基于PLC技术的异直径钢珠分拣系统毕业设计.doc

毕业设计用纸 共 31 页 第 1 页 摘摘 要要 一个国家综合国力的衡量标准就是工业的发达程度 而轴承的性能 寿命及可靠 性又代表着一定的工业发展程度 轴承的质量不仅取决于设计 制造还取决于检测环 节 检测环节中常出现的问题就是检测误差 误差是影响滚珠质量的关键因素 在实 际生产中造成检测误差值的因素有两点 一是测量量大 二是人工测量存在读数误差 为了提高生产中滚珠的测量精准度 本文中设计了一种由 PLC 控制的滚珠直径分拣系 统 通过机械传送 传感测量的方式完成滚珠的自动检测与分拣 该系统不仅提高测 量精度还提高了分拣的效率 本设计的要求是 推杆将滚珠推到限位挡板处 到达挡板后 钨钢测头测量直径 误差 将所得数字信号转换为电模拟信号并经放大电路放大后送到 PLC 的模拟量处理 模块 据此打开相应的电磁翻板 再由推杆将滚珠送到不同的分料箱 此系统既可节约成本 提高测量精度 又能提高分拣效率 有广阔的市场发展前 景 关键词关键词 PLC 精密测量 滚珠分拣 毕业设计用纸 共 31 页 第 2 页 Abstract The measure of a country s comprehensive national strength is a developed industry And bearing performance life and reliability of represents a certain degree of industrial development the quality of the bearing depends not only on the design manufacture also depends on the test link Inspection processes often appears the problem is error error is a key factor affecting the quality of ball Value error caused in the actual production there are two factors one is measured quantity is big the second is artificial measurement reading error exists In order to improve the measurement accuracy of the production of ball bearing this article designs a kind of ball diameter sorting system controlled by PLC completed by means of mechanical transmission sensor measuring roller automatic detection and sorting the system not only improve measurement accuracy but also improve the sorting efficiency The requirements of this design is that the push rod to push the ball to the limit baffle arriving at baffle the tungsten probe diameter measurement error proceeds to analog signal and digital signal is converted to electricity by amplifying circuit to enlarge PLC analog processing module magnetic flap open accordingly by putting the ball again to different container This system can not only save costs improve the measurement precision and can improve the efficiency of sorting have broad market prospects Keywords PLC precision measuring ball