流水线产品检测与分选控制论文

1、PAGE PAGE 38南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 流流水线产产品检测测与分选选控制 课程名称 机电传传动控制制课程设设计 院（系、部部、中心心） 专 业 班 级 学生姓名 学 号 设计地点 指导教师 设计起止时时间：220111年 006月 06日日至20011年年06月月 100日目 录课程设计任任务书 31 课程程设计任任务说明明4 1.1 课题简简介 41.2 课课程设计计的目的的 52 课程程设计任任务分析析 62.1 设设备机构构组成分分析62.2 设设备工作作过程分分析82.2.11流水线线产品检检测与分分选系统统工作过过程82.2.22 流水水线产品品检测与与分选

2、系系统的控控制要求求93 控制制方案设设计113.1 总总体方案案设计113.1.11控制要要求分析析113.1.22控制方方案113.2 电电气系统统设计133.3 电电气控制制系统设设计163.3.11系统控控制与信信号分析析163.4 II/O分分配表1773.5 II/O端端子接线线图2004 控制制流程分分析214.1 功功能图214.2 梯梯形图224.3 指指令表245 课程程设计总总结26参考文献288机电传动控控制设计计任务书书专业机械设设计制造造及其自自动化 班级级 设计计者学号号 设计题目：选择第第 100 个题目目。1、物品输输送系统统控制2、多工步步机床的的PLCC控

3、制3、生产线线自动装装箱系统统控制4、注塑机机控制5、金属压压铸机控控制6、电镀流流水线生生产系统统控制7、工业污污水处理理设备控控制8、包装生生产线控控制9、送料小小车工作作系统控控制10、流水水线产品品检测与与分选控控制设计任务：1、熟悉典典型设备备分析的的一般方方法，分分析电气气控制系系统的需需要和条条件；2、查阅技技术资料料和手册册，合理理选用设设计方案案；3、根据设设计方案案，完成成电气控控制系统统的电气气原理图图设计4、掌握使使用计算算机软件件编制PPLC程程序的应应用方法法，完成成PLCC程序设设计；5、撰写规规范的设设计总结结报告。工作量安排排：1、绘制设设备与信信号布置置简图

4、2、绘制电电气控制制系统电电路图（包包括PLLC端子子图）3、设计与与编制PPLC用用户程序序（控制制流程图图、梯形形图）4、撰写课课程设计计说明书书任务说明明；任务分分析；控制方方案设计计；控制流流程分析析；总结；附件。设计期限： 20011 年066月066日 至至 220111 年006月110日指导老师： 设计任务说说明1.1课题题简介自动化生产产过程中中，物品品输送系系统是连连接各个个生产单单元的关关键设备备，系统统通常由由传送带带机构、物物品移动动机构和和物品输输送小车车等组成成。传送送带一般般采用电电动机驱驱动，物物品移动动机构可可以采用用电动机机驱动，页页可以采采用液压压系统驱

5、驱动，运运送小车车为电动动机驱动动。本题目针对对运送系系统设备备设计相相应的电电器控制制系统。图图示输送送系统有有成直角角分布的的2条输送送带、附附属带的的物品移移动机构构和1辆物品品运送小小车组成成。物品品输送系系统将位位于传送送带1始端的的物品送送至尾端端，然后后通过物物品移动动机构将将物品送送到传送送带2的始端端，传送送带2传送物物品至尾尾端，并并通过物物品移动动机构将将物品推推入传送送小车，运运送小车车运送物物品到其其他指定定地点。系系统中传传送带和和运送小小车由电电动机驱驱动，物物品移动动机构采采用液压压系统驱驱动，通通过行程程开关检检测各个个运动部部件是否否达到预预定位置置。1.2

6、 课课程设计计的目的的机电传动动控制课课程设计计为该课课程的实实践环节节，在本本课程设设计的过过程中，通通过课程程设计实实践环节节巩固和和加强机机电传动动控制课课程所学学的知识识，掌握握课程知知识实际际应用的的能力。学学会运用用机电传传动控制制的原理理和分析析问题、解解决问题题的方法法。同时时在设计计过程中中，综合合已学的的知识，完完成简单单完整的的控制系系统设计计，以增增加控制制系统设设计能力力；并在在联机程程序调试试过程中中，增加加实际操操作能力力。2 课程程设计任任务分析析2.1 设备机机构组成成分析流水线产品品检测与与分选系系统是一一种高效效率自动动化产品品质量检检验分类类专用设设备，

