机电传动课设大小球分拣系统PLC设计.doc

第十一组 题目：大小球分拣系统设计分拣系统示意图和流程图如图所示。分拣系统示意图分拣系统流程图控制要求：1） 完成上述工作循环2） 要求有四种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。4） 按停止按钮，完成当前循环后停。5） 按复位按钮，吸盘立即回原位。“机电传动控制”课程设计任务书第十一组1设计题目：大小球分拣系统设计2设计内容：1） 完成指导书中要求的工作循环2） 要求有四种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。4） 按停止按钮，完成当前循环后停。5） 按复位按钮，吸盘立即回原位。3设计要求：1）画出端子分配图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书4进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 3天3）说明书撰写 0.5天4）答辩 0.5天指导教师： 专业负责人： 主管院长： 年 月 日目 录0.前言21.课程设计的任务和要求31.1课程设计的任务31.2 课程设计的基本内容要求32.总体设计.4 2.1 PLC选型.4 2.2 PLC端子接线.53.PLC程序设计.7 3.1设计思想.73.2 机械手分拣大小球控制的程序流程图.8 3.3机械手分拣大小球控制程序的梯形图.94.程序调试说明.155.结束语.17参考文献.17前言 “机电传动控制”紧密结合典型机电自动控制系统，详细介绍了控制系统的组成以及设计方法。既有常用的电气控制方法，又有先进的控制技术。具有系统性、实用性和先进性。本次课程设计的内容设计PLC控制大小球的分拣系统。其主要目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法。设计过程中学会PLC的工作原理和方法，了解最新控制技术在机械设备中的应用，也知道了设计PLC的思路。 本人经过一周时间，设计顺序功能图，PLC梯形图，I/O端子分配图和外接线路图。由于本人能力有限，在设计过程中有疏漏和不足之处，希望老师给予指导和意见。1. 课程设计的任务和要求1.1课程设计的任务设计题目：大小球分拣系统设计主要任务是设计一个可以将大小球分开的分拣系统，根据机械臂下降时SQ2是否闭合，判断吸住的是大球还是小球，然后将各自放到对应的球箱，然后返回原位，依次循环5次，声光报警，然后停止。主要设计PLC控制梯形图和外部端子接线图。图1 机械手分拣大小球的工作示意图1.2 课程设计的基本内容要求：1） 完成指导书中要求的工作循环2） 要求有四种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。4） 按停止按钮，完成当前循环后停。5） 按复位按钮，吸盘立即回原位。图2 机械手分拣大球的控制功能要求2. PLC总体设计2.1 PLC选型（1）输入点数启动、停止和复位各需要一个输入，单周期，手动，连续，回原点各需要一个输入，左限位，大球右限位，小球右限位，上限位，下限位五个限位开关各需要一个输入，手动控制机械臂上升，下降，左行，大球右行，小球右行，吸盘吸球，放球各需要一个，总共需要19个输入。（2）输出点数机械臂上升，下降，左行，右行，吸盘吸球放球，声音报警，光报警，原点显示共需要八个输出。（3）供电电源的选择一般PLC的供电电源应设计选用220V，50HZ的电源，与国内电网电压一致。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为了防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离室必要的，有时也可以采用简单的二极管或熔丝管隔离。（4）PLC的选型确定 根据输入输出的端子分配可选择CPU 226AC/DC/继电器型PLC。240V 交流电源，24V DC输入，24V DC输出。2.2 PLC端子接线图3 机械手分拣大小球装置的控制面板示意图图4 控制系统接线图图5 电机主电路图3.PLC程序设计3.1 大小球分拣的设计思想1) 当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关断开。2) 启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是小球，则压力传感器仍为断开状态；若碰到的是大球，则压力传感器闭合状态。3) 吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。4) 如果吸起的是大球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然后返回到原位。3.2 机械手分捡大小球控制程序顺序功能图根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据SQ2的通断，分别将球吸住、上升、右行到SB4 或 SB5 处下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。图6 循环控制流程图当原点指示灯亮，选择开关在连续或单周期时，M1.0得电待机，当按下启动按钮I0.5，Q0.0得电捡球装置下降，同事T38开始计时2秒，当2秒时间到，T38状态为1，电捡球装置停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（KM）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力感应器I0.1用来判断是吸住的大球还是小球，如果压力感应器I0.1的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，则说明吸住的是大球。当吸住钢球后，Q0.4得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，I0.3为小球位限位开关，I0.4为大球位限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，则要到碰到I0.4才停止右行，Q0.0得电，下降到下限开关位置，断电释放钢球，然后Q0.1得电上升到上限开关位置停止上升，Q0.3得电，开始左行，碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到I0.3就停止右行，Q0.0得电，下降到下限开关出停止下行，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，Q0.3得电，开始左行，到左极限停止左行，若计数器C1未计满，同时循环开关M2.3为得电状态，则继续循环上述流程，当计数计满或者循环开关M2.3断开时，停止循环，同时声光间断报警5秒。当系统在连续运行时，按下停止按钮后，系统要将完成本次循环，回到原点停止工作。按下复位按钮，系统将直接回到初始位置，不管系统进行到哪一步。3.3 机械手分拣大小球控制系统的梯形图图7 控制系统梯形图4. 程序调试说明4.1程序调试问题 当调试手动程序时，因为自己设计时没有加自锁，手动程序不能正常运行，对梯形图改正，在I1.0，I1.1，I1.2，I1.6，I1.3处加自锁后，再次调试手动程序，程序运行正常。自动程序调试正确，按设计的顺序功能图依次完成各部执行的操作。4.2电器元件选（1）.电动机选型：根据控制要求可选择三相交流异号电动机：Y90s-5型，额定功率为2.8kw，额定电流3.4A，额定空转1450r/min，最大转矩倍数为2.0，效率为78.6%，功率因数cos=0.79。（2）.熔断器选型：选择熔断器的依据和指标有：电路中的Ful型号为：3NA3 007-2C Pul型号为：3NA3 803-2C额定电压：AC 500V/DC440V(3)断路器选型：根据断路器性能的主要指标有通断能力和保护特性选择断容器的型号为5Sx2 306-7CC 额定电压 AC230/400V 能量限制等级3 额定分段能力6000A符号 IEC898标准（4）.热继电器选型：FR型号：3UA50 40-0A（5）. 选择开关、信号灯选型：KM1、KM2、KM3、KM4、KM5辅助触头选择 3SB32 02-0AA41型。启动按钮：SIGHUM3SB32 06-0AA41绿色灯平行按钮停止按钮：SIGHUM3SB32 06-0AA21红色灯平行按钮5. 结束语短短两个星期的课程设计就要告一段落，纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。通过此次设计，了解了PLC机械手在大小球分选系统的工作原理，首次学习了一些机械手的工作原理及使用方法。其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在老师的帮助下，最终基本达到了设计目的。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。特别是老师严谨冶普的态度给我启发不小。在这次的设计实