分選設(shè)備的實時控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明

1、a前言我們的畢業(yè)設(shè)計題目是：分選設(shè)備的實時控制系統(tǒng)設(shè)計。它是一個機(jī)電一體化系統(tǒng)，包括了三個部分的內(nèi)容：機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動部分、PLC系統(tǒng)的控制部分和組態(tài)軟件的監(jiān)控部分。自從我國加入WTO以后，物流產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，流通產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化與國際化已是大勢所趨，物流裝卸機(jī)械是實現(xiàn)貨物位移的重要手段，物流輸送的機(jī)械化、自動化、智能化必將加速現(xiàn)代物流技術(shù)的高速發(fā)展；同時隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造技術(shù)的水平在不斷的提高，特別是隨著機(jī)電一體化技術(shù)、計算機(jī)輔助技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今世界機(jī)械制造業(yè)將進(jìn)入全盤自動化的時代。UG（Unigraphics）是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的、面向制造行業(yè)的CAID/

2、CAD/CAE/CAM高端軟件,作為一個集成的全面產(chǎn)品工程解決方案，UG軟件被許多世界領(lǐng)先的制造商用來從事概念設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計以及工程仿真等領(lǐng)域,自從UG進(jìn)入中國市場以來，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為中國航天航空、汽車、機(jī)械、計算機(jī)及外設(shè)、家用電器等領(lǐng)域的首選軟件；PLC全稱ProgrammableLogicController，即可編程邏輯控制器，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡單等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中；MCGS是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

3、的組態(tài)軟件，為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機(jī)制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。通過一系列的軟件控制，人類的生產(chǎn)活動將會變得更加的安全、高效。在本次設(shè)計中，綜合運(yùn)用了本學(xué)科的基本理論、專業(yè)知識和基本技能，提高了自己分析與解決實際問題的能力。本設(shè)計涉及的知識面廣、內(nèi)容多，在設(shè)計過程中，由于設(shè)計者的水平和資料有限，加之任務(wù)較多，設(shè)計中有不少不妥和錯誤之處，敬請老師批評指正。編者aa2006年6月畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)

4、教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文

5、的部分或全部內(nèi)容。aa作者簽名：日期：aa學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印

6、或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日aa指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神優(yōu)良中及格不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度優(yōu)良中及格不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力優(yōu)良中及格不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性優(yōu)良中及格不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況優(yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件

7、）？優(yōu)良中及格不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格不及格aa2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格aa建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日aa評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格不及格2、論文的觀

8、念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日aa教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見a教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程a1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況優(yōu)良中及格不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況優(yōu)良中及格不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)優(yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格不及格三、論文（設(shè)計）水平1、

9、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格評定成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年月日教學(xué)系意見：a系主任：（簽名）aaa第一章畢業(yè)設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計任務(wù)分析這次我們所作的畢業(yè)設(shè)計題目是：分選設(shè)備的實時控制系統(tǒng)設(shè)計。此分選系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動部分由PLC控制以實現(xiàn)自動識別和分選物料，同時用MCGS組態(tài)軟件仿真并監(jiān)視分選系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動。此分選系統(tǒng)主要由三個部分組成：機(jī)械運(yùn)動、PLC控制、MCGS監(jiān)控。它們之間的相互關(guān)系

10、如圖1-1所示：輸入信號機(jī)械運(yùn)動部件輸出信號輸出信號PLC（控制運(yùn)動）（監(jiān)控運(yùn)動）圖1-1MCGS組態(tài)監(jiān)控軟件1.2設(shè)計任務(wù)內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的主要內(nèi)容如圖1-2所示分選設(shè)備的實時控制系統(tǒng)設(shè)計模型設(shè)計制作PLC程序設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計模型結(jié)構(gòu)方案確定模型零部件設(shè)計制模型裝配PLC端子圖確定控制流程圖設(shè)計PLC控制梯形圖監(jiān)控界面設(shè)計制作運(yùn)行策略程序編寫監(jiān)控數(shù)據(jù)庫處理和作設(shè)計采集模型調(diào)試PLC程序調(diào)試MCGS監(jiān)控調(diào)試aa圖1-2由圖1-2可以看出模型、PLC和MCGS之間的相互關(guān)系：當(dāng)模型裝配好之后需要調(diào)試，查看大小齒輪嚙合是否正常，運(yùn)動是否平穩(wěn)，兩個電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否合適以及6個接近開關(guān)能否感應(yīng)到鐵片；P

11、LC程序編寫好之后首先需要進(jìn)行程序調(diào)試，查看程序本身是否正確，再和模型連接調(diào)試，查看模型是否能按控制要求分選物料；MCGS監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計好之后需要先進(jìn)行仿真調(diào)試，測試仿真效果，再和PLC連接進(jìn)行監(jiān)控調(diào)試，測試PLC和MCGS之間的信號傳遞是否順暢，最后需要將模型、PLC、MCGS三者連接起來進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，使模型的機(jī)械運(yùn)動、PLC控制和MCGS監(jiān)控三者之間實現(xiàn)同步。1.3相關(guān)軟件應(yīng)用1.模型設(shè)計所需軟件模型的設(shè)計中需要使用的是三維制圖軟件UG。UG是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的、面向制造行業(yè)的CAID/CAD/CAE/CAM高端軟件。作為一個集成的全面產(chǎn)品工程解決方案，UG軟件被許多世界領(lǐng)先的制造

12、商用來從事概念設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計以及工程仿真等領(lǐng)域。UG更快地遞交產(chǎn)品到市場；使復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計簡化；減少產(chǎn)品成本和增加企業(yè)的競爭實力。自從UG進(jìn)入中國市場以來，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為中國航天航空、汽車、機(jī)械、計算機(jī)及外設(shè)、家用電器等領(lǐng)域的首選軟件。在模型設(shè)計中，我將學(xué)習(xí)使用UG設(shè)計和裝配零件，作出模型和零件三維圖，并將三維圖轉(zhuǎn)換成工程圖。2.PLC程序設(shè)計所需軟件PLC程序設(shè)計主要用到的軟件有AutoCAD2004和西門子編程軟件STEP-7。使用AutoCAD2004制作PLC端子圖、主電路圖和控制流程圖；我們所使用的PLC是西門子S7-200，所以必須使用西門子編程軟件STEP-7

13、編寫控制梯形圖。3.監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計所需軟件監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中用到的軟件有：PhotoshopCS、Flash和MCGS。MCGS用于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，它是工業(yè)組態(tài)軟件，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、過程控制等強(qiáng)大功能，在自動化系統(tǒng)中占據(jù)主力軍的位置，逐漸成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的靈魂。它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周aa期短等優(yōu)點；在MCGS制作的監(jiān)控系統(tǒng)中需要9段AVI格式的動畫和兩張背景圖片，所以需要學(xué)習(xí)使用Flash制作動畫和學(xué)習(xí)使用Photoshop處理背景圖片。aa1.4設(shè)計任務(wù)難點1.任務(wù)量大不僅要設(shè)計機(jī)械運(yùn)動部件，還要設(shè)計控制程序和監(jiān)控系統(tǒng)。機(jī)械運(yùn)動部件設(shè)計包括三維圖和工

