PLC控制饮料瓶的自动装箱系统 (1)

PLC控制饮料瓶的自动装箱系统(1)3.1.2设计任务和要求用PLC控制整个控制装置要达到以下要求：按下启动按钮后，传送带A运行，直到光电开关PS1检测到饮料瓶才停止，同时机械手下降，下降到位后机械手夹紧饮料瓶，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，将饮料瓶放进B传送带上的空箱内，2s后机械手上升。上升到位右转，右转到位下降，开始下一循环。用PLC作计数控制，对机械手这一循环计数。计到24次循环后，传送带B开始运行，当PS2检测到下一空箱后，传送带B停止。上述过程周而复始的进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。应有必要的信号指示，如电源有电，传送带A工作，机械手工作，传送带B工作。传送带A，机械手和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。其工作流程图如图3-1所示。图3-1生产线自动装箱工作流程图机械手的上升、下降、和左转、右转的执行，分别由双线圈二位电磁阀控制气缸的运动。当下降电磁阀通电，机械手下降，若下降电磁阀断电，机械手停止下降，保持现有的动作状态。当上升电磁阀通电时，机械手上升，同样左转、右转也是有对应的电磁阀控制。夹紧、放松则是单线圈的控制气缸的运动，线圈通电时执行夹紧动作，断电时执行放松动作。并且要求只有当机械手处于上限位时才能进行左右转动。为了保证机械手动作准确，机械手上安装了限位开关分别对机械手进行下降、上升、左转、右转等动作的限位，并给出动作到位的信号。光电开关PS1负责检测传送带A上的饮料瓶是否到位，到位后机械手动作，计数器负责计数，计数完成后传送带B动作，当光电开关PS2检测到饮料箱时，传送带B停，一个周期完成。启动传A动传A停机械手下降PS1机械手夹紧机械手上升停止上升左转停止左转下降机械手松开传A动C0计数到24传B动PS2传送带B停3-2控制系统构成图和工作流程图3表4-1系统I/O点的分配表控制信号元件名称元件符号地址编号输入信号下限位开关SQ2I0.2上限位开关SQ1I0.1左限位开关SQ3I0.3右限位开关SQ4I0.4检测饮料瓶光电开关PS1I0.6检测空箱光电开关PS2I0.7自动开关SB3I2.1手动开关SB4I2.2传A手动SB5I1.0传B手动SB6I1.7手动上升SB7I1.1手动下降SB8I1.2手动左转SB9I1.3手动右转SB10I1.4手动夹紧SB11I1.5手动松开SB12I1.6启动按钮SB1I0.0停止按钮SB2I0.5输出信号机械手下降KM2Q0.2机械手上升KM1Q0.1机械手左转KM3Q0.3机械手右转KM4Q0.4夹紧松开KM5Q0.5传送带A输出YV1Q0.6传送带B输出YV2Q0.75I0.4,I0.1I0.0启动保持传送带AI0.6PS1下降机械I0.2下限位手夹紧并保持总循体环T37循进上升环行I0.1上限位左转I0.3左限位下降I0.2下限位松开T38C0上升传B动I0.1上限位PS2右转传B停图5-1系统自动控制流程图5.2梯形图（1）自动控制梯形图网络1启动回路原位M11.1M10.1M10.2M10.3M10.4M10.5M10.6M10.7M11.0T38Q0.6Q0.2Q0.5Q0.1Q0.3Q0.2Q0.5Q0.1C0T37M10.7Q0.7M20.0Q0.7Q0.4网络2上限位标志位网络3右限位标志位网络4传送带A检测到工件标志位网络5传送带A(启动后传送带A运行，直到检测到饮料瓶后停止)网络6移位寄存器的数据输入端DATA由M10.1-M11.1各位的常闭触点，上升限位的标志位M1.1、