7、系系统由产产品输送送机构，产产品质量量检测机机构，产产品分类类机构，及及成品与与次品收收纳机构构组成。流水线产品品检测与与分选系系统的输输送机构构采用电电动机驱驱动，分分类机构构采用气气动系统统驱动，由由电气控控制系统统实现自自动工作作过程控控制，是是典型的的机电或或机电液液一体化化的自动动化的自自动化设设备。流水线产品品检测与与分选系系统工作作时，待待检测和和装箱产产品由输输送带11送往质质量检测测位置，质质量检测测头检测测为合格格产品将将继续前前移，通通过计数数传感器器后落入入成品箱箱，否则由推推板推入入次品箱箱。采用用行程开开关检测测与控制制推板的的位置，同同时采用用行程开开关检测测空箱

8、是是否到达达预定位位置。流流水线产产品检测测与分选选系统结结构与自自动工作作过程功功能如图图31所示。图31流流水线产产品检测测与分选选系统组组成结构构与工作作过程示示意图2.2 设设备工作作过程分分析2.2.11流水线线产品检检测与分分选系统统工作过过程流水线产品品检测与与分选系系统工作作过程如如图320所示示。由人人工将产产品放置置在传送送带上，启启动自动动工作过过程，输输送带11启动，待待检测装装箱的产产品向前前移动，到到达检测测位置，检检测传感感器检测测产品是是否合格格，依据据检测结结果，成成品进入入成品箱箱，次品品进入次次品箱，进进入成品品箱的产产品经过过计数，满满箱为1100件件，

9、成品品满箱后后。输送送带1停停，输送送带2启启动，移移出满箱箱，移入入空箱到到位，一一次循环环工作结结束，输输送带11运行，开开始下一一次工作作循环。 图32 流水线线产品检检测与分分选系统统工作过过程 2.2.22 流水水线产品品检测与与分选系系统的控控制要求求流水线产品品检测与与分选系系统的控控制要求求，是控控制系统统的功能能必须满满足所有有的工作作要求。流流水线产产品与分分选系统统的工作作要求包包含三个个方面，工工作方式式要求，工工作过程要求求，安全全稳定工工作要求求。（1）流水水线产品品检测与与分选系系统工作作方式要要求为保证流水水线产品品检测与与分选系系统能够够处于正正常工作作，要求

10、求系统具具备二种种工作方方式： 输送带带1、22，推板板机构能能够点动动调整； 流水线线产品检检测与分分选系统统自动完完成循环环工作过过程。 （22）流水水线产品品检测与与分选系系统工作作过程要要求流水线产品品检测与与分选系系统自动动循环工工作过程程需要满满足如下下工作要要求：按下启动动按钮，流流水线产产品检测测与分选选系统开开始工作作，输送送带1启启动；待测产品品到达检检测位检检测；检测合格格产品继继续前行行，经过过计数传传感器检检测技术术，进入入成品箱箱；检测不合合格产品品，前移移到推板板位置，推推板前移移将产品品推入次次品箱，推推板退回回；成品计数数满1000件，输输送带11停，输输送带

11、22启动，移移出满箱箱；装成品空空箱到达达接成品品位置，输输送带22停，输输送带11启动，开开始新的的检测装装箱循环环。（3）流水水线产品品检测与与分选系系统元件件配置与与工作要要求流水线产品品检测与与分类系系统输送送带1、22驱动电电动机为为2.22KW，推推板装置置动作方方向通过过电磁阀阀控制。自自动循环环工作时时，电器器元件工工作如表表320所示示。表31电电器元件件工作关关系表工 步步输送带推板主令电器带1，M11带2，M22YV1YV2启 动 系系 统+SB2检 测测+SQ3、SSQ4合 格格+SQ1计 数 箱箱 满-+-SQ2不合格次品品出推板板进+-+-SQ5推 板 退退 回+-

12、+SQ6注：加号，电电器元件件为得电电状态，减减号，电电器元件件为失电电状态。 （4）流流水线产产品检测测与分选选系统安安全稳定定工作要要求具有运动动部件安安全工作作的联锁锁功能；具有位置置保护功功能（如如极限位位、越位位、相对对位置保保护）电气控制制系统具具有短路路，电动动机过载载保护功功能；具有应急急操作功功能；具有照明明、指示示灯辅助助功能。3 控制制方案设设计3.1 总总体方案案设计总体方案设设计阶段段是设计计的初步步阶段，在在此阶段段，通过过对设备备的工作作要求分分析、工工作环境境和条件件分析、操操作与安安全要求求分析、电电气控制制装置技技术可行行性分析析和经济济性分析析，确定定电气