14、程圖的制作，還有后期要到工廠加工出模型；PLC控制程序的編寫包括：PLC程序編寫，設(shè)備調(diào)試；MCGS監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計包括界面設(shè)計，運(yùn)行策略編寫；三者之間還要相互連接調(diào)試，以保持機(jī)械運(yùn)動和監(jiān)控運(yùn)行的協(xié)調(diào)性。2.運(yùn)用到的軟件多a.三維制圖軟件UnigraphicsNX3.0b.二維制圖軟件AutoCAD2004c.西門子編程軟件STEP-7d.圖象處理軟件Photoshope.動畫制作軟件Flashf.工控組態(tài)軟件MCGS3.三個部分的難點a.模型的裝配調(diào)試b.PLC控制梯形圖設(shè)計c.監(jiān)控窗口設(shè)計aa第二章模型設(shè)計制作2.1模型結(jié)構(gòu)方案確定2.1.1系統(tǒng)控制要求系統(tǒng)采用PLC控制模型的運(yùn)動，使模型能夠

15、實現(xiàn)手動復(fù)位和自動控制兩種控制方式。1.手動復(fù)位通過選擇開關(guān)（SA）選擇手動復(fù)位（鎖住自動控制），按下點動按鈕（SB1），使繼電器（KA3）得電，控制撥料電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動撥料桿正轉(zhuǎn)，當(dāng)撥料桿復(fù)位時，松開點動按鈕（SB1），撥料電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；按下點動按鈕（SB2）使繼電器（KA1）得電，控制轉(zhuǎn)盤電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤復(fù)位時，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，松開點動按鈕（SB2）；2.自動控制當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，將選擇開關(guān)（SA）撥到自動控制（鎖住手動復(fù)位），按下啟動按鈕（SB3），系統(tǒng)按照PLC控制要求自動分選物料，當(dāng)按下停止按鈕（SB4），系統(tǒng)立即停止運(yùn)動。圖2-1：模型裝配圖aa1、底撐；2、底板；3、滑

16、道；4、主軸承座；5、齒圈；6、端蓋；7、料隔板；aa8、撥料桿；9、撥料桿軸；10、撥料套；11、蓋板支撐；12、蓋板；13、小齒輪；14、齒輪軸；15、隔套；16、小軸承座；17、傳感器架；18、料斗；19、底板。2.1.2系統(tǒng)工作原理如圖2-1所示，所要分選的物料放在料斗（18）中，在物料掉入轉(zhuǎn)盤之前，通過料斗（18）后面的兩個接近開關(guān)（SQ1、SQ2）識別物料類別，確定物料將要通過的滑道（當(dāng)SQ1=0，SQ2=1時選擇滑道1；當(dāng)SQ1=1，SQ2=0時選擇滑道2；當(dāng)SQ1=1，SQ2=1時選擇滑道3）；當(dāng)小齒輪（13）在轉(zhuǎn)盤電機(jī)的帶動下轉(zhuǎn)動時，帶動大齒輪（5）轉(zhuǎn)動，從而使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。當(dāng)蓋

17、板（12）的矩形槽轉(zhuǎn)到料斗（18）的正下方時，觸發(fā)接近開關(guān)（SQ3）而停止轉(zhuǎn)動，料斗中的物料掉入槽中；經(jīng)過一秒鐘的定時，轉(zhuǎn)盤將逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到剛剛選擇的滑道時，觸發(fā)接近開關(guān)而停止（滑道1處接近開關(guān)是SQ5；滑道2處接近開關(guān)是SQ6；滑道3處接近開關(guān)是SQ7），同時觸發(fā)撥料電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動撥料桿（8）正轉(zhuǎn)將物料推入指定的滑道。當(dāng)撥料桿（8）轉(zhuǎn)一圈復(fù)位時，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動蓋板（18）反轉(zhuǎn)，當(dāng)觸發(fā)接近開關(guān)（SQ3）時，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；這時蓋板的矩形槽剛好在料斗的正下方，于是物料通過蓋板上的矩形槽掉入轉(zhuǎn)盤中，為下一個物料的分選做好準(zhǔn)備。當(dāng)料斗中的物料被分選完時，蓋板停止在滑道1或滑道2或滑道3

18、，這時只要在料斗中放入物料，轉(zhuǎn)盤就會自動返回，繼續(xù)分選物料。2.1.3方案確定根據(jù)對系統(tǒng)的控制要求和工作原理的分析和研究，在對多種方案進(jìn)行研究比較后，最終選擇了如圖2-2的模型結(jié)構(gòu)方案。模型所需用到的標(biāo)準(zhǔn)件如下：1、滾動軸承，GB/T276-9460102、滾動軸承，84163、擋圈，GB893-86804、擋圈，GB894-8650aa圖2-2：分選系統(tǒng)模型2.2模型零部件設(shè)計制作在模型結(jié)構(gòu)方案確定之后，就開始設(shè)計模型零部件了，在這部分主要用到的軟件是UG3.0。得益于UG3.0，使我們的設(shè)計變得更快捷、更簡單，即使是很復(fù)雜的零件也能夠輕松地設(shè)計出來。我們只要花費(fèi)很少的時間和精力，就能夠清楚

19、模型的結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。2.2.1底撐（01）設(shè)計制作底撐裝配在底板（19）上面，主要是用來支撐整個模型并為電機(jī)的安裝留出足夠的空間。對底撐的要求不高，使用的材料為板金噴塑，數(shù)量為2。如圖2-3：底撐上8個孔的直徑為4.5毫米aa圖2-3：底撐三維圖2.2.2底板（02）設(shè)計制作底板（02）固定在底成撐（01）的上面，作用主要是放置主軸承座、小軸承座及傳感器架。由于大、小齒輪之間要求較精確的嚙合，對兩個軸承座的中心距要求較高，所以對底板上兩個圓糟之間的中心距要求較高。底板采用的材料是鋁合金，數(shù)量為1。如圖2-4：圖中箭頭1所指的圓槽和小軸承座配合，箭頭2所指的圓槽和主軸承座配合，槽深2毫米，中心

