小型水平傳送帶輸送機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第1章緒論1.2論文主要研究內(nèi)容1.3論文主要應(yīng)用場景1.4本章小結(jié)第2章輸送機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是一個(gè)小型的傳送帶工作系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的上蓋推料單元機(jī)械手臂24*5托盤(出料)圖2-1輸送機(jī)控制系統(tǒng)的整體框圖整個(gè)傳送帶機(jī)構(gòu)是能夠完全自動化運(yùn)行的系統(tǒng)，它主要是靠控制器進(jìn)行程序控制，同時(shí)需要各類傳感器的輔助，才能實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的完全控制。所有傳感器的類型及型號見表2-1。表2-1實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)所用傳感器序號123456傳感器類型及型號光電開關(guān)傳感器CDD-11N光電開關(guān)傳感器CDD-11N光電開關(guān)傳感器CDD-11N光電開關(guān)傳感器CDD-11N光電開關(guān)傳感器CDD-11N2.2工作原理及設(shè)計(jì)要求整個(gè)系統(tǒng)分為兩大模塊，加工模塊和裝配模塊。加工模塊主要工作是在一個(gè)的直徑為49mm的工件上鉆一個(gè)直徑為39mm的孔；而裝配模塊的主要任務(wù)是為已完成鉆孔操(1)加工模塊1開始工作。機(jī)械手臂1從托盤中取出一個(gè)工件，放入到旋轉(zhuǎn)工作臺的一號工位，觸發(fā)一號工位下方的光電開關(guān)傳感器3;感器2。光電開關(guān)傳感器向控制器輸入信號，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，延時(shí)3秒鐘，使打孔步(2)裝配模塊位置，由于V型塊的原因而停止運(yùn)動，同時(shí)觸發(fā)V型塊上的光電傳感器5;步驟二：光電傳感器5開始工作，控制機(jī)械手臂2開始運(yùn)動，機(jī)械手臂2將V型塊處的工件運(yùn)送到步驟四：光電開關(guān)傳感器6開始工作，控制機(jī)械手臂2再次開始運(yùn)動，將處在固定2.3本章小結(jié)第3章輸送機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)H日時(shí)事色形曰在兵得自氣打展腫物用H神葛H日時(shí)事色形曰在兵得自氣打展腫物用H神葛DC24V電源輸出上電情元鹽輛工打西電機(jī)打不一燈行孔入口管包房舌邊地隔位惟料監(jiān)修光電相整帛此電信世為持工作意平下傳酶理性孔聲理上藏位參輝情快明位持花名配便喪的門技招+電色集事曲加工樓恨服竹書四②圖3-1PLC控制回路的接線進(jìn)行信號顯示，實(shí)現(xiàn)安全裝置工作，保證系統(tǒng)設(shè)備安全。3.2控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)整個(gè)輸送機(jī)控制系統(tǒng)的主電路連接如圖3.2(圖中的KM開關(guān)見圖3-1)。圖3-2主電路連接3.3主要元器件選型表3-1實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)所需PLC參數(shù)性能要求數(shù)字量輸入(DI)/輸出(DO)接口模擬量輸入(AI)/輸出(A0)接口體積要求盡量節(jié)省空間由要求可知，所需的PLC是小型或微型的PLC,性能要求不高，所以在PLC品牌選擇時(shí)，著重考慮的是專注于小型PLC設(shè)計(jì)制造的公司。在世界PLC領(lǐng)域中，西門子在國內(nèi)的各大工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的運(yùn)用。