13、控控制系统统装置的的技术性性能、基基本构建建形式以以及主要要技术参参数。3.1.11控制要要求分析析 依据据流水产产品检测测与分选选控制系系统设计计任务分分析，确确定设备备条件和和控制要要求如下下（1）电气气控制系系统的控控制对象象为一进进行自动动循环流流水线产产品检测测与分选选的设备备，采用用电气-液压-机械组组合的传传动方式式进行驱驱动和控控制。设设备位于于温带室室内车间间，工作作环境较较好，对对控制系系统无特特殊要求求；（2） 设设备安装装在加工工车间，由由车间低低压电网网供电，设设备驱动动电压3380VV，供电电频率550赫兹兹；（3）设备备电气控控制为普普通开关关量控制制，要求求自动

14、完完成检测测与分选选过程，单单个运动动部件能能够独立立调整操操作，同同时设备备具有电电气保护护及联锁锁保护等等功能；（4）设备备驱动电电动机由由设备设设计人员员选定，设设配置有有2台交交流异步步电动机机，电源源要求交交流电压压3800V，电电动机无无制动要要求，电电动机功功率不大大，可采采用直接接启动方方式启动动；液压压系统使使用气动动换向阀阀阀电磁磁铁工作作电压为为直流224v.3.1.22 控制制方案由设备条件件和控制制要求分分析结果果可确定定控制方方案如下下流水线产品品检测与与分选控控制系统统采用开开关量控控制；基于设备自自动工作作的要求求，选用用PLCC为主要要控制器器件构成成控制系系

15、统，由由于控制制对象为为单片设设备，控控制系统统属于小小型系统统，因此此选用三三菱公司司型号为为FX22N-448MRR-D的的PLCC产品；由工作要求求确定，控控制系统统可运行行2种模式式下即全全自动工工作循环环，手动动调整工工作；2台电动机机均为直直接启动动控制，单单方向转转动。电电动机无无制动控控制；电动机驱动动电路为为三相电电源供电电，线电电压3880V；PLC主机机工作电电源为交交流电源源，电源源2200V，交交流接触触器线圈圈使用交交流电源源，电压压2200V；气气动阀使使用244V直流流电源，主主令控制制电器及及行程开开关等使使用244V直流流电源；控制系统具具有短路路和过载载保

16、护功功能，机机床各运运动部件件之间具具有联锁锁保护功功能；使用信号灯灯显示机机床工作作状态。3.2 电电气系统统设计统统设计流水线产品品检测与与分类系系统的电电气控制制系统主主要有两两部分组组成，即即电动机机驱动系系统（主主电路）和和由PLLC设备备构成的的控制部部分，驱驱动系统统通过交交流接触触器主触触点控制制电动机机电路的的断开与与接通，采采用熔断断器和热热继电器器进行短短路和过过载保护护，同时时采用控控制变压压器和整整流器。系统电路图图如图33-3所所示，电电器元件件明细表表如表33-2所所示： 图3-3 流水线线产品检检测与分分类系统统的电气气控制系系统电路路图表3-2电电器元件件明细

17、表表符号名称及用途途符号名称及用途途M1输送带1电电动机TC控制变压器器M2输送带2电电动机FU1一FFU5短路保护熔熔断器KM1输送带1电电动机的的起动接接触器FR1一FFR2过载保护继继电器KM2输送带2电电动机的的起动接接触器HL1气阀系统工工作指示示灯SQ1产品合格检检验HL2M1工作状状态指示示灯SQ2产品计数传传感器HL3状示SQ3次品空箱到到位行程程开关HL4状示SQ4成品空箱到到位行程程开关HL5正品指示灯灯SQ5推板原位行行程开关关HL6次品指示灯灯SQ6推板前移行行程开关关SA1自动工作方方式选择择开关按SA2M1工作选选择开关关SB3开始自动循循环按钮钮SA3M2工作选选

