PLC大中小球分拣系统

1、M立养举伤电气与电子信息工程学院电气控制与PLC实训设计报告名 称： PLC 大中小球分拣系统专业名称： 电气工程及其自动化班 级：学 号：姓 名：指导教师：高海洲、胡学芝设计时间：年月日一月 日设计地点：K3-218 PLC 实验室电气控制与PLC实训成绩评定表姓 名学号专业班级题目：PLC大中小球分捡系统答辩记录：.如何将程序中的 M43改成 M34.如何进行仿真？成绩评定及依据：.考勤情况（10%）：.设计调试情况（30%）:.设计答辩（20% ）:.设计报告（完成情况、报告规范性等情况40% ）:最终评定成绩（以分数和优、良、中、及格、/、及格评定）：指导教师签字：实训任务书20152

2、016学年第2学期学生姓名：专业班级：指导教师：胡学芝、高海洲工作部门：电气与电子信息工程学院一、设计题目课题1 ：.电动机的综合控制方向课题2 :竞猜抢答系统的设计方向课题3 :交通灯控制方向课题4 :电梯控制方向课题5 :喷泉或彩灯控制方向二、设计内容（含技术指标）1、用PLC实现四台以上电动机综合控制，要求模拟实际的工况，包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制， 电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图， 接好线，编程并进行调试。2、用PLC实验装置设计竞猜抢答系统，要求不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编

3、程并进行调试。3、用PLC实现各种路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况基本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。4、用PLC实现电梯控制，要求与实际基本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于6种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令 的有加分。7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。、设计进度安排序号

4、内 容学时安排（天）1选题、讲解设计要求、查资料；12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计答辩1合计10设计指导答辩地点：K3 PLC实验室四、基本要求设计报告：不少于 5000字，A 4幅面，统一复印封面。封面、设计任务书目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、 系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O 分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明）4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足

5、之处、总结及改进等）附录-参考文献五、设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分。100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评定项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计答辩回答问题等情况20设计报告完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：/、及格六、参考资料 TOC o 1-5 h z 1李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，20002陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，20013王仁

6、祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，20024郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，20015佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20006王海，李洪奎，刘晓。基于PLC的多轴控制研究J。机械工程学报，2008, 6(4): 470-472.7杨东，黄永红，张新华，吉敬华.用PLC基本指令实现自动运动定位控制的研究J.微计算机信息，2010, 26(2-1): 62-64。8秦琴，王忠庆.。利用PLC的高速计数功能实现轴的精确定位控制.o电气技术。2009(3)。9陈婵娟，薛恺.基于PLC的步进电动机单双轴运动控制的实现.机

7、械设计与制造.2009(3)。10杨涛，王启江等。 基于PLC绕线机控制系统设计J。组合机床与自动化加工技术，2005(8): 58-59。教研室主任：胡学芳摘要1 章 方案选择，方案论证1.1 选题背景1.2任务详解及设计思路1.3控制要求2章系统硬件设计附录参考文献2.12.2c3章主电路设计I/O 地址分配及接线图系统软件设计3.1 系统流程图3.2顺序功能图3.3梯形图和指令表3.4 程序分析4 章 系统调试4.1 系统调试4.2调试中所遇到的问题及解决方法5 章 结果分析与展望.1.错误!未定义书签。.错误.!未定义书签。.错误!未定义书签。错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。错

8、误.!未定义书签。.错误!未定义书签。错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。.错误.!未定义书签。.错误.!未定义书签。.1.9错误 !未定义书签。错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。.错误.!未定义书签。摘要大、 中、 小球分拣传送以其对人们生活的积极影响特别是在工业上的普遍应用不断被人们所认识， 作为可操控机械， 它能够部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求， 遵循事先设定的步骤来完成工件的分拣传送， 大大地节省了人类的劳动时间， 更因其能适应复杂的环境， 从而改善了人们的工作环境。 随着科技的不断发展， 在工业领域其应用范围不断增加，并取得

9、了一定的成果。本课题设计了大、中、小球的分类选择传送系统，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对机械臂的上下、左右移动以及对球的抓取和释放的运动过程进行控制。我们利用可编程控制技术， 并结合相应的硬件装置， 来控制机械臂完成各种动作， 实现大小球的分类选择传送。关键词： PLC , 大中小球 , 机械臂 , 原点显示第 1 章 方案选择、方案论证选题背景大、 中、 小球选择分类传送作为工业中器件选择传送的一个写照， 在工业控制中它的应用领域不断拓宽。 它能够通过编程来完成各种预期的作业任务， 并能在各种复杂环境中工作，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点， 尤其在人工智能方面大大地增加其效率

10、， 同时也改善了人类的工作环境与工作强度。中国在科技发展方面发展水平较低，在工业中分拣传送劳动密集型还占有相当大的份额。 由于人的劳动能力有限， 并且人不能持续长时间的高强度工作， 因此在劳动效率上往往是制约企业发展的关键性因素， 为了提高劳动效率， 抢占市场份额， 各个企业也不断的引进和更新自动化设备来提高效率， 同时降低人的工作强度。 因而这种自动化控制在工业控制中有很大优势。任务详解及设计思路为实现大小球的分拣控制，所设计系统程序必须实现以下主要功能：1）该系统可以完成对大小球的自动识别、自动运送和自动到大球缸或者小球缸释放对应的球。2）该系统可以实现控制系统的多种工作方式。3）该系统在