sorting 毕业设计用纸 共 31 页 第 3 页 目目 录录 摘 要 1 Abstract 2 目 录 3 第一章 绪论 4 1 1 系统研究的意义 4 1 2 系统主要研究内容 4 1 3 系统控制要求 5 1 4 系统任务分析 7 第二章 系统硬件设计 8 2 1 PLC 的选型 8 2 2 电磁阀的选型 15 2 3 系统中的传感器 17 2 4 电感测微器 19 2 5 电磁驱动器 20 2 6 计数和计较模块 23 第三章 系统软件设计 25 3 1 PLC 程序设计基本步骤 25 3 2 PLC 程序设计常用的方法 25 3 3 程序流程图 26 第四章 结论 28 第五章 致谢 29 参考文献参考文献 30 毕业设计用纸 共 31 页 第 4 页 第一章第一章 绪论绪论 传统的人工滚珠分拣存在浪费劳力 测量误差大等缺点 据此滚珠自动分拣装置 应运而生 此装置可以代替高精度需求或大量单调往复的工作 它可以分拣物品 代 替人的繁锁劳动 此装置可以广泛应用于机械制造行业实现生产的自动化分拣 自动分拣系统通常由输送装置 测量装置 分拣装置 控制装置构成 控制装置 的作用是接收和处理分拣信号 根据分拣信号的要求进行自动分类 这些分拣需求可 以通过不同的途径 例如通过检测 键盘输入 重量 条形码扫描 高度检测及形状 识别等途径 输入到分拣控制系统中 控制系统根据这些分拣信号 来判定该商品该 进入哪一个分拣道口 本设计根据检测装置对滚珠直径的测量 从而进行实现滚珠的 分类 本设计用 PLC 对物料分拣进行控制 并使用必要的精密传感器 使其能够对物料 按预先设定的程序进行分拣 PLC 控制其实是预先设定好程序然后对物料进行分拣的自 动化装置 该设计代替了人工单调持久的作业 本设计主要完成分拣系统的硬件选型 与软件设计 1 1 1 1 系统研究的意义系统研究的意义 自动分拣系统目前主要应用在制造业中 主要用在电器制造 机械制造 汽车制 造 塑料加工 金属加工等工业 其优越性如下 1 能大批量 连续地分拣货物 在大的生产流水线自动作业中 自动分拣系统可 以不受天气 时间 人的体力等限制 连续运行 自动分拣系统不仅能够单位时间分 拣件数多 而且可以长时间分拣 而人工分拣不仅单位时间工作量小 而且由于人体 力的限制 员工不可长时间工作 远远落后于自动分拣 2 分拣误差率极低 由于自动分拣系统使用高精度传感器测量 所以测量误差值 极小 大大地保障了测量的精度要求 3 实现分拣无人化操作 自动分拣系统的使用减少了人员的使用 减轻员工的 劳动强度 提高人员的使用效率 自动分拣系统中人员的使用仅局限于控制分拣系统 的运行 分拣线尾端由人工将分拣出来的物料进行打包 储存 自动分拣系统的经营 管理与维护也由员工进行 毕业设计用纸 共 31 页 第 5 页 1 1 2 2 系统主要研究的内容系统主要研究的内容 本课题主要研究物料分拣系统以下几个方面的内容 1 滚珠自动分拣装置执行系统的分析与选择 该执行系统由传动部件与机械构件组成 主要包括落料斗 气缸 测微器 挡板 电磁翻板等 在选择这些构件时本着结构简单 经济 运动精准的原则 2 滚珠分拣装置驱动和传感系统的分析与选择 驱动系统是提供执行系统各部分动力的装置 主要包括电磁阀 电磁阀驱动器 本设计选择电气驱动的方式 传感系统是检测系统中动作知否到位的装置 包括光电传感器 位置传感器 3 滚珠分拣装置控制系统的设计 控制系统是分拣装置的指挥系统 它控制驱动系统 让执行系统按规定的要求和 时序进行动作 本系统采用可编程控制器 PLC 对各执行机构进行控制 主要包括对 PLC 的型号选择 I O 口的选择 I O 接线 程序流程图绘制等 1 31 3 系统控制要求系统控制要求 1 3 11 3 1 滚珠直径分拣系统控制系统示意图滚珠直径分拣系统控制系统示意图 滚珠直径分拣系统示意图如下图所示 系统由 1 个推料气缸 1 个落料管 1 个电 感测微器 1 个限位挡板 7 个料斗及料斗电磁翻板组成 在落料管的底部装有缺料传感 器 B0 有料时为 0 无料时为 1 推料气缸为双向作用气缸 由电控阀 Ta 和 Tb 控制 当 Ta 得电时 气缸缩回 Tb 得电时气缸伸出 在气缸的两端各自装了 1 个位置传感器 常开 气缸缩回到位时 B8 1 为动作 气缸伸出到位时 B8 2 动作 测量机构的钨钢 测头 通过弹簧的作用 可以自然接触被测滚珠 不需要驱动装置 测量机构可根据 滚珠直径误差大小输出 10 10V 的电压信号 限位挡板装有位置传感器 B9 常开 挡板伸出到位时 B9 动作 缩回到位时 