18、择开关关SB4停止自动循循环按钮钮QFPLC电源源开关SB5M1点动前前进QS电源隔离开开关SB6M2点动前前进FR1、FFR2过载保护热热继电器器SB7推板前进按按钮YV1控制推板电电磁阀电电磁铁SB8推板复位按按钮YV2控制推板电电磁阀电电磁铁3.3 电气控控制系统统设计电气控制系系统中由由PLCC构成控控制部分分控制部部分需要要接受机机床设备备的控制制信号，需需要对所所有信号号按程序序要求进进行计算算，并将将计数结结果作为为输出信信号送到到机床设设备上被被控制电电器，以以实现设设备的运运动控制制。控制制部分的的工作要要求及PPLC的的使用特特点，形形成控制制系统的的三个主主要工作作内容，

19、即即设备的的控制与与驱动信信号分析析，制定定控制流流程和编编制控制制程序。3.3.11 系统统控制与与信号分分析由设备条件件和控制制要求分分析，流流水线产产品检测测与分类类系统信信号分为为输入信信号和输输出信号号两大类类，其中中，输入入信号又又包括主主令控制制信号和和传感器器信号，输输出信号号包括控控制交流流接触器器工作线线圈，控控制气动动阀电磁磁铁的信信号和各各种照明明及指示示灯信号号。（1）输入入信号分析机床设设备中要要求，流流水线产产品检测测与分类类系统有有如下几几类输入入开关信信号完成起、停停控制的的按钮开开关信号号，电器器元件为为：SBB1、SSB2；完成工作作方式选选择的选选择开关

20、关信号，电电器元件件为：SSA1、SSA2、SSA3；完成点动动调整的的按钮开开关信号号，电器器元件：SB33、SBB4、SSB5、SSB6、SSB7；完成设备备自动运运行过程程中获得得设备状状态信号号的传感感器信号号，电器器元件为为：行程程开关SSQ1、SSQ2、SSQ3、SSQ4、SSQ5、SSQ6。（2）床设设备中要要求，流流水线产产品检测测与分类类系统有有如下几几类输出出驱动电电器元件件控制电动动机电路路接通与与断开的的交流接接触器工工作线圈圈，电器器元件为为：KMM1、KKM2；控制驱动动的气动动阀电磁磁铁，电电器元件件为：YYV1、YYV2；控制显示示机床设设备工作作状态的的显示灯

21、灯，电器器元件为为：HLL1、HHL2、HHL3、HHL4、HHL5、HHL6； 3.4 II/O分分配表电器元件信信号与PPLC通通道分配配的目的的是为每每一个需需要PLLC处理理的设备备信号获获得进入入PLCC的通道道和存放放信号状状态的地地址。依依据控制制方案选选定的三三菱FXX2n系系列PLLC产品品，以及及对设备备信号分分析结果果，电器器元件与与PLCC连接的的通道分分配如表表3-33所示。 表表3-33电器元元件信号号与PLLC连接接的通道道分配表表输 入输 出元件通道地址说 明元件通道地址说 明SQ1X011产品合格检检验HL1Y001气阀系统工工作指示示灯SQ2X012产品计数

22、传传感器HL2Y002M1工作状状态指示示灯SQ3X013次品空箱到到位行程程开关HL3Y003M2工作状状态指示示灯SQ4X014成品空箱到到位行程程开关HL4Y004调整工作状状态指示示灯SQ5X015推板原位行行程开关关HL5Y005正品指示灯灯SQ6X016推板前移行行程开关关HL6Y006次品指示灯灯SA1X006自动工作方方式选择择开关YV1Y021控制推板电电磁阀电电磁铁SA2X007M1工作选选择开关关YV2Y022控制推板电电磁阀电电磁铁SA3X010M2工作选选择开关关KM1Y010输送带1电电动机的的起动接接触器YV1Y021控制推板电电磁阀电电磁铁KM2Y012输送带2

23、电电动机的的起动接接触器YV2Y022控制推板电电磁阀电电磁铁X021旋转编码器器X000X001按SB3X002开始自动循循环按钮钮SB4X003停止自动循循环按钮钮SB5X004M1点动前前进SB6X005M2点动前前进SB7X017推板前进按按钮SB8X020推板复位按按钮3.5 II/O端端子接线线图根据流水线线产品检检测与分分类系统统的电气气控制系系统电路路图绘制制出多流流水线产产品检测测与分类类系统的的电气控控制系统统I/OO端子接接线图，如如图3-4所示示：图3-4 流水线线产品检检测与分分类系统统的电气气控制系系统I/O端子子接线图图4 控制制流程分分析4.1 功功能图设计完成