20、距為650.1毫米。箭頭3所指的5個螺紋孔為M4，用來定位傳感器架。aa圖2-4：底板三維圖2.2.3滑道（03）設(shè)計制作滑道有三個過道，作用是讓三種不同的物料通過，從而達(dá)到分選物料的目的，對滑道的要求不高。使用的材料為板金噴塑，數(shù)量為1。如圖2-5.1：圖2-5.1：滑道三維圖aa由于滑道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以加工，因此工廠里加工出來的滑道和圖中的滑道相差較大，幾乎不能使用，所以我用有機(jī)玻璃自制了一個簡易的滑道。如圖2-5.2：圖2-5.2：自制滑道2.2.4主軸承座（04）設(shè)計制作主軸承座的作用是支撐滾動軸承，再由滾動軸承支撐轉(zhuǎn)盤，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動。主軸承座的材料為鋁合金，數(shù)量為1。如圖2-6：

21、圖中箭頭1所指的圓柱面直徑為50，和國標(biāo)為GB/T276-946010的滾動軸承的內(nèi)徑配合，箭頭2所指的臺階用于滾動軸承的定位主軸承座需要和底板（02）上箭頭2所指的槽配合，但工廠里加工的配合尺寸略大，難以安裝。用螺釘擰緊之后，就不能拆卸了。aa圖2-6：主軸承座三維圖2.2.5大齒輪（05）設(shè)計制作大齒輪由小齒輪帶動以實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，材料為尼龍，數(shù)量為1，模數(shù)為1，齒數(shù)為110，齒形角為20度，精度為8級，要求較高。如圖2-7：圖中箭頭1所指的圓柱面上需要粘貼小鐵片，這樣接近開關(guān)可以通過感應(yīng)鐵片，將信號傳遞給PLC，通過PLC控制轉(zhuǎn)盤的定位。圖中箭頭2所指的圓柱面和國標(biāo)為GB/T276-94

22、6010的滾動軸承的外徑配合。aa圖2-7：齒輪三維圖2.2.6端蓋（06）設(shè)計制作端蓋的作用是帶動蓋板轉(zhuǎn)動，使用的材料是鋁合金，數(shù)量為1，如圖2-8：通過圖中箭頭1所指的4個4.5的孔將端蓋固定在大齒輪上，圖中箭頭2所指的臺階由滾動軸承支撐。圖2-8：端蓋三維圖aa2.2.7隔料板（07）設(shè)計制作隔料板的作用是運(yùn)送物料和支撐蓋板，材料是板金噴塑，數(shù)量為1。如圖2-9：通過圖中箭頭1所指的4個孔將隔料板固定在端蓋上，物料落入隔料板內(nèi)，當(dāng)撥料桿轉(zhuǎn)動經(jīng)過箭頭2所指的間隙時，將物料推出隔料板圖2-9：料隔板三維圖2.2.8撥料桿（08）設(shè)計制作撥料桿的作用是通過旋轉(zhuǎn)將物料從隔料板內(nèi)推入滑道，制作材料

23、是有機(jī)玻璃，數(shù)量為1。如圖2-10：撥料桿上孔的直徑是6，但工廠里加工的是4，所以要用銼刀將孔銼到6毫米。aa圖2-10：撥料桿三維圖2.2.9撥料桿軸（09）設(shè)計制作撥料桿軸由撥料電機(jī)帶動正轉(zhuǎn)，從而使撥料桿轉(zhuǎn)動，使用的材料是A3，數(shù)量為1。如圖2-11：圖中箭頭2所指的孔和電機(jī)軸配合，箭頭1所指的孔為M3，用于軸和電機(jī)的連接；箭頭3所指的表面上有M6的螺紋，用于安裝撥料桿。圖2-11：撥料桿軸三維圖aa2.2.10撥料套（10）設(shè)計制作aa撥料套主要是用來固定撥料桿軸的頂端，以保持撥料桿軸的垂直度，制作材料是鋁合金，數(shù)量為1。如圖2-12：圖2-12：撥料套三維圖2.2.11蓋板支撐（11）

24、設(shè)計制作蓋板支撐的作用是固定和支撐蓋板，制作材料是黃銅，數(shù)量為1。如圖2-13：aa圖2-13：蓋板支撐三維圖2.2.12蓋板（12）設(shè)計制作蓋板的作用是托住物料，當(dāng)蓋板的矩形槽轉(zhuǎn)動到料斗正下方時，物料通過蓋板上的矩形槽落入轉(zhuǎn)盤。制作材料是有機(jī)玻璃，數(shù)量為1。如圖2-14：圖2-14：蓋板三維圖aa工廠里加工了三塊蓋板，但其中有一塊缺圖中箭頭1所指的孔，我們用電烙鐵在上面烙了個孔，然后用銼刀將孔銼到aa10；另外兩塊沒有箭頭2所指的矩形槽，同樣使用電烙鐵將多余的材料去除，然后用銼刀修整。2.2.13小齒輪（13）設(shè)計制作小齒輪由轉(zhuǎn)盤電機(jī)帶動，將轉(zhuǎn)動傳遞給大齒輪，從而帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。制作材料為A3

25、，數(shù)量為1，模數(shù)為1，齒數(shù)為20，齒形角為20度。如圖2-15：圖2-15：小齒輪三維圖工廠里加工的小齒輪沒有圖中箭頭2所指的臺階，給后面的模型裝配添加了難度，圖中箭頭1所指的孔為8，和齒輪軸（14）配合。2.2.14齒輪軸（14）設(shè)計制作齒輪軸由轉(zhuǎn)盤電機(jī)帶動，將轉(zhuǎn)動傳遞給小齒輪，制作材料是A3，數(shù)量為1。如圖2-16：圖中箭頭1所指的孔為M3，用于小齒輪和齒輪軸的連接，箭頭2所指的圓柱面為8，和兩個8416的滾動軸承配合。aa圖2-16：齒輪軸三維圖2.2.15隔套（15）設(shè)計制作隔套用于兩個（8416）滾動軸承的定位和固定，制作材料是鋁合金，數(shù)量為1。如圖2-17：圖2-17：隔套三維圖a

26、a2.2.16小軸承座（16）設(shè)計制作aa小軸承座的作用是定位小齒輪軸和小齒輪，制作材料是鋁合金，數(shù)量為1。如圖2-18：圖2-18：小軸承座三維圖2.2.17傳感器架（17）設(shè)計制作傳感器架是為了安裝接近開關(guān)和料斗而設(shè)計的，制作材料是板金噴塑，數(shù)量為1。如圖2-19：工廠里加工的傳感器架缺少圖中箭頭1所指的一個腰孔，而且圖中箭頭2所指的定位孔加工也不準(zhǔn)，不能夠固定在底板（02）上，所以必須重新加工定位孔，添加腰孔。在加工腰孔時，需要先在傳感器架上將腰孔的位置標(biāo)出來，然后在所標(biāo)的位置上鉆兩個孔，再用銼刀銼成腰形。腰孔是用來安裝接近開關(guān)的，之所以設(shè)計成腰形，是為了便于調(diào)節(jié)接近開關(guān)的位置。aa圖2

