PLC柔性实验课程设计供料单元的设计

-1-《综合设计》课程设计任务书——供13级机械设计及其自动化专业学生用引言：（课程）综合设计是机械专业的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又不同于课堂教学。它需要学生统筹运用所学各个专业的基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。一、设计题目一：供料检测单元本设计要求熟练使用西门子公司的S7-200系列产品各基本指令和部分应用指令，根据控制要求进行PLC梯形图编程，主要完成将物料依次送至皮带传送检测单元上。二、系统工作过程说明1.供料单元组成：由井式工件库、光电传感器、物料、推料气缸、直流电机、传输线、安装支架等组成。主要完成将物料依次送至皮带传送检测单元上。•光电传感器：此传感器为光电漫反射型传感器，用来检测有无物料。有物料时为PLC提供一个输入信号。•磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个到位信号。（磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。•警示灯：用于系统运行状态的信号指示。•推料气缸：将物料推到皮带传送单元上，由单相电控气动阀控制。•井式工件库：用于存放物料，料筒侧面有观察槽。•安装支架：用于安装工件库和推料气缸等。•控制按钮板：用于系统的基本操作、单机控制、联机控制。•电气网孔板：主要安装PLC主机模块、空气开关、开关电源、I/O转接端子、各种接线端子等。-2-2．控制要求：系统上电后“复位”按钮灯闪烁，按“复位”按钮，清空传输线上的物料，同时“开始”按钮灯闪烁；按“开始”按钮，进入工作状态，按调试按钮，推料气缸动作，推料至传输线上，工件在10秒内没有送到物料台上时，同时警示红灯亮（表示工件库卡料）；工件送到传输线上，电机带动传输线进行输送，到位后停止运行。若按下“复位”按钮3秒钟，系统开始复位，复位完成后“开始”按钮灯闪烁，按“开始”按钮，系统直接进入等待工作状态，要再次运行系统时，按下“调试”按钮即可按工作流程动作。当出现异常，按下该单元“急停”按钮，“停止”按钮灯点亮，该单元立刻会停止运行，当排除故障后，旋开“急停”按钮，并按下“上电”按钮，该单元可接着从出现异常的断点继续运行。单机运行时，若该单元运行时需停止，但要等该周期运行结束再停止，按下该单元“停止”按钮即可，当排除故障后或该周期运行结束，“开始”按钮灯闪烁，然后按下“开始”按钮，系统进入工作状态。三、设计步骤：（1）熟悉该单元用到的元件，并测出数据，建模、装配（UG/CATIA）；（2）对系统进行需求分析，确定I/O点数，分配I/O地址；（3）画出PLC硬件接线图；（用CAD画）（4）绘制PLC梯形图；（5）简述工作过程。（6）设计报告I目录摘要..............................................................................................................................1一、绪论........................................................................................................................3二、PLC概述...............................................................................................................4三、硬件设备的说明....................................................................................................61、电感式接近开关的设备说明..........................................................................62、电感式接近开关传感器的基本工作方式......................................................63、继电器的设备及微动开关的设备说明..........................................................64、电磁阀的设备说明..........................................................................................75、光电传感器设备说明......................................................................................7四、系统分析及硬件设计............................................................................................81、系统工作说明..................................................................................................82、UG三维模型...................................................................................................83、系统I/O分配..................................................................................................94、PLC外部接线...............................................................................................10五、系统软件设计......................................................................................................111、系统流程图....................................................................................................112、系统程序设计................................................................................................12六、系统调试..............................................................................................................15总结..............................................................................................................................18参考文献......................................................................................................................19附录..............................................................................................................................20-1-摘要PLC是应用面非常广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。本文应用可编程控制器实现自动化生产线加工系统的供料单元控制，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）的功能，加上传感器、传动气压的技术实完成原料的供给配送。这一控制的实现和应用，充分体现了PLC控制在工业生产中的优势，并可以提高制造工业的柔性和生产效率。关键词：PLC；自动化；控制-2-ABSTRACTPLCisauniversalindustrialcontroldevicewithaverywideapplication,powerfulfunctionandeasytouse.Ithasbecomeoneofthemainpillarsofmodernindustrialautomation.TheprogrammablecontrollertorealizethefeedingunitprocessingsystemofautomaticproductionlinecontrolbasedonBECKHOFF,thesystemmakesfulluseoftheprogrammablecontroller(PLC)function,coupledwiththepressuresensor,thetransmissiontechnologytorealizemechanicalhandupanddown,graspingandreleasing,movingaroundaseriesofmovementsthesupplyofrawmaterials,completedistribution.TherealizationandapplicationofthiscontrolfullyembodiestheadvantagesofPLCcontrolinindustrialproduction,andcanimprovetheflexibilityandproductionefficiencyofmanufacturingindustry.KeyWord:PLC;Automation;Control-3-一、绪论1、设计目的（1）掌握可编程控制器硬件电路的设计方法。（2）熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。（3）掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法（4）通过课程设计熟练掌握资料的查询（图书、网络），将PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和具体案例设计结合起来。2、设计内容（1）设计物料送出的气动装置及物料的储存。（2）选用合适的传感器检测物料的颜色对物料进行分类及其物料的传送装置。（3）选用合适的电动机。（4）PLC的外部接线和PLC的内部程序设计。3、要实现的目标对物料的颜色进行分类，把物料推出并传送的指定的位置，为下一步工序做好准备。在整个过程中实现自动控制。-4-二、PLC概述1、PLC（ProgrammableLogicController）即可编程逻辑控制器。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。使用方便，编程简单采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。功能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。2、硬件配套