PLC大中小球分揀系統(tǒng)

PLC大中小球分揀系統(tǒng)PLC大中小球分揀系統(tǒng)/PLC大中小球分揀系統(tǒng)電氣及電子信息工程學(xué)院《電氣控制及PLC實訓(xùn)》設(shè)計報告名稱：PLC大中小球分揀系統(tǒng)專業(yè)名稱:電氣工程及其自動化班級:學(xué)號:姓名：指導(dǎo)教師：高海洲、胡學(xué)芝設(shè)計時間：年月日—月日設(shè)計地點：K3—218PLC實驗室電氣控制及PLC實訓(xùn)成績評定表姓名學(xué)號專業(yè)班級題目：PLC大中小球分撿系統(tǒng)答辯記錄：如何將程序中的M43改成M34？如何進(jìn)行仿真？成績評定及依據(jù):考勤情況（10%）：設(shè)計調(diào)試情況(30％)：設(shè)計答辯（20％)：設(shè)計報告（完成情況、報告規(guī)范性等情況40％）：最終評定成績（以分?jǐn)?shù)和優(yōu)、良、中、及格、不及格評定)：指導(dǎo)教師簽字：實訓(xùn)任務(wù)書2015～2016學(xué)年第2學(xué)期學(xué)生姓名:專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：胡學(xué)芝、高海洲工作部門：電氣及電子信息工程學(xué)院一、設(shè)計題目課題1：.電動機(jī)的綜合控制方向課題2：竟猜?lián)尨鹣到y(tǒng)的設(shè)計方向課題3：交通燈控制方向課題4：電梯控制方向課題5:噴泉或彩燈控制方向二、設(shè)計內(nèi)容（含技術(shù)指標(biāo)）1、用PLC實現(xiàn)四臺以上電動機(jī)綜合控制，要求模擬實際的工況，包括電機(jī)的順序控制、電機(jī)的連鎖和互鎖控制，電機(jī)間的邏輯聯(lián)系應(yīng)具有一定的復(fù)雜程度，畫出主電路和接線圖，接好線，編程并進(jìn)行調(diào)試。2、用PLC實驗裝置設(shè)計竟猜?lián)尨鹣到y(tǒng)，要求不少于5組，有必要的組號顯示、記時顯示和模擬記分系統(tǒng),有優(yōu)先搶答功能，畫出主電路和接線圖，接好線，編程并進(jìn)行調(diào)試。3、用PLC實現(xiàn)各種路口的交通信號燈控制，要求及實際交通燈工作情況基本相符,具有必要顯示和通過外部設(shè)備進(jìn)行設(shè)定功能，畫出主電路和接線圖，接好線，編程并進(jìn)行調(diào)試。4、用PLC實現(xiàn)電梯控制，要求及實際基本相符，電梯層數(shù)不少于4層，畫出主電路和接線圖，接好線，編程并進(jìn)行調(diào)試。5、用PLC實現(xiàn)噴泉控制,要求花樣不少于6種，能自動循環(huán)、單循環(huán)、和手動控制，畫出主電路和接線圖，接好線，編程并進(jìn)行調(diào)試。6、同組同學(xué)要求不能完全重復(fù)，必須有自己的亮點，對思路新穎的、和用到更多功能指令的有加分.7、所有小組均應(yīng)在開題的過程中，由指導(dǎo)老師對及題目相關(guān)的具體的設(shè)計控制要求進(jìn)行審核。三、設(shè)計進(jìn)度安排序號內(nèi)容學(xué)時安排（天）1選題、講解設(shè)計要求、查資料；12方案論證、說題及硬件選型和設(shè)計23軟件設(shè)計24程序及系統(tǒng)調(diào)試35繪制圖紙、撰寫和打印設(shè)計報告16設(shè)計答辯1合計10設(shè)計指導(dǎo)答辯地點：K3——PLC實驗室四、基本要求設(shè)計報告：不少于5000字，Ａ４幅面，統(tǒng)一復(fù)印封面。封面、設(shè)計任務(wù)書目錄1）方案選擇，方案論證（綜述、任務(wù)詳解及設(shè)計思路,PLC選型等）2）系統(tǒng)硬件設(shè)計（系統(tǒng)功能及原理、系統(tǒng)組成框圖、器件選擇、電路原理圖、I/O分配及接線）3）系統(tǒng)軟件設(shè)計（各軟件模塊的功能，梯形圖及說明）4）系統(tǒng)調(diào)試（調(diào)試步驟、方法及調(diào)試過程中的問題及如何解決等）5)結(jié)果分析及展望(最后的結(jié)果成功點和不足之處、總結(jié)及改進(jìn)等）附錄—-—參考文獻(xiàn)五、設(shè)計考核辦法及成績評定根據(jù)過程、報告、答辯等確定設(shè)計成績,成績按得分0~100分，可分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五等。評定項目基本內(nèi)涵分值設(shè)計考勤考勤、自行設(shè)計、按進(jìn)度完成任務(wù)等情況10設(shè)計調(diào)試軟硬件調(diào)試過程及完成情況30設(shè)計答辯回答問題等情況20設(shè)計報告完成情況、報告規(guī)范性、創(chuàng)新性、雷同率等情況4090～100分：優(yōu);80～89分：良;70～79分：中;60～69分,及格；60分以下：不及格六、參考資料[1］李仁主編，電氣控制，北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000［2］陳立定等主編，電氣控制及可編程控制器，廣州:華南理工大學(xué)出版社，2001[3］王仁祥主編，常用低壓電器原理及其控制技術(shù),北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[4]鄭萍主編，現(xiàn)代電氣控制技術(shù),重慶：重慶大學(xué)出版社，2001[5]佟為明等編,低壓電器繼電器及其控制系統(tǒng)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000[6]王海，李洪奎，劉曉.基于PLC的多軸控制研究［J]。機(jī)械工程學(xué)報,2008，