B9 复位 在 7 个料斗入口处均装有 1 个光电传 感器 B1 B7 常开 及 1 个 Y1 Y7 每落下一个滚珠 光电传感器就产生一个脉冲 信号以便对落下的滚珠进行计数 毕业设计用纸 共 31 页 第 6 页 滚珠直径分拣系统示意图 1 3 21 3 2 系统控制说明系统控制说明 初始状态 各料斗的电磁翻板均处于关闭位置 气缸推杆 Y8 及限位挡板 Y9 处于伸出位置 在初始状态 按下启动按钮 系统首先检查落料管中有无滚珠 如果没有滚珠则 发出报警 按消警按钮可消除警报 补充滚珠后需再次按下启动按钮 如果有滚珠 则推料气缸缩回 被测滚珠由落料管落下 然后推料气缸伸出将滚珠推到钨钢测头的 下方 也就是限位挡板的位置 然后钨钢测头开始测试滚珠直径的误差 并将测量值 经过 D A 转换送到可编程控制器 PLC 的模拟量输入模块 经可编程控制器 PLC 处理后 根据误差大小来决定具体打开哪一个翻板 Y1 Y7 再由电磁机构将限位挡板抽离 滚珠在推料气缸的作用下落入对应料斗并 计数 如果料斗计数满则发出报警信号 按消警按钮可消除警报 更换料斗后可再按 启动按钮继续进行滚珠测量 如果料斗计数器未满 则直接进入下一个滚珠的测量 并如此循环 按停止按钮系统停机并复位 限位挡板伸出 推料气缸伸出 各电磁翻板关闭 毕业设计用纸 共 31 页 第 7 页 1 41 4 系统任务分析系统任务分析 把测量机构所产生测量误差值送到可编程控制器 PLC 进行处理 通过 PLC 转换 执行下面的动作 如果误差值 15 则将滚珠送入料斗 1 如果误差值 15 且 30 则将滚珠送入料斗 2 如果误差值 30 且55 且 70 则将滚珠送入料斗 5 如果误差值 70 且 85 则将滚珠送入料斗 6 如果误差值 85 则将滚珠送入料斗 7 毕业设计用纸 共 31 页 第 8 页 第二章第二章 系统的硬件设计系统的硬件设计 2 2 1 1 PLCPLC 的选型的选型 2 1 12 1 1 PLCPLC 的基本概念的基本概念 PLC 全称为 Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器 一种数字运算 操作的电子系统 专为在工业环境应用而设计的 它采用一类可编程的存储器 用于 其内部存储程序 执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数与算术操作等面向用户的指 令 并通过数字或模拟式输入 输出控制各种类型的机械或生产过程 是工业控制的核 心部分 如今的 PLC 不仅在逻辑控制工业领域有很好的应用 在过程控制和运动控制工 业领域也起着重要的作用 本文采用西门子 S7 300 PLC 2 1 22 1 2 PLCPLC 的基本结构的基本结构 可编程控制器主要由中央处理单元 CPU 存储器 RAM ROM 输入输出单元 I O 电源和编程器等几组成 中央处理器是 PLC 控制器的控制中枢 它能够接受程序和数 据 并且能够检查程序中的错误 以及检查与它所连接硬件的状态 PLC 存储器有两个 存储区 分别为系统软件存储 应用软件存储 编程器主要用于程序的输入 修改和 监视 PLC 硬件结构如下图所示 毕业设计用纸 共 31 页 第 9 页 PLC 的硬件结构示意图 2 1 32 1 3 系统中所用的系统中所用的 PLC S7 300PLC S7 300 的特点的特点 1 概述 S7 300 是德国西门子公司生产的可编程序控制器 PLC 系列产品之一 其模块化结 构 易于实现分布式的配置以及性价比高 电磁兼容性强 抗震动冲击性能好 使其 在广泛的工业控制领域中 成为一种既经济又切合实际的解决方案 2 S7 300 系列出色表现在以下几个方面 a 能耗低 体积小 重量轻 体积小容易装入机械内部 为实现机电一体化提供 了有效路径 b 抗干扰能力强 可靠性高 高可靠性是电气控制设备的主要性能 PLC 内部电 路采用了先进的抗干扰技术 具有很高的可靠性 此外 PLC 带有硬件故障自我检测功 能 出现故障时会及时发出警报信号 应用者也自行可以写入外围设备的故障自诊断 程序 使除 PLC 以外的电路及设备也具有故障自诊断保护功能 c 易学易用 广受工程技术人员欢迎 它接口简单 编程语言很容易被工程技术 人员接受 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近 只用 PLC 的 少量开关量逻辑控制指令就可以轻巧地实现继电器电路的功能 系 用 统 户 程 程 序 序 存储器 外 设 