大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试

1目录引言...............................................................................................................................................2第一章课程设计要求及任务...........................................................................................................31.1设计要求.......................................................................................................................................31.2设计任务.......................................................................................................................................3第二章系统总体方案设计...............................................................................................................42.1大、小球分拣传送机械系统的功能...........................................................................................42.2大、小球分拣传送机械系统的结构...........................................................................................42.3大、小球分拣传送机械的设计思想...........................................................................................52.4主电路设计...................................................................................................................................52.5确定I/O信号数量，选择PLC的类型........................................................................................62.6确定电器元件I/O分配表............................................................................................................72.7控制系统的接线图.......................................................................................................................7第三章控制系统设计......................................................................................................................83.1大、小球分拣传送机械的运行流程...........................................................................................83.2大、小球分拣传送机械控制程序流程图....................................................................................93.3大、小球分拣传送机械控制程序的梯形图..............................................................................103.4大、小球分拣传送机械控制程序的语句表..............................................................................12第四章结束语................................................................................................................................16参考文献.........................................................................................................................................172引言本课程设计主要对PLC程序的结构、特点、各器件的性能以及对被公职对象的控制过程进行具体研究，并通过PLC来实现对大小球分拣系统的控制，随着工业自动化、机械化进程的加速，自动控制正在逐步取代传统的人工控制，在改善工作人员的工作环境的同时也使生产效率大大提升，为了最大限度的满足被控制对象和生产过程的控制。在本课程设计中对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，试用PLC后，将很容易实现。在满足控制要求前提下，采用多种控制模式来对被控制对象进行安全可靠的控制操作，使功能更加全面，其中包括手动控制，自动控制模式，使其操作更强，便于企业各类人员操作，另外，该系统的手动控制模式，也使生产设备的检测和维护更加方便。关键字PLC，大小球分拣，机械臂3第一章课程设计要求及任务1.1设计要求1．大、小分拣传送机械示意图2.控制要求：（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设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（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。1.2设计任务1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。2、根据控制要求，编制PLC应用程序。3、编写设计说明书，内容包括：①设计过程和有关说明。②基于PLC的电气控制系统电路图。③PLC控制程序（梯形图和指令表）。④电器元器件的选择和有关计算。⑤电气设备明细表。⑥参考资料、参考书及参考手册。⑦其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。++LS1LS3LS2LS4LS5电磁铁MPS0大小上行下行左行右行下限右限右限左限上限左上原点显示接近开关当吸住大球时，活塞未达到下限位置，LS2不动作4第二章系统总体方案设计2.1大、小球分拣传送机械系统的功能大小球分拣传送机械的控制功能要求为：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、小球分拣传送机械系统的结构大小球分拣传送机械的工作示意图如图2-1所示。图2-1大小球分拣传送机械的工作示意图++LS1LS3LS2LS4LS5电磁铁MPS0大小上行下行左行右行下限右限右限左限上限原点显示接近开关当吸住大球时，活塞未达到下限位置，LS2不动作52.3大、小球分拣传送机械的设计思想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。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。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。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。2.4主电路设计大、小球分拣传送实质上是由电动机控制的机械臂完成,其主电路就是电动机的正反转电路。主电路电路图如图2-2所示。主电路采用两个电动机、四个接触器即正转接触器QA1（QA3）和反转接触器QA2(QA4)控制。当接触器QA1（QA3）的三对主触头接通时，三相电源的相序按U―V―W接入电动机。当接触器QA1（QA3）的三对主触头断开，接触器QA2(QA4)的三对主触头接通时，三相电源的相序按W―V―U接入电动机，电动机就向相反方向转动。利用两台电动机的正反转，分别控制机械臂的上、下、左、右行。图2-2主电路电路图62.5确定I/O信号数量，选择PLC的类型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，组成一个分布式的控制系统。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。根据系统分析得输入点有13个，分别为I0.0-I1.4;输出点有5个，分别为Q0.0-Q0.4I/O点共16个。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