27、-19：傳感器架三維圖2.2.18料斗（18）設(shè)計制作料斗的作用是盛放將要被分選的物料，相當(dāng)于一個倉庫，后面的兩個矩形孔是為接近開關(guān)感應(yīng)物料開的，通過零件上的4個孔固定在傳感器架上，制作材料是板金噴塑，數(shù)量為1。如圖2-20：aa圖2-20：料斗三維圖2.2.19底板（19）設(shè)計制作底板（19）的作用主要是安放整個模型和滑道，制作材料是塑料，數(shù)量為1，如圖2-21：圖2-21：底板三維圖aa這個零件工廠沒有加工，我使用白色有機(jī)玻璃自制了一塊。aa2.2.20底撐設(shè)計過程以上零件三維圖是用UG設(shè)計制作的，有些零件設(shè)計比較復(fù)雜，如滑道和傳感器架；有些零件設(shè)計比較簡單，如底撐和底板。在這里我就以底撐

28、為例介紹零件的制作過程和UG的操作方法。首先打開UG，點擊圖2-22中箭頭1所指的Application,在下拉菜單中選擇Modeling，進(jìn)入建模狀態(tài)；點擊箭頭2所指的Block，出現(xiàn)右上角的對話框；在箭頭3所指的空格里輸入長方體的長、寬、高，點擊確定出現(xiàn)圖中所示的長方體；圖2-22：底撐制圖1再點擊圖2-23中箭頭1所指的Hollow,出現(xiàn)右邊的對話框，選擇需要去除的表面，然后在箭頭2所指的空格里輸入板厚，點擊確定就可以得到圖2-23中的模型了；aa圖2-23：底撐制圖2再點擊圖2-24中箭頭1所指的Hole，出現(xiàn)右邊的對話框，在箭頭2所指的空格里輸入孔的直徑、深度、頂角，選擇放置面，建立

29、圖2-24中箭頭3所指的一對孔；圖2-24：UG制圖3aa再點擊圖2-25中箭頭1所指的InstanceFeature,選擇矩形陣列，出現(xiàn)右邊的對話框，在箭頭2所指的空格里輸入?yún)?shù)，就可以由圖中箭頭3所指的一對孔陣列出另外三對孔。這樣底撐就制作好了。aa圖2-25：底撐制圖42.3電氣元件確定和購置根據(jù)控制要求可知，需要購置的電氣元件有選擇開關(guān)（SA）1個、按鈕（SB）4個、接近開關(guān)（SQ）6個、指示燈6個、繼電器3個、電機(jī)2個等。購置選擇開關(guān)時要注意它的尺寸大??；購置按鈕時需要考慮按鈕的大小、顏色以及是否帶鎖，我們所使用的4個按鈕都是不帶鎖的，兩個點動按鈕為黃色，啟動按鈕為綠色，停止按鈕為紅

30、色；購買接近開關(guān)時要看它的工作電壓范圍是否滿足要求，是常開還是常閉，工作電流，以及感應(yīng)距離等，我們使用的接近開關(guān)是常開的，感應(yīng)距離是2毫米，工作電壓10-30伏；購買繼電器時要看它的工作電壓和觸點對數(shù)，由于我們只有12伏的電源，而且電機(jī)的電壓也是12伏，所以我們之前購買的24伏的繼電器就不能用，后來重新購買了三個12伏的繼電器；購買電機(jī)要看它的轉(zhuǎn)速和工作電壓，我們所使用的轉(zhuǎn)盤電機(jī)是30轉(zhuǎn)每分鐘，由于大小齒輪的減速作用，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速是5轉(zhuǎn)每分鐘，撥料電機(jī)是7轉(zhuǎn)每分鐘，電機(jī)轉(zhuǎn)速選這么低是為了減小轉(zhuǎn)盤aa的慣性作用，使接近開關(guān)能夠成功及時地感應(yīng)到信號，實現(xiàn)PLC的實時控制。2.4控制板及支架設(shè)計制作控

31、制板是控制系統(tǒng)的一部分，是操作者的操作平臺?？刂泼姘迳闲枰胖弥甘緹?、按鈕、繼電器和PLC以及他們的端子，以便于操作者接線操作。為了將來拆卸方便，控制板分成兩塊制作，一塊用于放置PLC輸入/輸出端子的接插件，如圖2-26；另一塊放置按鈕、指示燈和繼電器以及它們端子的接插件，如圖2-27。兩塊控制板上的各種大小的孔的尺寸都是根據(jù)實物測量出來的，方便以后電氣元件的安裝。圖2-26：控制板1圖2-27：控制板2控制板制作好之后還需要設(shè)計支架來放置控制板，以及為控制板下面的走線留出空間；還要能夠放置PLC。根據(jù)以上考慮，設(shè)計出來的支架如圖2-28，控制板和支架的裝配圖如圖2-29。圖2-28中箭頭1所

32、指的缺口用于模型上的電機(jī)和接近開關(guān)和控制板的接線。箭頭2所指的兩條槽是用于PLC輸入/輸出端子和控制板上的接插件的aa連接aa圖2-28：支架圖2-29：控制板和支架裝配圖2.5模型裝配和電氣元件安裝在所有的零件和電氣元件都準(zhǔn)備好之后就開始模型的裝配和電氣元件的aa安裝了。這部分是模型制作中的難點，因為我們?nèi)鄙俨牧虾凸ぞ?，即使是很簡單的零件加工aa和修改，也會花費(fèi)我們大量的時間和精力。2.5.1模型裝配在零件加工出來之前，我已經(jīng)在UG中裝配過模型了，所以對模型的結(jié)構(gòu)和零件之間的裝配關(guān)系十分清楚，為以后的實物裝配作好準(zhǔn)備。由于工廠中加工的一部分零件有錯誤，一部分零件精度不符合要求，這給模型的裝配

33、帶來了很大的難度，在這里我只介紹裝配中遇到的最主要的問題，其他的裝配問題就不一一介紹了。圖2-30：局部裝配圖模型中有一個最重要的零件小齒輪，由于小齒輪上的臺階沒有加工出來，這就給我們的模型裝配添加了難度。如果沒有這個臺階，圖2-30中箭頭1所指的小齒輪的下表面就會和圖中箭頭2所指的小軸承座的上表面接觸，當(dāng)aa電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動小齒輪轉(zhuǎn)動時，這兩個表面就會產(chǎn)生摩擦aa，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。為了解決這個問題，需要一個內(nèi)徑為8毫米，外徑為11毫米，高為4毫米的墊圈充當(dāng)齒輪上缺少的臺階，但是添加了這個墊圈之后，使得小齒輪的裝配位置比原來高了，使得圖2-30中箭頭3所指的小齒輪的上表面和箭頭4所指的端蓋的下表面