接 口 I O 扩 展 接 口 I O 扩 展 单 元 输 出 部 件 微处理器 CPU 其他外设 电源部分 编程器 输 入 部 件 A B 接受现场信号 基本单元 驱动 受控原件 毕业设计用纸 共 31 页 第 10 页 d 系统的设计 建造工作量小 维护方便 易改造 PLC 用存储逻辑代替接线逻 辑 减少了控制设备外部的接线 缩短控制系统设计及建造的周期 同时维护也很方 便 尤为重要的是 这一特点可以使同一设备经过改变程序就改变生产过程成为可能 这点对于批量生产的企业有巨大的帮助 极大地提高了企业的效益 e PLC 通信能力的加强及人机界面技术的快速发展 使 PLC 构成各种控制系统变得 轻而易举 f 规模齐全 功能完善 适用性强 PLC 有大 中 小各种规模的系列化产品 可根 据工业规模选择合适的 PLC 规模 除了逻辑处理功能以外 PLC 大多具有数据运算能 力 可用于各种数字控制领域 2 1 42 1 4 西门子可编程控制器模块连接西门子可编程控制器模块连接 S7 300 采用紧凑的 无槽位限制的模块结构 其模块主要有电源模块 PS CPU 模块 信号模块 SM 功能模块 FM 接口模块 IM 通信处理器 CP 标准模块式结构化可编程控制器 PLC 各种模块相互独立 并安装在固定的 机架 导轨 上 构成一个完整的可编程控制器 PLC 应用系统 如 西门子 S7 300 S7 400 系列 S7 300 用背板总线将除电源之外的各个模块连接起来 背板总线继承在模块上 模块 U 形总线连接器连接 每个模块都有一个总线连接器 后者插在各模块的背后 如图所示 S7 300 模块连接图 2 1 52 1 5 S7 300S7 300 系列可编程控制器 系列可编程控制器 PLCPLC 的工作过程 的工作过程 可编程控制器 PLC 工作流程图 如下图所示 毕业设计用纸 共 31 页 第 11 页 可编程控制器 PLC 工作流程图 可编程控制器 PLC 的工作过 程 内部处理 输入处理 输出传送 远程 I O 通信服务 外设 CPU 总线服务 更新时钟 特殊寄存器 执行程序 处理程序 执行自诊断 存放自诊断错误结果 PLC 正常 电源 ON 致命错误 上 电 处 理 STOP 扫 描 过 程 RUN 扫 描 过 程 扫 描 过 程 CPU 强制为 STOP CPU 运行方式 毕业设计用纸 共 31 页 第 12 页 2 1 62 1 6 PLCPLC 的的 I OI O 信号表信号表 2 1 6 1 PLC 输入端信号表 序号符号PLC 输入点注释 1SBII0 0 启动按钮 常开按钮 2SB2I0 1 停止按钮 常闭按钮 3SB3I0 2 消警按钮 常开按钮 4B0I0 3 落料管缺料传感器 5B1I1 1 料斗 1 落料传感器 6B2I1 2 料斗 2 落料传感器 7B3I1 3 料斗 3 落料传感器 8B4I1 4 料斗 4 落料传感器 9B5I1 5 料斗 5 落料传感器 10B6I1 6 料斗 6 落料传感器 11B7I1 7 料斗 7 落料传感器 12B8 1I0 4 推料气缸缩到位传感器 13B8 2I0 5 推料气缸推到位传感器 14B9I0 6 挡板伸出到位位置开关 毕业设计用纸 共 31 页 第 13 页 2 6 1 2PLC 输出端信号表 序号符号PLC 输出点注释 1TaQ4 0 推料缸伸出驱动电磁阀 2TbQ4 1 推料缸缩回驱动电磁阀 3Y9Q4 2 电磁挡板驱动装置 4Y1Q5 1 料斗翻板 1 5Y2Q5 2 料斗翻板 2 6Y3Q5 3 料斗翻板 3 7Y4Q5 4 料斗翻板 4 8Y5Q5 5 料斗翻板 5 9Y6Q5 6 料斗翻板 6 10Y7Q5 7 料斗翻板 7 11HAQ4 3 声光报警器 12H0Q6 0 落料管缺料指示灯 13H1Q6 1 料满指示灯 1 14H2Q6 2 料满指示灯 2 15H3Q6 3 料满指示灯 3 16H4Q6 4 料满指示灯 4 17H5Q6 5 料满指示灯 5 18H6Q6 6 料满指示灯 1 毕业设计用纸 共 31 页 第 14 页 19H7Q6 7 料满指示灯 1 2 1 6 3 PLC 的 I O 接线图 a 图滚柱直径分拣系统端子接线图 SM322 2L Q5 7 Q5 6 Q5 5 Q5 4 3L Q5 3 Q6 7 Q5 2 Q6 6 Q5 1 2M Q6 5 1L Q6 4 Q4 3 Q6 3 Q4 2 Q6 2 Q4 1 Q6 1 Q4 0 Q6 0 1M 3M 24V Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 