在經(jīng)過整體比較之后，發(fā)現(xiàn)西門子的(1)西門子S7-200系列PLC基本模塊常用的西門子S7-200系列PLC的基本模塊一表3-2常用西門子S7-200CPU22X系列PLCPLC型號及工作類型數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出模擬量輸入模擬量輸出價(jià)格/元晶體管/繼電器8600晶體管/繼電器00晶體管/繼電器21晶體管/繼電器00(2)西門子輸入輸出擴(kuò)展模塊西門子S7系列PLC的輸入輸出擴(kuò)展模塊不包括CPU模塊，它本身只能提供輸入表3-3擴(kuò)展模塊的型號及參數(shù)擴(kuò)展模塊型號數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出價(jià)格/元800844司生產(chǎn)制造的Scara機(jī)械手臂，其型號是ER5-4B-800(如圖3-3)。表3-4機(jī)械手臂機(jī)器人參數(shù)性能控制軸數(shù)4各關(guān)節(jié)運(yùn)動范圍J1軸J2軸J3軸J4軸最大關(guān)節(jié)速度J1軸J2軸J3軸J4軸最大臂展額定負(fù)載本設(shè)計(jì)中選用的是比較實(shí)惠且被廣泛使用的CJ29-10/16型接觸器。其中“C”代表(2)機(jī)電壽命是10000萬次3.4本章小結(jié)第4章輸送機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)流程圖旋轉(zhuǎn)電機(jī)停開旋轉(zhuǎn)電機(jī)停開始打孔-否-光電1工作否光電3工作打孔停止旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作否是旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作是霍爾工作圖4-1加工模塊流程圖否是圖4-2裝配模塊流程圖4.2PLC的I/0分配表表4-1系統(tǒng)輸入輸出口分配序號元器件名稱分配地址序號元器件名稱分配地址輸入接口輸出接口1加工模塊運(yùn)行按鈕1上電指示燈Q0.02加工模塊復(fù)位按鈕2打孔電機(jī)Q0.13暫停按鈕3旋轉(zhuǎn)工作臺電機(jī)Q0.24上電、急停按鈕4打孔氣缸上行電磁閥Q0.35裝配模塊運(yùn)行按鈕5打孔氣缸下行電磁閥6裝配模塊復(fù)位按鈕6裝配模塊氣缸電磁閥Q1.17打孔氣缸上限位7傳送帶電機(jī)Q1.28打孔氣缸下限位9旋轉(zhuǎn)工作臺霍爾傳感器打孔工位一光電傳感器V型塊限位光電傳感器I2.1推料限位光電傳感器活動塊限位4.3各部分程序本次設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)使用的是西門子S7-200系列PLC的專業(yè)編程軟件，STEP7-Micro/WINV4.0,其版本是SP9。這款軟件不僅能夠?qū)7-200系列PLC進(jìn)行編程，西門子S7-200系列PLC的編程語言有5種，它們分別是順序功能圖、功能塊圖、(1)起保停電路(下文統(tǒng)一簡稱起保停電路)程序圖M2.0)圖4-3起保停電路梯形圖如圖4-3,這個(gè)電路的啟動信號是M0.2和I0.5。M0.2是裝配模塊復(fù)位完成的信號，后，常開觸點(diǎn)I0.5狀態(tài)變?yōu)椤?”,線路接通，Q1.1的線圈“通電”,同時(shí)接通它的常的狀態(tài)仍舊為“1”,控制線圈Q1.1得電，使得Q1.1常開觸點(diǎn)一直閉合，這就是“自觸點(diǎn)Q1.1也斷開。當(dāng)機(jī)械手臂2將在指定位置上的工件上蓋拿走時(shí)，常閉觸點(diǎn)I2.2恢(1)置位與復(fù)位電路程序圖置位與復(fù)位電路在整個(gè)第一模塊中得到了廣泛的運(yùn)用，這里選擇一個(gè)例子作為介)圖4-4置位與復(fù)位電路梯形圖(2)置位與復(fù)位電路在系統(tǒng)控制中的工作原理置位(SET)是指將觸點(diǎn)的工作狀態(tài)一直設(shè)為“1”,而復(fù)位(RESE氣缸就會上行。