基于PLC的大小球分拣系统设计

滁州职业技术学院机电工程系完成商业计划主题：分拣控制系统设计时间：2011年11月至2011年12月等级：机械和电力(1级)学校编号：20081401148姓氏：* *指导员：冯摘要大小球的分拣和输送因其对人们生活的积极影响，尤其是其在工业中的普遍应用而不断得到人们的认可。作为一种可控的机器，它可以部分代替人的劳动，满足生产技术的要求。工件的分拣和输送按照预先设定的步骤完成，由于能够适应复杂的环境，大大节省了人力时间，改善了人们的工作环境。随着科学技术的不断发展，其在工业领域的应用范围不断扩大，并取得了一定的成绩。在本项目中，设计了一个大小球分选分选传输系统。采用日本三菱公司的FX2N系列可编程控制器控制机械臂的上下、左右运动以及抓取和释放球的运动过程。我们采用可编程控制技术，结合相应的硬件设备，控制机械臂完成各种动作，实现大小球的分类、选择和传输。关键词：可编程控制器、大小球、机械臂、原点显示目录摘要1第1章概述31.1选题背景31.2可编程控制器介绍31.3控制要求4第2章硬件设计52.1主电路设计52.2输入/输出地址分配和接线图62.3组件7的选择第3章软件设计93.1系统流程图93.2顺序功能图103.3梯形图和说明表113.4程序分析15第4章软硬调试164.1系统调试164.2使用说明16设计印象17参考文献18第1章概述1.1选题背景大小球选择分级传动作为工业设备选择传动的写照，在工业控制中得到了广泛的应用。它可以通过编程完成各种预期的任务，并且可以在各种复杂的环境中工作。它在结构和性能上兼有人和机器的优点，特别是在人工智能方面，大大提高了它的效率，改善了人类的工作环境和强度。中国的科技发展水平相对较低，劳动密集型产业也占有相当大的份额。由于人的劳动能力有限，不能长时间高强度工作，劳动效率往往是制约企业发展的关键因素。为了提高劳动效率，抢占市场份额，各企业也不断引进和更新自动化设备，以提高效率，减轻人们的劳动强度。因此，这种自动控制在工业控制中具有很大的优势。1.2可编程控制器介绍可编程控制器起源于20世纪60年代末。随着20世纪70年代微处理器的出现，它们成为了具有计算机特征的工业控制设备。随着科学技术的不断进步，可编程控制器越来越适合现代工业的需要。未来，可编程控制器将主要向以下方向发展：进一步加快中央处理器的处理速度；改变操作控制模式，提高对输入和输出的快速响应能力；从整体结构向小型模块化结构发展，增加配置的灵活性，降低成本；进一步提高系统的可靠性。1.3控制要求本设计中选择和传送大小球的可编程控制器应满足以下控制要求：机械臂的起始位置在机械原点，有左极限、上极限和显示；有一个开始按钮和一个停止按钮来控制操作。停止时，机械臂必须已经回到原点。起动后，机械臂的动作顺序如下：下降吸球上升(到上限)右排(到右边)下降释放上升(到上限)左排返回(到原点)；机器人手臂向右移动时，有一个小球右极限(X4)和一个大球右极限(X5)。当它下降时，当电磁铁压下大球时，下限开关X2关闭2.2输入/输出地址分配和接线图根据设计要求，我们设置输入量和输出量，定义每个量的含义，并为它们分配地址。该系统的输入输出地址分配如表2-1所示。投入失去X0启动按钮Y0原点显示X1左侧限位开关Y1向下X2下限开关Y2上行线X3上限开关Y3向右驾驶X4球形右侧限位开关Y4左排X5大球右限位开关Y5吸球X6接近开关X14停止开关表2-1大、小球分类选择和传输的可编程控制器控制的输入输出地址分布根据控制要求，在设置好每个数量的地址分配后，我们将绘制相应的输入输出接线图，如图2-2所示。图2-2大小球分级选择传动的PLC控制输入输出接线图2.3部件的选择选择按钮时，应根据按钮的使用场合、控制回路要求、工作状态和工作条件等原则选择按钮。它的一般规格是500伏交流电，允许5安培的连续电流。红色按钮表示停止，绿色按钮表示开始。根据这些，我们选择实用的按钮。有三种类型的行程开关：直动、滚动和微动。直动式行程开关结构简单，成本低，但容易烧蚀触点。滚动行程开关克服了直接运动的缺点，但结构复杂，价格昂贵。考虑到我们的系统相对较小，我们选择了体积小、动作灵敏、适用于小型机构的微动行程开关。接近开关是一种位移传感器，对接近它的物体具有感应能力。它利用传感器对接近物体的敏感特性来控制开关。通常分为霍尔接近开关、超声波接近开关和高频振荡接近开关。在这个设计中，我们使用霍尔接近开关X6来检测是否有球。接触器主要用于交流和DC主电路以及大容量电源电路的低压控制电器的远距离频繁接通和断开。根据负载特性、控制电路电流、控制电压等级和控制电压等级，我们选择了CJ12系列交流电磁接触器，适用于交流50HZ、额定电压380伏、额定电流600安的电路。在本设计中，电磁阀主要用于控制机械臂吸球和放球的动作。电磁阀线圈通电后，产生电磁吸力来吸住铁球。