24V HA Y9 TB TA 24V H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0 毕业设计用纸 共 31 页 第 15 页 SM321 SM331 至 b 图滚柱直径分拣系统端子接线图 2 22 2 电磁阀的选型电磁阀的选型 2 2 12 2 1 电磁阀的概述电磁阀的概述 电磁阀 Electromagnetic valve 是用电磁控制的工业设备 是用来控制流体的 自动化基础元件 属于执行器 并不限于液压 气动 用在工业控制系统中调整介质 的方向 流量 速度和其他的参数 电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制 而控制的精度和灵活性都能够保证 电磁阀有很多种 不同的电磁阀在控制系统的不 同位置发挥作用 最常用的是单向阀 安全阀 方向控制阀 速度调节阀等 2 2 22 2 2 本设计中的电磁阀本设计中的电磁阀 先导式电磁阀先导式电磁阀 2 2 2 1 先导式电磁阀工作原理 先导式电磁阀 通电时 依靠电磁力提起阀杆 导阀口打开 此时电磁阀上腔 通过先导孔卸压 在主阀芯周围形成上低下高的压差 在压力差的作用下 流体压 力推动主阀芯向上移动将主阀口打开 断电时 在弹簧力和主阀芯重力的作用下 阀杆复位 电磁阀上腔压力升高 流体压力推动主阀芯向下移动 主阀口关闭 2 2 2 2 先导式电磁阀特点及特性 流体压力范围上限较高 可任意安装 需定制 但必须满足流体压差条件 1M M M M I0 0 M M M I0 1 M M M I0 2 M M M I0 3 M M M I0 4 M M M I0 5 M M M I0 6 M M M I1 1 M M M I1 2 M M M I1 3 M M M I1 4 M M M I1 5 M M M I1 6 M M M I1 7 M M M 2M M M M M M M M M 24VSB1SB2SB3B0BA8B8 2B924VB1B2B3B6B4B5B7 10V 直径误差信号 毕业设计用纸 共 31 页 第 16 页 先导膜片式结构 低功能 保护型膜片结构设计 寿命延长两倍 配管方式可以任意角度安装 为增强寿命最好是水平管接线圈朝上 线圈防护等级 IP65 适用介质 液体 水 热水 气体 油 瓦斯等 2 2 2 3 先导式电磁阀参数如下图所示 电磁阀参数表 产品特点产品特点 参数参数 动作方式先导式 控制方式常闭 标准 常开 可选 接口螺纹G1 2 G2 公称通径DN15 DN50mm 工作压力最高 1 6MPa 适用介质中性 气态或液态流体 介质粘度 21mm s 介质温度 10 80 环境温度 10 50 阀体材质铁 密封材质NBR 标准 FPM EPDM 可选 标准电压 AC 220V 50 60HZ DC 24V 防护等级 IP65 毕业设计用纸 共 31 页 第 17 页 2 2 2 4 先导式电磁阀的实物及原理图 2 2 2 5 电磁阀的作用 在本系统中电磁阀的作用是推料气缸的驱动装置 2 32 3 系统中的传感器系统中的传感器 光电传感器和位置传感器光电传感器和位置传感器 2 3 1 2 3 1 光电传感器光电传感器 在此系统中 光电传感器安装在料管尾部和料斗的对面 主要用于检测料管尾部是 否有料和用于料斗处的发出脉冲 使得 PLC 计数 1 光电传感器的概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器 它首先把被测量的变化转换成光 信号的变化 然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号 光电传感器一般由光 源 光学通路和光电元件三部分组成 2 光电传感器的实物图 毕业设计用纸 共 31 页 第 18 页 VL VH VCC 3 光电传感器的电路原理图 VCC VCC VCC VCC VCC VCC U1 R3 47K 8 U2A R7 10K 8 2 1 VH 6 7 R5 A B R1 R2 R4 30K 3 4 LM358P R8 5 4 LM358P 510 100K 82K 10K R6 62K 2 3 2 2 3 2 位置传感器位置传感器 在该系统中 位置传感器一是安装在气缸的两端 用于检测气缸是否伸出 缩回到 位 二是安装在挡板处 用于检测挡板是否伸出 缩回到位 1 位置传感器的概述 位置传感器 position sensor 