)實(shí)際確定）夾緊工件，工件進(jìn)入第五模塊。 第五模塊接收工件后，判斷工件的放置入口，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，上下移動(dòng)氣缸根據(jù)計(jì)算確定是否動(dòng)作，入倉位置定位完成后，推料氣缸動(dòng)作推入工件并復(fù)位，待推料氣缸動(dòng)作完成后，工作臺(tái)復(fù)位，等待下一工件進(jìn)入（注意：測試第五模塊的動(dòng)作完成時(shí)間，應(yīng)保證動(dòng)作時(shí)間快于皮帶送料的時(shí)間）。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 33 模塊的動(dòng)作互鎖 、第二模塊的動(dòng)作由第一模塊的工件檢測裝置及第三 模塊的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作完成信號決定，當(dāng)?shù)谌K轉(zhuǎn)動(dòng)一工位的時(shí)間小于第二模塊的動(dòng)作時(shí)間時(shí)，不需要第三模塊的反饋信號。 、第三模塊的動(dòng)作由第二模塊是否動(dòng)作決定，當(dāng)?shù)诙K動(dòng)作時(shí)，延時(shí)一定時(shí)間，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。 、第四模塊的動(dòng)作周期由第二模塊及第三模塊中動(dòng)作時(shí)間長的確定，與第二模塊同時(shí)動(dòng)作，第四模塊的皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)小于前部所有模塊的單元?jiǎng)幼魉俣?，以保證工件始終在皮帶上。 、第四模塊上工件檢知器用于檢測是否工件通過，當(dāng)檢測有工件時(shí)，通過一定的延時(shí)，第五模塊上角度氣缸動(dòng)作，夾緊工件，然后完成入倉動(dòng)作。應(yīng)保證入倉動(dòng)作時(shí)間少于 前部單元?jiǎng)幼鲿r(shí)間，若無法保證，應(yīng)使前部所有模塊有動(dòng)作延時(shí)功能。入倉工作臺(tái)上有上下位置行程開關(guān)及水平行程開關(guān)，以使工作臺(tái)能恢復(fù)到初始位置，當(dāng)工作臺(tái)無法恢復(fù)時(shí)，應(yīng)保證所有模塊停止動(dòng)作，并恢復(fù)到初始狀態(tài)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 34 總 結(jié) 本課題研制的分料自動(dòng)機(jī)解決了制約企業(yè)提高生產(chǎn)效率的問題，實(shí)現(xiàn)了本課題的主要任務(wù)是對分料自動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，選型及調(diào)試。在設(shè)計(jì)過程中，首先，應(yīng)該使要求實(shí)現(xiàn)的功能得以實(shí)現(xiàn)，并且達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)盡量降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，以提高可靠性，同時(shí)也可以降低成本。考慮到費(fèi)用的問題，我 們也應(yīng)當(dāng)在保證功能的同時(shí)，盡可能選用造價(jià)低廉的部件。 所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)，通過模擬實(shí)驗(yàn)板的調(diào)試及檢測平臺(tái)的聯(lián)調(diào)，證明設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)合理，所選的各部件適用，解決了全系統(tǒng)的控制問題。 本次設(shè)計(jì)中，我所做的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） 對系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)