线圈断电后，释放铁球。电磁阀通常用于机械控制，分为直接作用、分布式直接作用和先导作用。考虑到实用性、经济性和可靠性等因素，我们选择了直动式电磁阀。保险丝在电路中主要起短路保护作用。当发生过载或短路时，熔体升温并熔化，从而达到保护电路的目的。它具有体积小、易维护、价格低、分断能力强、限流能力好等优点。它有NT、RT、RL、FA4系列等。我们选择额定分断能力为100千安培、最大额定电流为400安培的RT15型填充式封闭管熔断器作为电路熔断器。在本设计中，要实现大小球的分拣和输送，实现它们的上下、左右运动，需要使用交流异步电机，可以实现正反转。异步电动机主要用于驱动各种生产机械，结构简单，使用方便，运行可靠，成本低，效率高。第三章软件设计3.1系统流程图根据设计要求，绘制大小球分类运输控制要求的系统流程图。系统流程图如图3-1所示。图3-1大、小球分拣、选择、输送的PLC控制系统流程3.2顺序功能图序列功能图如图3-2所示。图3-2大、小球分拣、选择、输送的PLC控制顺序功能图3.3梯形图和说明列表图3-3由可编程控制器控制的选择和转移大小球的梯形图根据梯形图写出系统的说明书。0 LD M80021设置S02 STL S03 LD X14和X35设置S206 STL S207 OUT Y08 LD X09组S2110 STL S2111 OUT Y11217器械包S2518 STL S2219 SET Y520 OUT T021 K1022 LD T023 SET S2324 STL S2325 OUT Y226 LD X327设置S2428 STL S2429 OUT Y330 LD X431 SET S2832 STL S2533 SET Y534 OUT T035 K1036 LD T037 SET S2638 STL S2639 OUT Y240 LD X341 SET S2742 STL S2743 OUT Y344 LD X545 SET S2846 STL S2847 OUT Y148 LD X249 SET S2950 STL S2951 RST Y552输出T153 K1054 LD T155设置S3056 STL S3057 OUT Y258 LD X359 SET理工大学S31 STL 6061 OUT Y462 LD X163 ANI X1464设置S2065 RET66 END3.4程序分析电路接通后，M8002产生一个触发脉冲，同时按下左限位开关X1和上限位开关X3，设定系统，指示原点Y0灯亮。然后按下启动开关X0，系统启动并开始下降，显示Y1，当达到下限X2时，进入选择序列中的两个支路。如果此时吸盘吸附了一个大的球，则下限开关X2的常开触点闭合，电磁阀Y5通电吸球，延时1秒后球开始上升，显示Y2，右排在达到上限X3之后；如果是小球，下限开关X2的常闭触点闭合吸球，其余过程与大球相同。持球向右边跑。Y3表示球到达球的右极限X4后开始下降(大球到达大球的右极限开关X5后开始下降)。Y1显示。达到下限X2后，电磁阀线圈Y5断电放球，延时1秒，机械臂开始上升，Y2显示，达到上限X3后，开始向左移动，Y4显示，回到原点后，原点Y0显示。第4章硬调试和软调试4.1系统调试打开三菱FX2N系列仿真软件，输入梯形图程序到计算机，连接外部接线图，然后调试程序。首先，系统通电运行后，同时按X1和X3观察原点显示Y0，看机械臂是否在机械原点并有显示。然后，按下启动按钮X0，观察机械臂是否按照本设计设定的工作模式运行。当没有错误时，按下停止按钮，观察系统是否在完成该循环的工作后回到原点并停留在初始步骤。如果在操作过程中出现错误，请仔细找出错误的原因和错误的链接，然后进行修改并重新运行，直到操作结果完全正确。4.2使用说明X0启动按钮，X1左限位开关，X2下限开关，X3上限开关，X4球右限位开关，X5球右限位开关，X6接近开关，X14停止开关。设计印象本设计完成了大小球分拣和传输的PLC控制。在整个设计过程中，我们从分析问题到逐步解决问题，最终达到预期的目的，取得了巨大的成就。通过理论分析和不断实践，解决了问题，系统阐述了设计过程。在设计中，我们使用了流程图、梯形图和指令表。通过实践，我加深了对它们的理解，掌握了编程方法。同时，我也意识到作为新时期的大学生，在这样一个竞争激烈的社会环境中，动手实践和创新的能力尤为重要。通过这次课程设计，我也发现自己在很多方面还欠缺。毕竟，理论知识不是实践能力，一系列问题会在实践面前突然被发现。然而，没有扎实的理论知识，实践能力将大大削弱。要注意理论和实践的结合，认真做好每一件事，大胆创新，不断提高自己的能力。参考1周亚军，张伟。电气控制和可编程控制器的原理及应用。Xi安：西递大学出版社，2008。2尹建国。可编程控制器及其应用。北京：机械工业出版社，2006。3金。可编程控