34、接觸，這樣就影響了它和大齒輪的配合。為了能使大小齒輪配合，必須將大齒輪的裝配位置也提高。大齒輪是由軸承支撐的，所以必須提高軸承的位置，因此我們需要一個外徑為60毫米，內(nèi)徑為50毫米，高為2毫米的墊圈。由于底板（02）上兩個圓槽之間的中心距加工不精確，加上大齒輪的加工尺寸略大，使得大小齒不能輪成功嚙合，需要增大兩個軸承座之間的中心距，還要用三角銼將大齒輪的110個齒挫薄一些，形成變位齒輪。經(jīng)過反復(fù)修改和測試，大、小齒輪終于能順利嚙合了。模型上還需要安裝兩個電機(jī)和6個接近開關(guān)。首先是兩個電機(jī)的安裝：兩個電機(jī)需要固定在底板下，和兩個軸配合，以帶動兩個軸轉(zhuǎn)動，所以需要一塊鐵板來固定兩個電機(jī)。找到一塊可

35、以用來固定電機(jī)的鐵板之后，需要在鐵板上為兩個電機(jī)鉆兩個8的定位孔、4個2的固定孔，為鐵板鉆4個4.5的固定孔；在這些孔當(dāng)中，兩個電機(jī)的定位孔十分重要，它們之間的中心距要和底板（02）上的兩個圓槽之間的中心距保持一致。其次是和兩個軸的連接：當(dāng)電機(jī)固定在鐵板上之后，還需要和軸連接。兩個軸和兩個孔的連接需要M3無螺帽的螺釘固定，這個M3無螺帽的螺釘可以通過這種方法獲得：在普通M3的螺釘上截下一段，將一端銼平后開一個槽。最后是6個接近開關(guān)的安裝：感應(yīng)滑道的三個接近開關(guān)和一個轉(zhuǎn)盤定位的接近開關(guān)的安裝比較簡單，接近開關(guān)的感應(yīng)距離是2毫米，所以對安裝精度要求不高。安裝比較麻煩的是感應(yīng)物料的兩個接近開關(guān)，因為

36、沒有固定架，所以要自制一個架子來安裝這兩個接近開關(guān)，如圖2-31箭頭1所指的零件。同樣，這個零件上的腰形孔也是先鉆孔，再用銼刀銼成的。aa圖2-31：自制傳感器架2.5.2電氣元件安裝電氣元件安裝是指控制板上的PLC、指示燈、按鈕和繼電器等的安裝和接線，首先按照設(shè)計要求將按鈕、指示燈、PLC、繼電器和接插件安裝在控制板上，然后在每個接插件下面貼上標(biāo)簽，最后按照標(biāo)簽將PLC的輸入/輸出端子和其他電氣元件的端子接到接插件上。在接線過程中要特別注意接近開關(guān)的接線，如果把接近開關(guān)的正負(fù)極接反，就會燒掉。當(dāng)控制板上的電氣元件安裝好，線連接好之后，操作者只要通過在控制板上接線就可以實現(xiàn)各種控制，使控制更加

37、靈活多變，操作更加簡單方便。2.6模型調(diào)試在模型調(diào)試之前還需要制作調(diào)試用的物料：至少需要做3個物料，一個物料是右邊有鐵片，感應(yīng)信號是二進(jìn)制的01；第2個物料是左邊有鐵片，感應(yīng)信號是二進(jìn)制的10；最后一個物料是兩邊都有鐵片，感應(yīng)信號是二進(jìn)制的11。物料不能做的太輕也不能太重：太輕不容易從料斗中落下，太重會增加物aa料和蓋板之間的摩擦，也會砸壞蓋板；aa物料的大小要適中：對物料的長、寬、高都有要求。長度要比料斗長度小3-4毫米，太長不容易從料斗里落下，容易被卡住。寬度要比料斗寬度小1-2毫米，超過2毫米，接近開關(guān)就不能成功感應(yīng)到物料，影響物料的分選。物料掉入轉(zhuǎn)盤的高度要略高于蓋板上表面，如圖2-3

38、1中箭頭2所指表面，低于圖2-31中箭頭3所指的表面。如果物料的上表面超過了料斗的下表面，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗下方時，物料就會被料斗卡住，使轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動；如果物料的上表面低于蓋板的上表面，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗下方時，第1個物料掉入轉(zhuǎn)盤，第2個物料的下表面低于蓋板上表面，也會卡住轉(zhuǎn)盤，使轉(zhuǎn)盤不能轉(zhuǎn)動。在PLC程序出來之前，調(diào)試主要是測試兩個電機(jī)的轉(zhuǎn)動情況和齒輪的嚙合情況，看撥料桿和轉(zhuǎn)盤是否能夠正常轉(zhuǎn)動。其次是測試物料能否順利從料斗中落入轉(zhuǎn)盤中被帶走，并被撥料桿撥出。還要測試接近開關(guān)能否感應(yīng)到鐵片，如果不能感應(yīng)到鐵片，還要調(diào)節(jié)接近開關(guān)的距離。當(dāng)調(diào)試成功后，模型的設(shè)計制作就算完成了。aa第三章PLC程序設(shè)計PL

39、C控制程序要根據(jù)所使用的PLC型號設(shè)計，我們選用的是西門子S7-200系列的PLC，因為S7-200系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要。由于具有緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性、低廉的價格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。我們設(shè)計的分選系統(tǒng)有11點輸入和9點輸出，考慮到將來的可擴(kuò)展性，我們選擇了CPU-226，它有24點輸入和16點輸出。3.1系統(tǒng)主電路圖設(shè)計在主電路圖的設(shè)計中，需要考慮如何利用繼電器的觸點來控制轉(zhuǎn)盤電機(jī)和撥料電機(jī)的轉(zhuǎn)動。當(dāng)繼電器的線圈得電時，動合觸點閉合，動斷觸

40、點斷開，我們使用的都是動合觸點。轉(zhuǎn)盤電機(jī)要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，因此需要用兩個繼電器控制并且需要互鎖，撥料電機(jī)只有正轉(zhuǎn)，所以只需要一個繼電器即可，不需要互鎖。根據(jù)以上考慮，設(shè)計出來的主電路圖如圖3-1。圖中的M1是轉(zhuǎn)盤電機(jī)，由繼電器KA1和KA2控制以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和互鎖；M2是撥料電機(jī)，由繼電器KA3控制。圖3-1：主電路圖aa3.2PLC端子圖確定aa3.2.1PLC輸入輸出地址確定我們所使用的PLC的型號是西門子S7-200.CPU-226，有24個輸入點，16個輸出點，其中I0.0和I0.2已壞。輸入端有：1個選擇開關(guān)、4個按鈕、6個接近開關(guān)；輸出端有：3個繼電器、6個指示燈。由于撥料桿使用接近開關(guān)