能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传 感器 它能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器 2 位置传感器的实物图 P1 R9 510 4 3 2 1 毕业设计用纸 共 31 页 第 19 页 2 42 4 电感测微器电感测微器 2 4 1 电感测微器的概念 电感测微仪是一种能够测量微小尺寸变化的精密测量仪器 它由主体和测头两部分 组成 配上相应的测量装置 例如测量台架等 能够完成各种精密测量 2 4 2 电感测微器的实物图 毕业设计用纸 共 31 页 第 20 页 2 4 3 工作原理 电感测微仪的硬件电路主要包括电感式传感器 正弦波振荡器 放大器 相敏检波器 及单片机系统 正弦波振荡器为电感式传感器和相敏检波器提供了频率和幅值稳定的 激励电压 正弦波振荡器输出的信号加到测量头中由线圈和电位器组成的电感桥路上 工件的微小位移经电感式传感器的测头带动两线圈内衔铁移动 使两线圈内的电感量 发生相对的变化 当衔铁处于两线圈的中间位置时 两线圈的电感量相等 电桥平衡 当测头带动衔铁上下移动时 若上线圈的电感量增加 下线圈的电感量则减少 若上 线圈的电感量减少 下线圈的电感量则增加 交流阻抗相应地变化 电桥失去平衡从 而输出了一个幅值与位移成正比 频率与振荡器频率相同 相位与位移方向相对应的 调制信号 此信号经放大 由相敏检波器鉴出极性 得到一个与衔铁位移相对应的直 流电压信号 经 A D 转换器输入到单片机 经过数据处理进行显示 传输 超差报警 统计分析 等 2 52 5 电磁阀驱动器电磁阀驱动器 2 5 1 此系统采用单通道电磁阀驱动器 此驱动器采用开关量输出隔离式安全栅将 安全区的电源通过开关控制或逻辑电平信号控制 来驱动电磁阀 带可插拔端子的单通道电磁阀驱动器 本安输出回路 EExia 回路供电 输入和输出回路之间电流隔离 2 5 2 下图为单通道电磁阀驱动器实物图 毕业设计用纸 共 31 页 第 21 页 毕业设计用纸 共 31 页 第 22 页 2 5 3 下图为单通道电磁阀驱动器技术参数表 型号 ECXO 11E 防爆标志 Exia IIC IIB 通道数单输入单输出 逻辑电平信号逻辑电平大于 24V 表示开 向现场设备供电 逻辑电平小于 1V 表示关 停止向现场设备供电 无源输入信号继电器触点或纯机械开关 最大输出电压 26V 最小输出电压 12V 输出电流 45Mv 功耗 24V 供电时 1 4W 毕业设计用纸 共 31 页 第 23 页 2 5 4 下图为单通道电磁阀驱动器接线图 2 62 6 系统中的计数模块和比较模块系统中的计数模块和比较模块 2 6 1 2 6 1 计数器计数器 在该系统中计数器 COUNTERS 它们不是实际存在的 它们是模拟的计数器 编 程后可以用来对脉冲计数 在 S7 300PLC 的 CPU 中保留一块存储区作为计数器计数值存储区 每个计数器占 用一个 16 位的字和一个二进制位 计数器字用来存放它的当前计数值 计数器触点的 状态由它的位的状态来决定 用计时器地址 C 和计数器号组成 如 C1 来存取当前计 数值和计数器位 不同的 CPU 支持 32 256 个计数器 计数器字中的第 0 11 位表示 毕业设计用纸 共 31 页 第 24 页 计数值 BCD 码 计数范围是 0 999 当计数值达到上限 999 时 停止计数 计数值达 到下限 0 时 停止计数 计数器进行置数 设置初始值 操作时 累加器 1 低字中的 内容改装入计数器字 计数器的计数值 将以此为初值增加或减小 计数器字的计数 值为二进制格式时 计数值只占用计数器字的 0 9 在该系统中靠光电传感器发出脉冲 从而 PLC 能够计数 2 6 2 2 6 2 比较器比较器 比较指令用于比较累加器 2 与累加器 1 中的数据大小 比较时 应确保两个数 的数据类型相同 数据类型可以是整数 双整数或实数 若比较的结果为真 则 RLO 为 1 否则为 0 比较指令影响状态字位 CC1 和 CC0 毕业设计用纸 共 31 页 第 25 页 第三章第三章 软件设计软件设计 3 3 1 1 PLCPLC 程序设计基本步骤程序设计基本步骤 3 1 1 根据控制要求 确定控制的操作方式 手动 自动 连续 单步等 应完 成的动作 动作的顺序和动作条件 以及必须的保护和联锁 3 2 2 根据生产设备现场的需要 把所有的按钮 限位开关 接触器 指示灯等 配置按照输入 输出分类 