PLC大小球分拣传送机械控制梯形图的设计与调试.

PLC课程设计专业:班级:姓名:学号:2010年06月目录摘要..................................................................................................................................................3第一章PLC应用系统设计基础知识............................................................................................41.1PLC控制系统设计的原则和内容。................................................................................41.2PLC的选型........................................................................................................................41.2.1性能与任务相适应...............................................................................................51.2.2PLC的处理速度应满足时实控制的要求...........................................................51.2.3PLC应用系统结构合理、机型系列应统一.......................................................5第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计.................................................................................62.1系统的功能.......................................................................................................................62.2大小球分拣系统的结构...................................................................................................62.3I/O编址及工作框图..........................................................................................................72.4大小球分拣的设计思想...................................................................................................82.5机械手分拣球控制系统的接线图...................................................................................9第三章机械手分拣大小球系统的控制程序................................................................................103.1机械手分拣大小球控制的程序流程图.........................................................................103.2机械手分拣大小球控制程序的梯形图.........................................................................11第四章总结.....................................................................................................................................17参考文献..........................................................................................................................................18摘要机械手的积极作用正日益为人们所认识,其一,它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为,它能大大地改善工人的劳动条件,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此,受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合,应用得更为广泛。在我国,近代几年来也有较快的发展,并取得一定的成果,受到各工业部门的重视。在生产过程中,经常要对流水线上的产品进行分捡,本课题拟开发物料搬运机械手,采用的德国西门子S7-200系列PLC,对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成各种动作。关键词:机械手、PLC、大小球第一章PLC应用系统设计基础知识PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本课程设计着重在系统设计和程序设计。1.1PLC控制系统设计的原则和内容。PLC的选择除了应满足技术指标的要求外,还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求,使用PLC后,将很容易实现。在满足控制要求前提下,力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化,通过内部程序化外部接线及操作方式。保证控制系统的安全、可靠。同时采取“软件兼施”的办法。考虑到生产的发展和工艺的改进,选择PLC容量及I/O点数时,应适当留有裕量。一个系统完成后,往往会发现一些原来没有考虑到的问题,或者新提出的问题,如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户,要求的侧重点不同,设计的原则也应有所区别,如果以提高产品和安全为目标,则应将系统可靠性放在设计的重点,设置考虑采取冗余控制系统;如果要求系统改善信息管理,则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化;如果系统工艺经常变更,则事先充分考虑。1.2PLC的选型在满足控制要求的前提下,选型时应选择最佳的性能价格比,具体考虑以下几点。1.2.1性能与任务相适应对于开关量控制系统的应用系统,当对控制要求不高时,可选用小型PLC(如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC就能满足要求,如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。对于以开关量控制为主,带有部分模拟量控制的应用系统,如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制,应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块,配接相应的传感器、变送器和驱动装置,并且选择运算功能较强的中小型PLC,如西门子公司的S7-300系列PLC或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。对于比较复杂的中大型控制系统,如闭环控制、PID调节、通信联信网4等,可选用中大型PLC(如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时,应根据各部分的具体要求来选择PLC,一组成一个分布式的控制系统。1.2.2PLC的处理速度应满足时实控制的要求PLC工作时,从输入信号控制存在着滞后现象,即输入量的变化,一般要在1~2个扫描周期之后才能反映到输出端,这对于一般工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求教高,不允许有教大的滞后时间。例如,PLC的I/O点数在几十到几千点范围内,这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内,应小于普通继电器的动作时间。1.2.3PLC应用系统结构合理、机型系列应统一PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上,省去插接环节,体积小,每一I/O点的平均价格比模块式的便宜,适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。模块式PLC的功能扩展,I/O点数的增减,输入与输出点数的比例,都比整体式灵活。维修更换模块、判断与处理故障快方便,适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。在使用时,应按实际具体情况进行选择。结合以上几点,在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器。第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计2.1系统的功能机械手分拣大小球的控制功能要求为:1原位:机械手原始状态为左上角原位处,即上限开关LS3及左限开关LS1压合,同时机械手处于放松状态和球槽内有球(接近开关PS吸合,这时原位显示亮,表示准备就绪。2按下启动按钮SB1后,机械手下降,经过2s后机械手一定会碰到球。如果同时碰到下限开关LS2,则一定是小球;如果此时未碰到下限开关LS2,则一定是打球。3机械手吸住球后就提升,碰到上限开关LS3后就右行。4如果是小球,则右行到LS4处;如果是大球,则右行到LS5处。5机械手下降,当碰到下限开关LS2时,将小球释放到小球容器中;如果是大球,则释放到大球容器中。6释放后机械手提升,碰到上限开关LS3后,左行。7左行至碰到左限开关LS1时停下来,至此,一个工作循环结束。2.2大小球分拣系统的结构机械手分拣大小球的工作示意图如图1.1所示。图1.1机械手分拣大小球的工作示意图2.3I/O编址及工作框图2.4大小球分拣的设计思想1当输送机处于起始位置时,上限位开关和左限位开关被压下,极限开关断开。2启动装置后,捡球装置下行,一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是小球,则压力传感器仍为断开状态;若碰到的是大球,则压力传感器闭合状态。3吸起小球后,则捡球装置向上行,碰到上限位开关后,捡球装置向右行;碰到右限位开关(小球的右限位开关后,再向下行,碰到下限位开关后,将小球释放到小球箱里,然后返回到原位。4如果吸起的是大球,捡球装置右行碰到另一个右限位开关(大球的右限位开关后,再向下行,碰到下限位开关后,将大球释放到小球箱里,然后返回到原位。2.5机械手分拣球控制系统的接线图第三章机械手分拣大小球系统的PLC程序3.1机械手分捡大小球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,此处应为分支点,且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据接近开光(X0的通断,分别将球吸住、上升、右行到SB4或SB5处下降,此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。当按下SM0.1时,S0.0得电,如果转换条件满足,S0.1得电捡球装置下降捡球平板,当下降的捡球平板碰到下限开关SB2时,S0.2得电,停止下降,捡球装置给平板处的电磁线圈(KM通电,捡球平板产生电磁吸力吸住钢球,此时压力感应器I0.4用来判断是吸住的大球还是小球,如果压力感应器I0.4的输出断开,说明吸住的是小球,而如是闭合的,则说明吸住的是大球。当吸住钢球后,S0.3得电捡球平板上升,碰到上限开关后开始右行,I0.5为小球位限位开关,I0.6为大球位限位开关,在右行的过程中,如果吸住的是大球,S0.6得电,则要到碰到I0.6才停止右行,S0.7得电,下