41、定位很難實現(xiàn)，增加了控制難度，因此取消了撥料桿定位的接近開關(guān)。輸入輸出地址分配如表3-1：表3-1：輸入輸出地址分配表輸入地址對應(yīng)開關(guān)名稱作用輸出地址動作元件功能I1.0I1.1I1.2I1.3SASB3SB4SB2選擇開關(guān)啟動按鈕停止按鈕轉(zhuǎn)盤復(fù)位按鈕Q0.0Q0.1Q0.2Q0.4KA1KA2KA3HE1轉(zhuǎn)盤電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤電機(jī)反轉(zhuǎn)撥料電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤電機(jī)正轉(zhuǎn)燈1I1.4SB1撥料桿復(fù)位按鈕Q0.5HE2轉(zhuǎn)盤電機(jī)反轉(zhuǎn)燈2I1.5SQ1接近開關(guān)1滑道選擇I1.6SQ2接近開關(guān)2滑道選擇I1.7SQ3接近開關(guān)3轉(zhuǎn)盤定位I2.1SQ4接近開關(guān)4滑道1定位Q0.6HE3撥料電機(jī)正轉(zhuǎn)燈3Q1.1HE4滑道1定

42、位燈4Q1.2HE5滑道2定位燈5Q1.3HE6滑道3定位燈6aaI2.2SQ5接近開關(guān)5aaI2.3滑道2定位SQ6接近開關(guān)6滑道3定位3.2.2PLC端子圖設(shè)計根據(jù)輸入輸出地址分配表，使用AutoCAD作圖軟件設(shè)計PLC端子圖。所設(shè)計的PLC端子圖如圖3-2所示：圖3-2：PLC端子圖3.3控制流程圖設(shè)計控制流程圖的設(shè)計是編寫PLC梯形圖的基礎(chǔ)，當(dāng)完成了流程圖的設(shè)計才aa能設(shè)計PLC梯形圖，流程圖是PLC程序設(shè)計的核心部分。根據(jù)控制要求，流程圖中aa需要設(shè)計手動復(fù)位，滑道選擇，自動運(yùn)行等幾個部分?？刂屏鞒倘缦拢?.滑道選擇：將三個不同的物料放入料斗中，通過料斗后面的兩個接近開關(guān)識別它們，以

43、確定它們各自所要通過的滑道；2.手動復(fù)位：先按下點動按鈕SB1使撥料桿復(fù)位，再按下點動按鈕SB2使轉(zhuǎn)盤復(fù)位，當(dāng)轉(zhuǎn)盤到位后將自動停止轉(zhuǎn)動；3.自動運(yùn)行：將選擇開關(guān)撥到自動，按下啟動按鈕，轉(zhuǎn)盤將自動轉(zhuǎn)到剛才選擇的滑道停下，這時觸發(fā)撥料桿轉(zhuǎn)動將物料推入滑道中，當(dāng)撥料桿轉(zhuǎn)動一周后停止，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤反轉(zhuǎn)，到料斗下方停下，為下一個物料的分選作準(zhǔn)備，一個循環(huán)結(jié)束。經(jīng)過多次修改，最終確定下來的流程圖如圖3-3：aa圖3-3：PLC流程圖aa3.4控制梯形圖設(shè)計這部分是PLC程序設(shè)計的難點，因為PLC是邏輯控制，所以編寫程序時要考慮周到，有一點疏忽，程序就不能達(dá)到控制要求。根據(jù)以上的端子圖和PLC流程圖，編寫PLC

44、梯形圖，所使用的軟件是STEP-7。程序設(shè)計如下：1.滑道選擇要實現(xiàn)物料的分選，首先要能夠識別物料。如何識別物料，我們采用兩個接近開關(guān)識別物料的方法。兩個接近開關(guān)有4種狀態(tài)組合00、01、10、11，利用其中的三個組合01、10、11分別表示1、2、3，就可以將三種不同的物料識別出來。兩個接近開關(guān)連接的PLC輸入端子分別是I1.5和I1.6，當(dāng)接近開關(guān)I1.5=0、I1.6=1時表示1，M0.1得電自鎖，M0.2、M0.3被斷開，這時選擇滑道1；當(dāng)接近開關(guān)I1.5=1、I1.6=0時表示2，M0.2得電自鎖，M0.1、M0.3被斷開，這時選擇滑道2；當(dāng)接近開關(guān)I1.5=1、I1.6=1時表示3

45、，M0.3得電自鎖，M0.1、M0.2被斷開，這時選擇滑道3。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到選擇的滑道時就會通過常閉觸點M0.5或M0.6或M0.7斷開M0.1或M0.2或M0.3，為下一個物料選擇滑道。PLC梯形圖如下：aa2手動復(fù)位在轉(zhuǎn)盤啟動之前，需要將撥料桿轉(zhuǎn)到一個合適的位置，還需要將轉(zhuǎn)盤定位在料斗的下面，這就要求PLC程序中有手動復(fù)位功能當(dāng)選擇開關(guān)I1.0的常閉觸點閉合時，選擇手動復(fù)位，按下點動按鈕I1.4使撥料電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.2，當(dāng)撥料桿復(fù)位后，按下點動按鈕I1.3使轉(zhuǎn)盤電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.0，因為轉(zhuǎn)盤要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，所以要通過Q0.1的常閉觸點實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的互鎖。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗下方時觸發(fā)接近開關(guān)I1.7使M0.0

46、得電，斷開常閉觸點M0.0，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，復(fù)位完成。梯形圖如下：3.啟動在手動復(fù)位完成之后，撥下選擇開關(guān)I1.0，斷開I1.0常閉觸點，接通I1.0常開觸點，鎖住手動復(fù)位，再按下啟動按鈕I1.1，M0.4得電自鎖，M0.4常開觸點全部閉合，使下面的程序可以運(yùn)行。如果按下停止按鈕I1.2，M0.4就會失電，使下面的所有程序都停止運(yùn)行。定時器T33是延時接通定時器，分辨率是10毫秒。當(dāng)?shù)秒?秒后接通常開觸點T33，使轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)Q0.0。當(dāng)轉(zhuǎn)到選擇的滑道時，定時器T33將立即被常閉觸點M0.5或M0.6或M0.7aa切斷，aa轉(zhuǎn)盤停止在選擇的滑道，實現(xiàn)滑道的定位。如果料斗中沒有物料，M0.1、M0.2

47、和M0.3的常開觸點就不會閉合，T33不得電，轉(zhuǎn)盤不能轉(zhuǎn)動。梯形圖如下：4.滑道定位當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到選擇的滑道時需要讓轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)滑道的定位，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動需要兩個條件，當(dāng)M0.1和滑道1接近開關(guān)I2.1都接通時，M0.5才能得電自鎖；當(dāng)M0.2和滑道2接近開關(guān)I2.2都接通時，M0.6才能得電自鎖；當(dāng)M0.3和滑道3接近開關(guān)I2.3都接通時，M0.7才能得電自鎖。當(dāng)M0.5或M0.6或M0.7得電時，常閉觸點斷開，定時器T33失電，T33常開觸點斷開，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，停在所選的滑道，實現(xiàn)滑道的定位。梯形圖如下：aa5.撥料當(dāng)M0.5或M0.6或M0.7接通時，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，同時觸發(fā)撥料桿轉(zhuǎn)