11、发生故障时，捡球装置必须进行复位。4）能够用PLC实现基本功能。控制要求本次设计的大、小球分类选择传送PLC控制要满足以下控制要求：1）机械臂起始位置在机械原点，为左限、上限并有显示；2）有起动按钮和停止按钮控制运行，停止时机械臂必须已回到原点;3）起动后机械臂动作顺序为：下降-吸球-上升（至上限）-右行（至右限）-下降-释放-上升（至上限）-左行返回（至原点）；4）机械臂右行时有小球右限（X4）和大球右限（X5）之分，下降时，当电磁铁压着大球时下限开关X2断开，压着小球时下限开关 X2接通。图1-1工作原理图第2章系统硬件设计主电路设计大、中、小球分拣传送实质上是由电动机控制的机械臂，其主电

12、路就是电动机的正反转电路。主电路电路图如图 2-1所示。4图2-1主电路图I/O 地址分配及接线图按照设计要求，我们设定好输入量与输出量，定义各个量的含义，并对它们进行地址分配。本系统的I/O地址分配如表 2-2所示。输入作用输出作用X0000Y000下行0X001左限1Y001抓球放球1X002大中小球组合2Y002上行2X003上限3Y003左行3X004小坑4Y004右行4X005中坑5Y0055X006大坑6Y0066X007大中小球组合 7Y0077X010启动8Y0108X011后无南求9Y0119X012下限10Y012放球显示10X01311Y013抓球显示11X01412Y0

13、14右行显不 12X015完成归位13Y015左行显示13X01614Y016上行显示14X017归为15Y017下行显示15X020手动上移16Y020左限显示16X021手动下移17Y021上限显示17X022手动右移18Y022原点显示18X023手动左移19Y02319X02420Y02420X02521Y02521X02622Y02622X02723Y02723图2-2 I/O地址分配图根据控制要求，设定好各个量的地址分配之后，我们把其对应的其I/O接线图如图2-3所示I/O接线图绘制出来,一XOOOY0MXOOLY0D1X002TO2X003YO03XD04YDW工00弓W5X00

14、6YOOC工007Y007XOIO1010X01LV011X012Y0t2KOI 33X014VOL 4X015MFX2N 9YQ15X016TOX0t7Y017XD20T020X0(2tTOIX0227022XO25Y023XO24丁以XO25丁 025工026YO26X02TW7COMCOM/:中小湖生/上版J小填,中垸，大中小球组言启西/有无昧邱, 空, 空，空,归为二X手就上移，一手就T移/手汇&移/手就正，笙/ 空/ 窘放王蛆不抵竭示右行显示左彳tBk一行显示下行显手为阻示二P盟示原审显示空3rr9A*图2-3 I/O接线图第3章系统软件设计3.1梯形图模块.启动按钮按下后，机械臂下

15、行；如图 3-1所示:图3-1下行状态.机械臂在碰到下行限位开关后开始抓球定时时间2秒；如图3-2所示:,2-sntiuu jT HYOO：抓秣祖母13 抓球显存图3-2抓球状态3-3所示:N8OD0 X0C3上行0016 上行显示X003 XCH2 7004温卜同乩小故图3-3上行右行状态右行显示.当确定好球的大小后机械手便开始上移，碰到上行限位时在右移。如下图.当限位开关X006被闭合时机械臂转入下行；如图 3-4所示:图3-4上行右行状态.在下限位开关X012闭合后进入抓球步骤定时 2秒；如图3-5所示:图3-5抓球状态.在定时2秒后会进入返回原点状态；如图 3-6所示:HfOOD X0

16、03232EMI.Y0D2,-70113上行显示左行/YCH5左行显示图3-6返回原点.返回原点后左限显示， 上限显示以及原点显示都会亮，如果还有球进入下一个循环， 没球 则停在原点；如图 3-7所示:E2O 左眼宣示ffsonr hodiT 1 2F0耐工T A 口”左行地位上行阻位ItOJCX0II;1b1I8DJI X0HT(021_L因宣示3001X002 ZC12 KD04 X005 JIQQ6五由位一阖位下超美小温收飞武康大弼陆开美KUJI X0D3 XC12 XJ04 XL05 加叩占(jT30开关8.手动下移，如图3-8所示:300STLS54 下行“12301 JzU-YOO

17、O 不行17 不行昼示图3-8手动下移9.手动上移，如图3-9所示:5TL33上行X0C3工旷上市能7002 上行T0 16工行显京图3-9手动上移55 石行11.手动左移，如图 3-11所示:318K0C131g 一/一左柿E位右行右行显福图3-10手动右移(STLCE6左行左行022023上M升美右行升美在T升美45KO22 X010 XOll薪1 J关启/SaiU020302103万烁关 下1乩 左彳在图3-12强制移动第 4 章 系统调试系统调试打开三菱FX2N系列仿真软件，将梯形图程序输入到计算机，并连接好外部接线图，然后对程序进行调试。首先，系统通电运行后，同时按下 XI、X3,观

18、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方式运行。无误后，按下停止按钮，观察系统是否在完成本周期的工作后返回原点，并停留在初始步。 若运行过程中出错， 则要认真查找出错原因， 哪个环节出错， 然后作出修改，并重新运行，直至运行结果完全正确。调试中所遇到的问题及解决方法同一个线圈重复输出造成当前面线圈得电，后面线圈不得电时，PLC只默认后者。解决办法：分别用中间继电器的线圈来代替输出线圈，再用内部线圈的触点来控制这两个相同输出的线圈，以达到控制要求如果想让程序循环执行，就用最后一个中间继电器的常开触点去控制起始原点线圈。第 5章 结果分析及展望经过两周的设计， PLC 大中小球分拣系统的程序，已成功通过了连续运行的调试，证明本设计的硬件、 软件部分基本都能达到预期要求， 能可靠地控制大中小球分拣系统的工作， 达到其设计要求。系统的分析与设计过程也是对学习的总结过程， 更是进一步学习和探索的过程， 在这个过程中， 我对利用可编程控制器进行控制系统的设计与开