每一类型设备按顺序分配输入 输出地址 列出 PLC 的 I O 地址分配表 每一个输入信号占用一个输入地址 每一个输出地址驱动一个外部负载 3 1 3 对于较复杂的控制系统 应先绘制出控制流程图 参照流程图进行程序设 计 可以用梯形图语言 也可以用助记符语言 3 23 2 PLCPLC 程序设计常用的方法程序设计常用的方法 在工程中 对 PLC 应用程序的设计有多种方法 方法的使用因人而异 下面介绍一 下几种人们常用的方法 1 逻辑设计法 在工业电气控制线路中 很多电气控制电路是通过继电器等电气组件来实现的 而继 电器 交流接触器的触点只有断开和闭合两种状态 通常我们用 0 和 1 两种逻 辑值来代表这两种状态 因此用逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的 该方法是 根据数字电子技术中的逻辑设计法进行 PLC 程序的设计 它使用逻辑表达式描述问题 在得出逻辑表达式后 根据逻辑表达式画出梯形图 逻辑设计法是 PLC 应用程序设计中最常用的方法 2 顺序控制 顺序控制是根据生产工艺预先规定的顺序 在各个输入信号的作用下 根据内部状 态和时间的顺序 在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作 对于按动作的先后顺序进行控制的系统 使用顺序控制设计法进行编程是最好的选 择 顺序控制法规律性相当强 编程内容虽然长了点 但程序结构相当清晰 在用顺序控制设计法编程时 使用功能图是必要的选择 功能图可以清晰明了地表 明系统各工作步的功能 步与步之间的转换顺序及其转换条件 功能图由流程步 有 向线段 转移和动作组成 使用功能图有一下几个注意事项 具体如下 步与步之间要用转移隔开 转移与转移之间必须用步隔开 毕业设计用纸 共 31 页 第 26 页 转移和步之间使用有向线段连接 正常画顺序功能图的方向是从上向下或则从左向 右 不按正常情况画顺序功能图时 有向线段必须加上箭头 表明下一步 一个顺序功能图中至少有一个起始步 3 经验设计法 在掌握一些典型控制环节和电路设计的基础上 根据被控对象对控制系统的具体要求 根据经验进行选择和组合 这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比较奏效的 可以收到快速 简单的效果 经验设计法的具体步骤如下 确定输入 输出电器 确定输入和输出点的个数 选择 PLC 机型 进行 I O 分配 画出系统动作工程流程图 选择 PLC 指令并编写程序 编写其它控制控制要求的程序 将各个环节编写的程序合理地联系起来 得到一个满足控制要求的程序 3 33 3 系统的程序流程图系统的程序流程图 毕业设计用纸 共 31 页 第 27 页 按下启动按钮 检查是否有钢 珠 气缸缩回 B8 1 动作 报警 补钢珠 落料 值在 55 和 70 之 间 五号 电磁 翻板 打开 气缸伸出 B8 2 动 作 测量 挡板缩回 B9 复 位 PLC 反馈测量值 值小 于 15 一号 电磁 翻板 打开 值在 15 和 30 之间 二号 电磁 翻板 打开 值在 45 和 55 之间 四号 电磁 翻板 打开 值在 70 和 85 之间 六号 电磁 翻板 打开 值大 于 85 七号 电磁 翻板 打开 值在 30 和 45 之间 三号 电磁 翻板 打开 对应的光电传感器检 测 检测料斗是否 满 YN YN 毕业设计用纸 共 31 页 第 28 页 第四章第四章 结论结论 本文主要针对滚珠直径分拣系统进行了分析和设计 简述了滚珠直径分拣系统 的工作原理 实现了PLC对直径分拣系统的控制 减轻工员的劳动强度 提高人员的使 用效率 因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用 基本做到无人化 取得的主要成果如下 1 设计的供料系统把待加工的滚珠从落料管中分离出来 按照控制要求 定量 定时 定向地送到加工位置 为下一步的测量做好准备工作 2 运用传感器技术和PLC模拟量输入功能 对滚珠的直径进行筛选 通过电感传 感器将直径误差转换为电信号输入PLC模拟量输入模块进行处理 判断误差范围 从而 为分料系统做好准备 3 利用PLC控制电磁阀 限位挡板及电磁翻版完成滚珠的推送 限位 打开电磁 翻板推送至料斗 4 使用PLC的计数功能 对筛选后落入料斗的滚珠数目进行计数 并通过声光报 警器及时将料斗内是否缺料或者料满的信号输入PLC进行处理 实现了滚珠直径检测分 选过程的自动化 报警 换料 斗 毕业设计用