48、動Q0.2，將物料推入選擇的滑道，同時滑道定位指示燈Q0.1或Q0.2或Q0.3亮。梯形圖如下：6.轉(zhuǎn)盤反轉(zhuǎn)當(dāng)M0.5或M0.6或M0.7接通時，撥料桿開始轉(zhuǎn)動，同時定時器T34aa開始記時，當(dāng)8.57秒之后撥料桿剛好轉(zhuǎn)動一周，（因為撥料電機(jī)的轉(zhuǎn)速是7轉(zhuǎn)每分鐘）并接通M1.0使轉(zhuǎn)盤反轉(zhuǎn)Q0.1（如果料斗中沒有物料，M0.1、M0.2和M0.3aa的常開觸點將不閉合，轉(zhuǎn)盤停在原地不反轉(zhuǎn)），同時切斷M0.5或M0.6或M0.7從而切斷定時器T34。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗下面，接近開關(guān)I1.7接通，使I1.7常閉觸點斷開，切斷M1.0，轉(zhuǎn)盤停止反轉(zhuǎn)，進(jìn)入下一個物料的分選。梯形圖如下：3.5程序調(diào)試當(dāng)以上的P

49、LC梯形圖程序設(shè)計好之后還需要進(jìn)行程序調(diào)試，以發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤；還要和模型連接進(jìn)行調(diào)試，檢測模型的運(yùn)動是否滿足控制要求。3.5.1PLC程序調(diào)試在STEP-7中編好程序后，首先需要建立和PLC的通信，如圖3-4，雙擊箭頭1所指的“Communications”,進(jìn)入如圖3-5的通信設(shè)置窗口，設(shè)置左邊的通信參數(shù)，當(dāng)參數(shù)設(shè)置好之后，雙擊圖右邊的旋轉(zhuǎn)箭頭，建立計算機(jī)和PLC的通信；建立通信之后，點擊圖3-4中箭頭2指的“Download”，將程序下載到PLC中；下載成功后，點擊箭頭3所指的“Run”運(yùn)行程序，并且點擊箭頭4所指的“ProgramStatus”監(jiān)控程序的運(yùn)行，按照控制流程調(diào)試aaPLC

50、程序。當(dāng)程序調(diào)試無誤后才能和模型連接調(diào)試。aa圖3-4：STEP-7界面圖3-5：通信設(shè)置窗口aa3.5.2PLC和模型連接調(diào)試在PLC和模型連接調(diào)試之前，需要按照端子圖將控制按鈕和接近開關(guān)的端子和PLC的輸入端子連接起來；將指示燈和繼電器的端子和PLC的輸出端連接起來線接好之后，就可以進(jìn)行PLC和模型的連接調(diào)試了。先將三個不同的物料放入料斗中，讓接近開關(guān)感應(yīng)到信號；再按下?lián)芰蠗U復(fù)位按鈕，將撥料桿定在合適的位置；再按下轉(zhuǎn)盤復(fù)位按鈕，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗的下面時，會自動停下來，物料掉入轉(zhuǎn)盤中；將選擇開關(guān)撥到自動，按下啟動按鈕，轉(zhuǎn)盤就會按控制要求自動運(yùn)行。通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)許多需要修改的地方：1用于轉(zhuǎn)盤定位

51、的感應(yīng)鐵片的寬度和位置不合適，轉(zhuǎn)盤的定位不準(zhǔn)，物料掉不下來，需要修改鐵片的寬度和位置，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修改，轉(zhuǎn)盤的定位終于比較精確了；2滑道的定位不準(zhǔn)，需要調(diào)節(jié)滑道定位的鐵片位置和寬度，滑道的三個過道的寬度也不合適，物料很容易掉出滑道，需要將滑道的寬度減小；3有個物料做的略大了一些，很容易被卡住，需要重做一個小一些的，還要將料斗的位置向后移一點。4因為撥料電機(jī)的轉(zhuǎn)速是7轉(zhuǎn)每分鐘，所以在PLC程序里給撥料桿定的轉(zhuǎn)動時間是8.57秒，但在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)撥料桿不能轉(zhuǎn)到一周就停止了，如果反復(fù)次數(shù)多了，撥料桿的位置就會影響后面物料的分選，所以后來將定時器的時間改成了10秒，經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)撥料桿剛好能轉(zhuǎn)一周，

52、誤差很小。在調(diào)試的過程中還發(fā)現(xiàn)了其他許多問題，都要一一加以修改，直到所有的問題得到解決。aa第四章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中，我們使用的主要軟件是工控組態(tài)軟件MCGS，它是用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。作為工控組態(tài)軟件，MCGS具有以下一系列優(yōu)點：1、概念簡單，易于理解和使用普通工程人員經(jīng)過短時間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成大多數(shù)簡單的工程項目，使其能集中精力解決工程本身的問題，而不需了解太多的計算機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜的軟硬件問題，就可組態(tài)出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。2、豐富和方便的動畫組態(tài)能快速構(gòu)造出各種復(fù)雜的動畫畫面。圖元圖符對象可實現(xiàn)自由構(gòu)圖和定義動畫，包括

53、顏色、位置、大小、可見度、閃爍、輸入輸出、按鈕動作等多種動畫效果。動畫構(gòu)件對象完成特定類型的動畫功能，如：實時曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。3、設(shè)備無關(guān)aa在MCGS中，設(shè)備被實現(xiàn)成獨立的構(gòu)件形式，不同的設(shè)備對應(yīng)于不同的構(gòu)件。設(shè)備構(gòu)件不僅僅包括設(shè)備驅(qū)動程序，還有不同的方法和屬性供系統(tǒng)調(diào)用，每個設(shè)備構(gòu)件都由一個獨立的線程來管理。對不同的外部硬件設(shè)備，只須提供相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，而系統(tǒng)的其它部分和設(shè)備無關(guān)，不作任何改動。4、以窗口為單位以窗口為單位來構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS組態(tài)軟件的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。既可以不做任何組態(tài)工作，使用系統(tǒng)的缺省構(gòu)架，又可

