PLC机械臂分拣装置控制系统设计1

1、现代电气控制及PLC使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:XXX0年XX月XX日目录一、设计题目2.二、技术要求2.三、方案确定3.（一）、主回路线路图 3.（二）控制回路线路图3.（三）PLC的外接线图4.1. 控制装置I/O地址分配图 4.2. PLC的 I/O回路外接线图 5.四、电气元件的选择 5.主电路元器件表 5.控制回路元器件表6.PLC元器件表6.五、系统工作原理： 6.（一）机械臂分拣装置工作原理6（二）机械臂分拣装置控制程序流程图 7（三）、

2、机械臂分拣装置控制程序梯形图 8六、设计体会：1.1机械臂分拣装置控制系统设计一、设计题目：“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BGI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SFI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BG0为ON如果吸住的是大球，则BG0为OFF I S后，机械臂上行，碰到上限位开关 BGI后右行，它 会根据大小球的不同，分别在 BG4小球）和BG5（大球）处停止右行，然后下行至 下限位停止，

3、电磁铁失电，机械臂把球放在小球箱里或大球箱里，I 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。BG5 ()BG0为大小球检测开关小球容器大球容器图1机械臂分拣装置、方案确定：（一）、主回路线路图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。

4、（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 SIEMENSS7-200 （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 和抓球电磁铁均由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，由三相电供电。（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：地址编号龙称地址编晋输入信号输出信号启动按钮SF110. 0原始住置指示劝HLQ0. 0停止接钮SF210. 1抓球电磁铁KQ0. 1上限位开关BG1IQ. 2下行接触壽QA1Q0. 2下

5、限位开关瑞210. 3上行接触器QA2Q0. 3左限位片关RG310. 4右行接触器（M31)0. 4小球右限住开关BG410. 5左行接触器QA4Q0. 5尢球右限住开关BG510. 6大小球检测开关盹010. 72. PLC的I/O回路外接线图L1>00N L1SIEMENSSIMATICS7-200r 1t «r > ItJ .? tJ ir-ii-r J b-1i TodDCbebeDOC5cboodboooodX1L 0阳 咗63 * 孔0,4 65盹 山了1可|辺凡Ef机1INDF! 11 口2W-1BD21-0XB0 二IM 0（M 0启口3 a斗啞匹 1Z

6、羽 LS 1.1圧L3 jj 也型 L+pdrtQ/QQQQQQQQQQOOOOOOOQEO-X 您 ® 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 PLB制器（CPU2241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：（一）机械臂分拣装置工作原理该设计采用SIMENS S7-200

7、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 MA1停止1 秒，由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，电动机 MA2由QA3启动，正 转，右行

8、。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MA1由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PLCg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由PLC控制断开，停止转动。 电动机MA1由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

9、BG5时，电动机MA2经PLCg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（BG0）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图所示:SHC11I 叩雇 IQA MJ 口口0皿口_fT11n

10、c )= raaai£d.3小球大球MS Mid VI_()I0r2sa.4右ii30 m.a VI_( >1W 4M1IWTONPTinnsT37一一10-7I0',2上行io. e Mi.3-ki_ t >右行搏制運辑2I 口石M1.41/1）ICJ.510.6転科酬刼2L0.3 G.lSdLSL ( R I1T3HT3BTNTONiaPT JO.S Ml. 6 班迟Qi< )MD.a_cos一 -MD O（三）机械臂分拣装置控制程序梯形图堵1*网、冷环氓冷均丿网络桂释10.010.1MI0saoH* 300. I00.0)10.3M1.010.3sa2

11、194SO. 430 MlMWSfi10. SMl. 2Id()RS tl 介邯右IM林撕io. s$a<I I m)网擁22()riR» 3410.2Ml. 3Id()25io.2saema »(呵M VR» a tawwstr10.6Ml. 4T I()KB 2910.6SEOI I0劝)M« 44 KKV 纶厅86immoM 1I IiI I町mosololI I町()m r KMWFne-».OQ&XI hI"() T，II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， 程序会变得相当复杂而且容易出错，