PLC分拣机课程设计

1、 第一章 概论1.1分拣机概况及控制要求 传送机分检货物示意图如图所示。传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球，则将小球放入装小球的箱子里；如果传送机底下的电磁铁吸住大铁球，则将大球放入装大球的箱子里。 传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动，传送机的左、右运动则由另外一台电动机带动。 初始状态时，传送机停在原位。当按下传送机的启动按钮后，电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。如果传送机在下降过程中压合行程开关ST2，电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球，然后上升右行至行程开关ST4的位置，电磁铁下降，将小球放入小球箱中。 如果电磁铁由原位下降后未压合行程

2、开关ST2，则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球，然后右行至行程开关ST5位置，电磁铁下降，将大球放入大球箱中。左行回到ST1处重复以上过程。ST3为传送机上限位行程开关。ST6大球箱小球箱接近开关混合球箱电磁铁ST2ST3ST1ST4ST51.2 设计要求1.设计和绘制电气控制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。 2.选择电气元件，编制电气元件明细表。 3.上机调试程序 4.编写设计说明书。第2章 控制方案论证2.1 继电器与接触器为核心的控制方案继电接触器控制系统，是由输入设备（按钮、开关等）、控制线路（由各类继电器、接触器、导线连接而成，执行某种逻辑功能的线路）

3、和输出设备（接触器线圈、指示灯等）三部分组成。这是一种由物理器件连接而成的控制系统。继电接触器控制电路是由各种硬件低压电器组成。它通过电气触点的闭合和分断来控制电路的接通与断开，实现对电动机拖动系统的起动、停止、调速、自动循环与保护等自动控制。继电接触器控制电路工作时，电路中硬件继电器都处于受控状态，凡符合条件吸合的硬件继电器都同时处于吸合状态，受各种约束条件不应吸合的硬件继电器都同时出在断开状态。利用具有继电特性的元件进行控制的自动控制系统。所谓继电特性是指在输入信号作用下输出仅为通、断等几个状态的特性。继电器与接触器控制的缺点：继电器与接触器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们的可靠性相

4、对比较低。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器和接触器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器和接触器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器和接触器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。2.2 单片机为核心的控制方案单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路

5、转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置 ，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与

6、应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域2.3 PLC控制方案在工业自动化领域，可编程控制器(PLC)作为自动控制以成为大多数自动化系统的设备基础，同时也给工业控制带来了前所未有的非凡变化。使用PLC的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比，在操作、控制、效率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。虽然在工业控制系统中所使用的继电器控制设备不会被完全淘汰，但是由于PLC的出现已经改变了工业控制设计者的设计思想。 可编程序控制器的优势、特点及功能：可编程控制器以体积小功能强大所著称，它

7、不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。1、 数字量逻辑控制2、 闭环过程控制3、 运动控制4、 数据处理5、 通信联网2.4总结PLC控制比继电控制在逻辑上更改方便、控制速度更高、更灵活且便于维护。PLC是建立在单片机上的产品。单片机是一种集成电路，不具可比性。单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机应用系

8、统的一个特例。从工程角度上说：对于单项或重复极少的项目，采用PLC是更明智、快捷的途径。功率高，可靠性好！通过对各种控制的优缺点分析，各适用于不同控制要求的场合。对于自动售货机的设计来说。要求控制速度快、灵活、可靠性高、易于维护和改动、属于单项重复数少的项目。用PLC来控制是最好的选择。它少了几点控制的笨重和单片机控制的复杂性。第3章 系统硬件设计3.1 PLC的I/O接线图设计要实现大小球分拣机的功能，我们先要对整个分拣机的运行状态进行分析，再画出它的程序结构图并分析所选元件，最后画出PLC的I/O接线图。3.1.1 左移上升下降放球选择箱子上升下降，选球复位，启动工作步骤简图3.1.2元件