54、以根據(jù)需要自由組態(tài)，生成各種風(fēng)格和各種類型的圖形界面。4.1啟動窗口設(shè)計4.1.1背景選擇和設(shè)計制作啟動窗口時需要一張圖片作為啟動窗口的背景，經(jīng)過考慮決定選擇學(xué)校的圖書館作為背景畫面，但是拍攝的圖片不夠清晰漂亮。為了使背景畫面更加生動，需要使用Photoshop對圖片進(jìn)行了處理，使圖片更加清晰美觀，如圖4-1。4.1.2標(biāo)題設(shè)計在啟動窗口中需要顯示監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)題，經(jīng)過仔細(xì)思考最終確定下來的系統(tǒng)標(biāo)題是：“歡迎進(jìn)入分選監(jiān)控系統(tǒng)”。為了使啟動畫面更生動一些，就要把標(biāo)題做好。首先要選擇漂亮的字體，再確定字體的大小，然后是這10個字的布局等。先將這10個字圍成一個橢圓狀，為了作出閃爍效果，還必須在這些字

55、的屬性里設(shè)置字的顏色和可見度，我為每個字都設(shè)置了12種不同的顏色。然后在MCGS的運(yùn)行策略里編寫程序，使這10個字產(chǎn)生閃爍效果，通過這段程序使標(biāo)題的10個字逐個出現(xiàn)，并且不斷變換顏色，如圖4-1。具體程序見附錄1：4.1.3控制按鈕制作控制按鈕的作用是：當(dāng)你點擊控制按鈕時，系統(tǒng)就會關(guān)閉啟動窗口，同時打開監(jiān)控窗口?？刂瓢粹o的說明文字是“點擊進(jìn)入”，位置在橢圓形標(biāo)題的中間，當(dāng)標(biāo)題的10個字全部顯示后，就會在標(biāo)題的中間出現(xiàn)“點擊進(jìn)入”，這時你只要用鼠標(biāo)左鍵點擊它，就可以進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)。如圖4-1：aa圖4-1：啟動窗口畫面4.2監(jiān)控窗口設(shè)計4.2.1設(shè)計方案確定我們所使用的組態(tài)軟件MCGS是5.1通用

56、版，由于版本過老，有許多功能不能實現(xiàn)。如該軟件只能實現(xiàn)90度旋轉(zhuǎn)，所以動畫只能實現(xiàn)公轉(zhuǎn)，不能實現(xiàn)自轉(zhuǎn)，要作出轉(zhuǎn)盤帶動正方形物料旋轉(zhuǎn)的動畫效果幾乎不可能。經(jīng)過反復(fù)思考想到一個方法：MCGS有播放avi格式動畫的功能，可以用動畫制作軟件Flash作出模型運(yùn)動效果，然后將模型運(yùn)動的動畫轉(zhuǎn)換成avi格式的動畫調(diào)入MCGS中播放。4.2.2Flash制作整個模型的運(yùn)動過程需要分為9段制作Flash動畫。物料通過滑道1的3段動畫：轉(zhuǎn)盤從起始位置轉(zhuǎn)到滑道1，撥料桿轉(zhuǎn)動將物料推入滑道1，轉(zhuǎn)盤從滑道1反轉(zhuǎn)到起始位置；物料通過滑道2的3段動畫：轉(zhuǎn)盤從起始位置轉(zhuǎn)到滑道2，撥料桿轉(zhuǎn)動將物料推入滑道2，轉(zhuǎn)盤從滑道2反轉(zhuǎn)

57、到起始位置；物料通過滑道3的3段動畫：轉(zhuǎn)盤從起始位置轉(zhuǎn)到滑道3，撥料桿轉(zhuǎn)動將物料aa推入滑道3，轉(zhuǎn)盤從滑道3反轉(zhuǎn)到起始位置。aa首先需要在UG中導(dǎo)出一張模型的俯視圖作為9段Flash動畫的背景圖，如圖4-2。各段動畫的不同之處是轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動角度不同，需要制作的動畫是轉(zhuǎn)盤的正反轉(zhuǎn)、物料的滑動和接近開關(guān)的通斷。（在此不詳細(xì)介紹Flash動畫的制作過程）Flash動畫做好之后，將動畫轉(zhuǎn)換成avi格式的影片，然后只要在MCGS里調(diào)用這些動畫就可以了。aa圖4-2：Flash背景圖4.2.3MCGS監(jiān)控窗口設(shè)計制作1.需要調(diào)用的動畫準(zhǔn)備好之后就可以設(shè)計MCGS監(jiān)控窗口了，將制作好的9段AVI動畫調(diào)入MCG

58、S，要使這9段動畫大小相同，位置重疊。如圖4-3，點擊箭頭1所指的動畫播放控件，出現(xiàn)文件播放構(gòu)件屬性設(shè)置對話框，在箭頭2所指的連接文件里輸入AVI動畫的路徑和名稱，然后點擊箭頭3所指的可見度屬性按鈕，進(jìn)入圖4-4所示的可見度設(shè)置窗口，在箭頭1所指的表達(dá)式里設(shè)置動畫的可見度條件當(dāng)運(yùn)行MCGS時，只要某一段動畫可見，這段動畫就會自動播放，所以只要設(shè)置好9段動畫的可見度條件就可以產(chǎn)生連續(xù)播放效果，這9段動畫不能同時可見，每次可見的只能有一個。所以每個動畫的可見條件不能相同而且要互鎖：圖4-3：MCGS界面aa圖4-4：可見度設(shè)置窗口第1段動畫的可見條件是I10=1ANDQ00=1ANDM01=1AN

59、DM05=0；第2段動畫的可見條件是I10=1ANDQ02=1ANDM05=1ANDQ01=0；第3段動畫的可見條件是I10=1ANDQ01=1ANDM13=1ANDI17=0AND（M01=1ORM02=1ORM03=1）；第4段動畫的可見條件是I10=1ANDQ00=1ANDM02=1ANDM06=0；第5段動畫的可見條件是I10=1ANDQ02=1ANDM06=1ANDQ01=0；第6段動畫的可見條件是I10=1ANDQ01=1ANDM14=1ANDI17=0AND（M01=1ORM02=1ORM03=1）；第7段動畫的可見條件是I10=1ANDQ00=1ANDM03=1ANDM07=0

60、；第8段動畫的可見條件是I10=1ANDQ00=1ANDM03=1ANDM07=0；第9段動畫的可見條件是I10=1ANDQ01=1ANDM15=1ANDI17=0AND（M01=1ORM02=1ORM03=1）。2.主要的模型運(yùn)動畫面做好之后，還要做一個落料的動畫效果，由于落料aa的動作是直線運(yùn)動，比較簡單，所以可以在MCGS里制作完成。先仿造實際模型設(shè)計出料斗，再制作出立體效果的物料如圖4-5，最后編寫物料的運(yùn)動程序即可。物料下落的觸發(fā)是事件策略，下落過程是循環(huán)策略，所以必須要兩個策略才能完成物料的下落動畫。1.事件策略：條件是I17=1AND(M01=1ORM02=1ORM03=1)，程