24、的的设备自自动工作作流程图图如图44-1所所示 图4-1 流水线线产品检检测与分分选系统统控制流流程图4.2 梯梯形图根据前一节节的流程程图，在在三菱编编程软件件fxggpwiin上绘绘制梯形形图，如如图4-2所示示图4-2 流水线线产品检检测与分分选系统统自动工工作梯形形图4.3 指指令表在三菱编程程软件ffxgppwinn上把梯梯形图自自动转化化为指令令表如图图4-33所示图4-3 流水线线产品检检测与分分选系统统自动工工作指令令表 5 课程程设计总总结短暂的课程程设计已已经结束束，我感感觉这次次课设的的时间有有些紧张张，但着着实受益益匪浅。当当初拿到到课题时时，由于于平时基基础不扎扎实，

25、不不知道如如何下手手，但是是紧迫的的时间又又不容我我拖拉。在在把课本本内容复复习了下下后，仿仿照课程程设计指指导书的的范例，用用了一晚晚上的时时间构思思了一下下控制流流程图的的基本布布局，将将所需要要的元器器件对应应列好了了表格。周周三下午午和晚上上完成了了控制流流程图，周周四编程程和进一一步改进进。首先需要完完成控制制流程图图的设计计。由两两条传送送带确定定用两电电机直接接启动运运行；在在系统开开始工作作之前需需要用XX0066(自动动/手动动工作方方式选择择开关)进行模模式判断断；自动动循环运运行时，在在各个行行程开关关到位、MM1电机机选择按按钮按下下的情况况下方可可启动运运行；在在产品

26、经经过SQQ1（产产品合格格检验传传感器）时时需要对对产品进进行计次次品判别别，所以以需要用用到移位位寄存器器，次品品将在下下一个脉脉冲（由由旋转编编码器输输出）时时被推板板推入次次品箱；在成品品进入成成品箱之之前需要要进行计计数，因因此需要要用到计计数器；从完善善的角度度考虑，在在推板将将次品推推出时，MM1电机机应有一一个延时时启动的的过程，确确保下一一个产品品到达推推板位置置时推板板已经回回到原位位，产品品不会因因为触碰碰到推板板而影响响生产过过程；完成一一次循环环后需要要判别是是否有停停止循环环信号；在手动动控制推推板的前前进后退退时需要要用到互互锁，在在推板到到达两个个极限位位置时需

27、需要自动动停止推推板的运运动。以以上是控控制流程程图设计计的基本本思路。在涉及移位位寄存器器的问题题时，三三个接入入端分别别为SQQ1（产产品合格格检验传传感器）、X021（旋转编码器）、X003(停止循环按钮)，其中X021是旋转编码器，这是精确控制和判断产品的关键，此图中未提供旋转编码器，与老师讨论后已经在图中加上。在控制流程图中不论从正品还是次品分支走，均需判断完成相关动作后是否有停止自动循环信号输入，有无此信号影响到下一步系统的动作。完成控制流流程图后后进行绘绘制梯形形图。其其中移位位寄存器器命令花花了挺长长时间，查查阅资料料后确定定使用左左移命令令SFTTL XX0211 K88 K

28、11，其中中K8表表示M00-M77八位，在所借得的可编程控制器入门与应用实例（三菱FX2n系列）中，M7M0依次由左到右从高到低排列，左移时先从M0开始依次向左移至M7，高位溢出，K1表示从X021开始的一位同时表示在X021有输入的条件下每次左移一位，通过M0位判断是正品还是次品，因从SQ1产品检验传感器到推板只移动了一个产品位置，所以通过M1位判断次品是否到达推板位置。由于时间有些紧张，在绘制梯形图时难免手忙脚乱，有些转移点和转移条件没有搞清楚，不是十分完善，对一些诸如定时器、计数器、移位寄存器的使用很生疏，我想如果平时上课更集中一点课后花点时间，这样的情况会有所改善。本次课程设设计中，我我认为整整体的控控制流程程图、通通道分配配、端子子接线、梯梯形图的的编制完完成地还还可以，本本来不是是很懂这这方面的的东西现现在相当当于很好好地复习习了一下下。但是是在控制制流程图图的自动动循环与与停止自自动循环环的衔接接那里布布置得不不是很好好，因此此可能会会影响到到局部的的梯形图图编制，自自己感觉觉在这一一块有点点混乱，没没有范例例中那么么次序井井然。虽然这次课课设遇到到的困难难不少，但但是通过过自己的的分析、老老师的讲讲解能够够较好的的解决。通通过这次次实践，极极大地增增强了自自己对PPLC及及其工业业应用的的理解，提提高了