當(dāng)上升到最高處時(shí)，觸發(fā)光電傳感器1,使得I1.5常開觸點(diǎn)閉合，復(fù)位(3)起保停電路與置位與復(fù)位電路的對比(1)定時(shí)器指令的選擇定時(shí)器一共可分為4中，第一種是接通延時(shí)定時(shí)器(TON),它的工作本質(zhì)是計(jì)算時(shí)間間隔；第二種是斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF),它的本質(zhì)是加計(jì)數(shù)器；第三種是保持型接通延時(shí)定時(shí)器(TONR),它的本質(zhì)是減計(jì)數(shù)器；最后一種是觸發(fā)時(shí)間間隔(BITIM),它的本質(zhì)是加減計(jì)數(shù)器。其中接通延時(shí)定時(shí)器、斷開延時(shí)定時(shí)器和保持型接通延時(shí)定時(shí)器是常用的三種定時(shí)器，它們的各個(gè)參數(shù)見表4-2。表4-2常用定時(shí)器參數(shù)類型分辨率/ms定時(shí)范圍/s定時(shí)器號1T1-T4和T65-T68T5-T31和T69-T951T32和T96T33-T36和T97-T100T37-T63和T101-T255本次設(shè)計(jì)需要的是計(jì)時(shí)用的定時(shí)器指令，所以選擇接通延時(shí)定時(shí)器(TON),選擇的分辨率是10ms。(2)定時(shí)器電路程序圖系統(tǒng)中用到的定時(shí)器電路如圖4-5。圖4-5定時(shí)器電路梯形圖(3)定時(shí)器電路在系統(tǒng)控制中的工作原理在此程序中使用的是接通延時(shí)定時(shí)器(TON)。I1.6是打孔氣缸下限位光電傳感器對應(yīng)的觸點(diǎn)，當(dāng)鉆頭打孔至最低位置時(shí)，光電傳感器工作，常開觸點(diǎn)I1.6閉合，復(fù)位位寄存器M0.4,同時(shí)置位位寄存器M0.5。要使接通延時(shí)定時(shí)器工作，必須要保持電路一直處于接通狀態(tài)，所以此處使用置位電路。當(dāng)計(jì)時(shí)完成后，定時(shí)器位T35變?yōu)椤?”狀常閉觸點(diǎn)T35斷開，定時(shí)器立即停止工作，然后自動復(fù)位，定時(shí)器位T35恢復(fù)到“O”4.4本章小結(jié)本章節(jié)具體介紹了輸送機(jī)系統(tǒng)控制程序的設(shè)計(jì)，介紹了各個(gè)I/O口的分配以及一些首先需要先進(jìn)行軟件編程，按系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)要求進(jìn)行可編程控制器PLC進(jìn)行程序編寫，并進(jìn)行輸入摸擬在機(jī)空載調(diào)試確認(rèn)正常后，再檢查硬件電氣設(shè)備的電路接線是否正確，檢查正常后，可以進(jìn)行控制電路整體調(diào)試，但須切斷主電路電源進(jìn)行無電調(diào)試，在確認(rèn)以上調(diào)試都正常后，打開電源合上開關(guān)的總閘送電，其次對變頻器的控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的相關(guān)設(shè)置調(diào)試，再次對傳送帶和傳感器的系統(tǒng)進(jìn)行下一步調(diào)試工作，同同時(shí)對整個(gè)系5.2常見故障的檢修2.當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行或監(jiān)控狀態(tài)時(shí)，主機(jī)上的PUN燈不亮，即表明基本單元有故障。3.當(dāng)某一路輸入觸點(diǎn)接通時(shí)，相應(yīng)的LED燈不亮，表明輸入模塊有故障，當(dāng)輸出LED燈亮，而對應(yīng)的輸出觸點(diǎn)不動作，說明輸出塊有故障。4.當(dāng)BATTERY燈亮，說明鋰電池電壓不夠，應(yīng)該及時(shí)更換理電池。5.當(dāng)ERROR燈閃爍時(shí)，原因有可能有程度語法的錯(cuò)誤，PLC內(nèi)部有故障、外部有5.3本章小結(jié)本章節(jié)主要介紹的是設(shè)備完成后的安裝和調(diào)試中注意的事項(xiàng)，以及一些使用過程中結(jié)論(1)為何學(xué)習(xí)。很多學(xué)子都曾有過一個(gè)疑問，那就是“為什么自己要這么努力地[1]王蕊，張孝元.基于PLC的四級傳送帶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)[3]張瑞林.