PLC机械臂分拣装置控制系统设计

1、现代电气控制及PLC应用技术课程设计报告机械臂分拣装置控制系统设计专业：XXXXXXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXXX学 号：XXXXXXX姓 名： XXX指导教师：XXX完成日期：XXXO年XX月XX日目录一、设计题目3二、技术要求3三、方案确定4（一）、主回路线路图4（二）、控制回路线路图5（三）、PLC的外接线图51. 控制装置I/O地址分配图52. PLC的I/O回路外接线图6四、电气元件的选择7主电路元器件表7控制回路元器件表7PLC元器件表7五、系统工作原理：8（-）机械臂分拣装置工作原理8（二）机械臂分拣装置控制程序流程图9（三）、机械臂分拣装置控制程序梯形图10六、设计

2、体会：12机械臂分拣装置控制系统设计一、设讣题LI： “机械臂分拣装置控制系统设计”二、技术要求：图1为一台分检大小球的机械臂装置。它的工作过程是：当机械臂处于原始 位置时，即上限开关BG1和左限位开关BG3压下，抓球电磁铁处于失电状态。这 时按动启动按钮SF1后，机械臂下行；若碰到下限位开关BG2后停止下行，且电 磁铁得电吸球。如果吸住的是小球，则大小球检测开关BGO为ON；如果吸住的 是大球，则BGO为OFF。1 S后，机械臂上行，碰到上限位开关BG1后右行，它 会根据大小球的不同，分别在BG4（小球）和BG3（大球）处停止右行，然后下行至 下限位停止，电磁铁失电，机械臂把球放在小球箱里或

3、大球箱里，1 s后返回。 如果不按停止按钮SF2,则机械臂一直循环工作下去。如果按了停止按钮，则不 管何时按，机械臂最终都要停止在原始位置。再次按动启动按钮后，系统可以从 头开始循环工作。图1机械臂分拣装置三、方案确定:（一）、主回路线路图0 0上图为电控系统主电路。QAO为主回路总开关，两台三相异步电动机MA1 和MA2分别控制机械臂的升降和平移，接触器QA1、QA2分别控制电动机MA1 的正转和反转，而接触器QA3、QA4分别控制电动机MA2的正转和反转；BB1 和BB2分别为两台电动机过载保护用的热继电器。（二）、控制回路线路图上图为电控系统的控制回路电路图，是基于SIEMENS S7-

4、200 （CPU224）的 控制电路。TA为隔离变压器，专为PLC提供电源，抗干扰。原始位置指示灯HL 和抓球电磁铁均III PLC内部的DC24V直流电源提供电源。各接触器QA1, QA2, QA3, QA4均PLC的继电器控制，山三相电供电。（三）、PLC的外接线图1.控制装置采用S7-200系列PLC,设I/O地址分配如下表所示：名称地址编号名称地址编号输入信号输出信号启动按钮SF110. 0原始位置指示灯IILQ0. 0停止按锁SF210. 1抓球电磁铁XQ0. 1上限位开关BG110. 2下行接触器QA1Q(). 2下限位开关BG210. 3上行接触器QA2Q0. 3左限位开关BG3

5、10. 4右行接触雰QA3Q0.4小球右限位开关RG410. 5左行接触器QA4Q(). 5大球右限位开关BG510. 6丸小球检测开关BGO10. 7LI四、电气元件的选择主电路元器件表名称数量三相鼠笼式异步电动机MA2台热继电器常闭触点开关BB6个接触器开关QA5个控制回路元器件表名称数量PG指示灯HL1个电磁铁K1个热继电器常闭触点开关BB4个接触器QA6个熔断器1个隔离变压器1台PLC1台PLC元器件表名称数量SIEMENS S7-200 PLC 控制器(CPU224)1台接近开关SQ5个光电开关KF1个电磁铁K1个接触器QA4个PG指示灯HL1个五、系统工作原理：(-)机械臂分拣装置

6、工作原理该设计采用SIMENSS7-200小型PLC控制。系统的工作原理为：使用两台电 动机作为机械臂伸展的动力，控制其运动的方向，并且通过程序控制电动机的正 反转，因而控制机械臂的运动。1. 初始化系统，验证机械臂是否在初始位置(由接近开关BG1,BG3表示), 若在初始位置，则PG指示灯亮。2. 按下启动开关SF1,则启动运行。电动机MA1由QA1导通启动，正转， 使机械臂下降，当下降至BG2时，电磁铁通电吸球，吸球后电动机停止1 秒，山光电开关判断其是大球还是小球。3. 判断结束后，电动机MA1由QA2启动机，反转，机械臂上升，上升至 限位开关BG1时，电动机MA1由PLC控制停止，电动

7、机MA2 ill QA3启动，正 转，右行。4. 若为小球时，则到达BG4时，电动机MA2由PLC控制断开，停止转动。 电动机MAI III PLC控制QA1接通，机械臂下行，下行至BG2时，电动机停转， 电磁铁断电，小球下放，经1S后，电动机MA1经QA2导通，机械臂上行，至 上限位开关BG4时，电动机MA2经PLC控制QA4导通，QA2反转，机械臂左行, 至初始位置时，MA2停止转动。重复下一次分拣。5. 若为大球时，则到达BG5时，电动机MA2 ill PLC控制断开，停止转动。 电动机MAI III PLC控制QA1接通，机械臂下行，下行至BG2时，电动机停转， 电磁铁断电，小球下放，

8、经1S后，电动机MA1经QA2导通，机械臂上行，至 上限位开关BG5时，电动机MA2经PLC控制QA4导通，QA2反转，机械臂左行, 至初始位置时，MA2停止转动。重复下一次分拣。6. 如果不按停止按钮SF2,机械臂将一直工作下去，若按下SF2,则不管何 时按，机械臂最终都要停止在原始位置。（二）机械臂分拣装置控制程序流程图根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球，小球）有两个分支。此处应该 为分支点。且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据光电开关（BGO）的 通断，分别将球吸住，上升，右行到BG4或BG5处下降，此处应为汇合点。然 后在释放，上升，回到原点。机械臂分拣装置控制程序流程图如下

9、图所示：（三）、机械臂分拣装置控制程序梯形图网烙】垮乞择校仿m.omiw>.oI H-tlJ()-rJMU 2SUQ.1SOlOHS 4血 2m 4co. IQ3 0T I1 I1 I()Mtt 5 芍，吠巧也叱叨io.osen I0T)RS 79>. 1 | X3爛皓 B MKWTIf10. iM1.0Id()D>,3SR 2Rtt 20仇廉右忏10.5ML 2T IC )10. SSU4网偸22趣）» W S.I saR« 2410.2ML 3T I()刚t» 3S2f :AMUco. 2sacMM 26()R» 27，.:.I sa Iio. eMl. 4T I()10.6SLO六、设计体会：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。软件部分采用各部分程序直接转的方式，依次实现了 PLC流程图、梯形图、 指令表三种机械手控制方式。用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但若要 增加其它机械手控制方式或进行扩展，程序会变得相当复朵而且容易出错，出错 后调试修改也很困难。收进的方式是将各部分程序