9、选择根据设计要求，PLC控制系统有一个XP224CPU ,13个控制开关按钮：5个线圈控制动作，5个定时器用来延时。大小球分拣机的I/O端口分配如下图所示。 表一 开关号实际含义线圈号实际意义I0.0启动开关Q0.0上升I0.1上限位开关Q0.1下降I0.2下限位开关Q0.2左行I0.3左限位开关Q0.3右行I0.5小球限位Q0.4抓球松球I0.6大球限位I1.0连续运行I1.1单周期运行I1.2单步运行传送机分检货物示意图3.2 I/O接线图根据所选PLC类型，以及设定好的I/O点分配情况，可设计出PLC的外部硬件接线图，如图所示 图二 外部接线图1LL+MM+Q0.5Q0.4Q0.0I1.

10、2Q0.2Q0.1Q0.3I1.3I1.1I1.0I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0KM1KM2KM3KM4电磁线圈2LAC220KN1 控制机械手向上移动KM2 控制机械手向下移动KM3 控制机械手向左移动KM4 控制机械手向右移动 第4章 控制系统的软件设计4.1 大小球分拣机顺序功能图大小球分拣机控制系统的工作过程主要包括：复位在原点，启动机器开始工作，下降选择打小球，吸球提升，右移选择相应大小的盒子，下降松开小球，上升左行，回到原点。根据上述过程可画出大小球分拣机的流程图如图所示：M0.0SM0.1I0.0 M2.0I0.2M0.1Q0.2Q0.0T40Q

11、0.3Q0.3Q0.0Q0.0I0.1T40T41 I0.6 I0.1M1.2M1.1M1.0M1.0M0.76M0.4M0.3M0.6Q0.1 T39T39 I0.2T39 I0.2Q0.4 T38Q0.4 T37M0.5M0.2T37T37I0.1I0.5 Q0.1 T41I1.0 I0.3 I1.1 I0.3 4.2 梯形图）整体复位设置原点条件进入初始步机械手下降，并延时5秒抓小球，并延时5秒抓球后，上升上升到位后，右行抓打球，并延时5秒抓球后，上升上升到位，右行小球到小球盒子开始下降，大球到大球盒子开始下降，并延时5秒到盒子中释放球，并延时5秒放球后，上升到位上升到位后，左移，到原点

12、上升动作下降动作左移动作吸球动作放球动作 结束语通过本次PLC课程设计使得我对PLC的操作更加的熟练，同时掌握了大小球分拣机的基本工作原理，这次我们的课题就对大小球分拣机的设计。虽然我开始觉得的这个课题是有一定难度的，但是我还是希望尽我的能力将它做好，并且独立完成。不仅完成了课程设计，与此同时，我也对S7200系列的PLC有了更进一步的了解，同时对PLC的高效性和实用性有了更进一步的认识，在整个课程设计过程中，在遇到问题的时候，我学会了如何借助老师的帮助和自身的努力来解决实际问题，懂得如何进行独立思考，这些都是今后学习生活的宝贵经验，在以后的各个方面都有着至关重要的作用。由于缺乏阅历与实际经验

13、，本次设计还存在许多不足的地方。但是知识欠缺的我仍对这方面很感兴趣，相信本次设计会对我的今后生活或工作中会有很大的帮助。以后我会不断学习，不断地充实自己的。致谢在此答辩之际，我首先要感谢老师。因为无论从论文选题，到编写过程，直到完成，老师无不倾注着心血和辛劳。这点让我们深受感动。老师认真的教学精神、严谨的治学态度、渊博的专业学识、勤勉塌实的治学作风、诲人不倦的精神无不让人感动。尤其对我的特殊照顾，我在这里说一声，老师，辛苦了！ 同时，我还要感谢给我指导帮助的老师以及教我这门课程的老师，他们都在我做设计的时候无私的帮助过我，给我提出很多很好的建议，让我获益匪浅。三年大学生活转眼即逝。在这三年学习期间，湖工的老师们无私耕耘、孜孜教诲，让我们学到了很多书里和书外的知识。为我们即将进入社会打下了良好的基础。在这里我向所有老师们表示深深得谢意和崇高的敬意。你们辛苦了！最后，衷