基于PLC的物料分揀傳送帶變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子世[5]王鶴霖，李懷亮.基于51單片機(jī)的傳送帶控制系統(tǒng)分析[J].綏化學(xué)院學(xué)[9]邱宜天，胡書華.變頻器和PLC在傳送帶多種速度控制中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技[10]孫衛(wèi)華，李昕愉，賈美慧.基于傳送帶的盤點(diǎn)控制系統(tǒng)研究[J].制造業(yè)自動[12]李玉琴.變頻器和PLC在傳送帶多種速度控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工加工模塊上電指示燈加工模塊上電指示燈上電急停按鈕上電急停按鈕順序控制1按下加工模塊夏位按鈕后，打孔氣缸下行電磁閥關(guān)閉，上行電磁閥加工模塊上電指示燈加工模塊上電指示燈上電急停按鈕上電急停按鈕加工模塊復(fù)位按鈕加工模塊夏位按鈕順序控制1按下加工模塊復(fù)位按鈕后，打孔氣缸下行電磁閥關(guān)閉，上行電磁閥R1打孔氣缸上行電磁閥打孔氣缸上行電磁閥打孔氣缸下行電磁閥打孔氣缸下行電磁閥順序控制1打孔氣缸上限位傳…打孔氣缸上限位傳感器順序控制1按下加工模塊夏位按鈕后，打孔氣缸下行電磁閥關(guān)閉，上行電磁閥順序控制2加工夏位中打孔氣缸上行到最高處時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)Network6打孔氣缸上行電磁閥打孔氣缸上行電磁網(wǎng)順序控制2加工夏位中打孔氣缸上行到最高處時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺電機(jī)旋轉(zhuǎn)工作臺電機(jī)NetworkNetwork7RB1加工模塊復(fù)位完成加工模塊復(fù)位完成順序控制2加工夏位中打孔氣缸上行到最高處時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺電機(jī)旋轉(zhuǎn)工作臺電機(jī)旋轉(zhuǎn)工作臺霍爾傳…旋轉(zhuǎn)工作臺霍爾傳感器打孔工位一光電傳打孔工位一光電傳感器加工模塊復(fù)位完成加工模塊復(fù)位完成加工模塊運(yùn)行按鈕加工模塊運(yùn)行按鈕區(qū)分信號1控制打孔的輸入信號與其他信號沖突，用以區(qū)分旋轉(zhuǎn)工作臺第一次旋轉(zhuǎn)工作臺第一次旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺第一次…旋轉(zhuǎn)工作臺第一次旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺電機(jī)旋轉(zhuǎn)工作臺電相暫停按鈕哲停按鈕打孔電機(jī)打孔電機(jī)打孔氣缸下行打孔氣缸下行區(qū)分信號1控制打孔的輸入信號與其他信號沖突，用以區(qū)分旋轉(zhuǎn)工作臺第一次…旋轉(zhuǎn)工作臺第一次旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺霍爾傳…旋轉(zhuǎn)工作臺霍爾傳感器打孔氣缸下行打孔氣缸下行打孔氣缸下行電磁閥打孔氣缸下行電磁閥暫停按鈕暫停按鈕打孔氣缸下限位傳.打孔氣缸下限位傳感器打孔氣缸下行打孔氣缸下行開始計(jì)時(shí)開始計(jì)時(shí) 開始計(jì)時(shí)開始計(jì)時(shí)打孔氣缸上行打孔氣缸上行開始計(jì)時(shí)開始計(jì)時(shí)區(qū)分信號2控制旋轉(zhuǎn)工作臺第二次旋轉(zhuǎn)的輸入信號與其他信號沖突，用以區(qū)分 )打孔氣缸上行打孔氣缸上行打孔氣缸上行電磁閥打孔氣缸上行電磁閥暫停按鈕暫停按鈕打孔氣缸上行到最高位置，打孔電機(jī)停止工作Q0.Q0.R1打孔電機(jī)打孔電機(jī)打孔氣缸上限位傳打孔氣缸上限位傳感器打孔氣缸上行打孔氣缸上行區(qū)分信號2控制旋轉(zhuǎn)工作臺第二次旋轉(zhuǎn)的輸入信號與其他信號中突，用以區(qū)分旋轉(zhuǎn)工作臺第二次旋轉(zhuǎn)工作臺第二次旋轉(zhuǎn)Symbol旋轉(zhuǎn)工作臺第二次旋轉(zhuǎn)工作臺第二