6（4):

470-472.[7］楊東,

黃永紅，

張新華，

吉敬華.

用PLC基本指令實現(xiàn)自動運(yùn)動定位控制的研究［J］。

微計算機(jī)信息,

2010,

26（2-1):

62—64。［8]秦琴，王忠慶。。利用PLC的高速計數(shù)功能實現(xiàn)軸的精確定位控制。。電氣技術(shù)。2009(3)。［9]陳嬋娟，

薛愷.

基于PLC的步進(jìn)電動機(jī)單雙軸運(yùn)動控制的實現(xiàn).

機(jī)械設(shè)計及制造.

2009（3).[10］楊濤，

王啟江等。

基于PLC繞線機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計[J］。組合機(jī)床及自動化加工技術(shù)，

2005（8)：58-59. 教研室主任：胡學(xué)芝年月日

目錄TOC\o”1-3"\h\z\u摘要 1第1章方案選擇，方案論證 11.1選題背景 11。2任務(wù)詳解及設(shè)計思路 11.3控制要求 2第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計 32.1主電路設(shè)計 32.2I/O地址分配及接線圖 4第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計 73。1系統(tǒng)流程圖 73.2順序功能圖 83.3梯形圖和指令表 93.4程序分析 13第4章系統(tǒng)調(diào)試 144。1系統(tǒng)調(diào)試 144。2調(diào)試中所遇到的問題及解決方法 14第5章結(jié)果分析及展望 15附錄 16參考文獻(xiàn) 17

摘要大、中、小球分揀傳送以其對人們生活的積極影響特別是在工業(yè)上的普遍應(yīng)用不斷被人們所認(rèn)識，作為可操控機(jī)械，它能夠部分地代替人的勞動并能達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循事先設(shè)定的步驟來完成工件的分揀傳送,大大地節(jié)省了人類的勞動時間，更因其能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，從而改善了人們的工作環(huán)境。隨著科技的不斷發(fā)展,在工業(yè)領(lǐng)域其應(yīng)用范圍不斷增加，并取得了一定的成果.本課題設(shè)計了大、中、小球的分類選擇傳送系統(tǒng),采用日本三菱公司的FX2N系列PLC，對機(jī)械臂的上下、左右移動以及對球的抓取和釋放的運(yùn)動過程進(jìn)行控制。我們利用可編程控制技術(shù)，并結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，來控制機(jī)械臂完成各種動作,實現(xiàn)大小球的分類選擇傳送。關(guān)鍵詞：PLC,大中小球,機(jī)械臂,原點顯示

第1章方案選擇、方案論證1.1選題背景大、中、小球選擇分類傳送作為工業(yè)中器件選擇傳送的一個寫照，在工業(yè)控制中它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬.它能夠通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，并能在各種復(fù)雜環(huán)境中工作，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其在人工智能方面大大地增加其效率，同時也改善了人類的工作環(huán)境及工作強(qiáng)度.中國在科技發(fā)展方面發(fā)展水平較低,在工業(yè)中分揀傳送勞動密集型還占有相當(dāng)大的份額。由于人的勞動能力有限，并且人不能持續(xù)長時間的高強(qiáng)度工作,因此在勞動效率上往往是制約企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性因素,為了提高勞動效率，搶占市場份額，各個企業(yè)也不斷的引進(jìn)和更新自動化設(shè)備來提高效率，同時降低人的工作強(qiáng)度。因而這種自動化控制在工業(yè)控制中有很大優(yōu)勢.1。2任務(wù)詳解及設(shè)計思路為實現(xiàn)大小球的分揀控制，所設(shè)計系統(tǒng)程序必須實現(xiàn)以下主要功能:

該系統(tǒng)可以完成對大小球的自動識別、自動運(yùn)送和自動到大球缸或者小球缸釋放對應(yīng)的球。

該系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的多種工作方式。

該系統(tǒng)在發(fā)生故障時,撿球裝置必須進(jìn)行復(fù)位。

能夠用PLC實現(xiàn)基本功能。1.3控制要求本次設(shè)計的大、小球分類選擇傳送PLC控制要滿足以下控制要求：機(jī)械臂起始位置在機(jī)械原點，為左限、上限并有顯示；有起動按鈕和停止按鈕控制運(yùn)行,停止時機(jī)械臂必須已回到原點；起動后機(jī)械臂動作順序為：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→釋放→上升（至上限）→左行返回(至原點）；機(jī)械臂右行時有小球右限(X4）和大球右限（X5）之分,下降時，當(dāng)電磁鐵壓著大球時下限開關(guān)X2斷開，壓著小球時下限開關(guān)X2接通。圖1—1工作原理圖第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1主電路設(shè)計大、中、小球分揀傳送實質(zhì)上是由電動機(jī)控制的機(jī)械臂,其主電路就是電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路。主電路電路圖如圖2—1所示.圖2—1主電路圖2。2I/O地址分配及接線圖按照設(shè)計要求，我們設(shè)定好輸入量及輸出量，定義各個量的含義,并對它們進(jìn)行地址分配。本系統(tǒng)的I/O地址分配如表2—2所示.輸入作用輸出作用X000____0Y000下行0X001左限1Y001抓球放球1X002大中小球組合2Y002上行2X003上限3Y003左行3X004小坑4Y004右行4X005中坑5Y005____5X006大坑6Y006____6X007大中小球組合7Y007____7X010啟動8Y010____8X011有無銶9Y011____9X012下限10Y012放球顯示10X013____11Y013抓球顯示11X014____12Y014右行顯示12X015完成歸位13Y015左行顯示13X016____14Y016上行顯示14X017歸為15Y017下行顯示15X020手動上移16Y020左限顯示16X021手動下移17Y021上限顯示17X022手動右移18Y022原點顯示18X023手動左移19Y023____19X024____20Y024____20X025____21Y025____21X026____22Y026____22X027____23Y027____23圖2-2I/O地址分配圖根據(jù)控制要求，設(shè)定好各個量的地址分配之后，我們把其對應(yīng)的I/O接線圖繪制出來，其I/O接線圖如圖2—3所示圖2—3I/O接線圖第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計3。1梯形圖模塊1。啟動按鈕按下后，機(jī)械臂下行；如圖3-1所示：圖3—1下行狀態(tài)2。機(jī)械臂在碰到下行限位開關(guān)后開始抓球定時時間2秒；如圖3—2所示:圖3—2抓球狀態(tài)當(dāng)確定好球的大小后機(jī)械手便開始上移，碰到上行限位時在右移。如下圖3-3所示：圖3-3上行右行狀態(tài)

4。當(dāng)限位開關(guān)X006被閉合時機(jī)械臂轉(zhuǎn)入下行；如圖3-4所示：圖3-4上行右行狀態(tài)在下限位開關(guān)X012閉合后進(jìn)入抓球步驟定時2秒；如圖3—5所示：圖3—5抓球狀態(tài)

在定時2秒后會進(jìn)入返回原點狀態(tài)；如圖3-6所示:圖3—6返回原點7。返回原點后左限顯示，上限顯示以及原點顯示都會亮，如果還有球進(jìn)入下一個循環(huán)，沒球則停在原點；如圖3—7所示：圖3-7返回原點提示手動下移，如圖3—8所示：圖3-8手動下移手動上移，如圖3—9所示：圖3-9手動上移

手動右移，如圖3-10所示:圖3—10手動右移手動左移，如圖3—11所示：圖3—11手動左移強(qiáng)制移動按鈕之間互鎖關(guān)系，如圖3—12所示：圖3—12強(qiáng)制移動

第4章系統(tǒng)調(diào)試4.1系統(tǒng)調(diào)試打開三菱FX2N系列仿真軟件，將梯形圖程序輸入到計算機(jī),并連接好外部接線圖，然后對程序進(jìn)行調(diào)試。首先,系統(tǒng)通電運(yùn)行后，同時按下X1、X3，觀察原點顯示Y0,看機(jī)械臂是否在機(jī)械原點，并有顯示。然后，按下啟動按鈕X0，觀察機(jī)械臂是否按照本設(shè)計設(shè)定的工作方式運(yùn)行.無誤后，按下停止按鈕，觀察系統(tǒng)是否在完成本周期的工作后返回原點，并停留在初始步。若運(yùn)行過程中出錯,則要認(rèn)真查找出錯原因，哪個環(huán)節(jié)出錯，然后作出修改，并重新運(yùn)行,直至運(yùn)行結(jié)果完全正確.4。2調(diào)試中所遇到的問題及解決方法同一個線圈重復(fù)輸出造成當(dāng)前面線圈得電，后面線圈不得電時，PLC只默認(rèn)后者。解決辦法：分別用中間繼電器的線圈來代替輸出線圈，再用內(nèi)部線圈的觸點來控制這兩個相同輸出的線圈，以達(dá)到控制要求如果想讓程序循環(huán)執(zhí)行，就用最后一個中間繼電器的常開觸點去控制起始原點線圈。結(jié)果分析及展望經(jīng)過兩周的設(shè)計，PLC大中小球分揀系統(tǒng)的程序，已成功通過了連續(xù)運(yùn)行的調(diào)試，證明本設(shè)計的硬件、軟件部分基本都能達(dá)到預(yù)期要求，能可靠地控制大中小球分揀系統(tǒng)的工作，達(dá)到其設(shè)計要求。系統(tǒng)的分析及設(shè)計過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程，在這個過程