右转限位的标志位M1.4及传送带A检测到饮料瓶的标志位M1.6串联组成，若光电开关检测到饮料瓶，则M10.0置1，这作为输入的数据）网络7按停止按钮移位寄存器复位，机械手松开网络8移位脉冲信号由代表步位状态中间继电器的常开触点和代表处于该部位的转换条件接点串联支路依次并联组成网络10机械手夹紧置位网络11机械手夹紧与松开网络12机械手上升网络13机械手左转网络14夹紧复位网络16计数器计数网络17网络18传送带B5-2-1自动控制系统程序梯形图自动控制过程分析按下启动按钮I0.0后，M0.0接通，传送带A运行Q0.6接通，当光电开关PS1检测到饮料瓶时，I0.6发出信号到M1.6，M1.6断开，传A停止；同时M1.6传递信号使M10.0接通，M0.0通过移位寄存器使M10.1接通，然后Q0.2接通，机械手下降。下降到下降限位I0.2后机械手停止下降，同时，M10.2接通，使M20.0置位，M20.0置位使Q0.5接通，机械手夹紧物体，T37计时2s后通过移位寄存器使M10.3接通，然后Q0.1接通，机械手开始上升，同时机械手保持夹紧。上升到上升到上升限位I0.1，通过移位寄存器使M10.4接通，而后Q0.3接通，机械手停止上升开始左转，左转到左转限位I0.3，通过移位寄存器使M10.5接通，而后Q0.2接通；机械手停止左转开始下降；下降到位后I0.2接通，通过移位寄存器使M10.6接通，而后M20.0复位和T38接通，使加紧电磁阀断电，机械手松开，将饮料瓶放入包装箱，T38计时2s后通过移位寄存器使M10.7接通，机械手开始上升。同时M20.0向计数器C0发出一个计数信号，机械手继续循环运动，当计数器计数够24次时，计数器C0向Q0.7发出信号，使Q0.7置位，传送带B启动。当PS2检测到下一个空箱时，I0.7发出信号到Q0.7复位，传送带B停止运行，同时I0.7向计数器CO发出信号，使计数器清零，重新计数。此循环结束，开始装下一箱。（2）手动控制梯形图如图图5-2-2手动控制系统程序梯形图手动控制程序分析：按下手动按钮，进入手动控制。按下手动下降I1.2，I1.2发出信号使Q0.2接通，机械手开始下降直到撞上下限开关I0.2，下降停止，按下手动上升I1.1，I1.1发出信号使Q0.1接通，机械手开始上升，直到撞上上限开关I0.1上升停止；按下手动左移I1.3，I1.3发出信号使Q0.3接通，机械手开始左移直到撞上左限开关I0.3，左移停止，按下手右移I1.4，I1.4发出信号使Q0.4接通，机械手开始右移，直到撞上右限开关I0.4右移停止；按下手动夹紧I1.5，Q0.5置位，机械手夹紧，按下手动放松I1.6，Q0.5复位，机械手松开；按下传送带A启动开关I1.0，Q0.6置位，传送带A启动，直到PS1检测到饮料瓶时I0.6接通，Q0.6复位，传送带A才停止；按下传送带B启动开关I1.7，Q0.7置位，传送带B启动，直到PS2检测到饮料瓶时I0.7接通，Q0.7复位，传送带B才停止。第六章PLC系统调试在计算机上，运行CX-Programmer编程软件，打开自动装箱控制程序。断电情况下连接好PC/PPI电缆，按照I/O分配表，用实验连线导线将PLC主机模块输入、输出接口与实验板接口一一对应连接，并将PLC主机模块的电源端与实验模块的电源端相连接。下载程序文件到PLC,监控后运行，使PLC进入运行方式。1、按下自动控制按钮I0.0后，系统指示灯Q1.0亮；同时传送带B启动运行（Q0.7指示灯亮）。2、当空箱到位检测信号到（I0.6按钮输入），传送带B停止运行（Q0.7指示灯灭）。同时传送带A启动运行（Q0.6指示灯亮）。3、当送入24个计数脉冲时（M20.0按钮24次输入）及累计产品数量达24个时，传送带B启动运行（Q0.7指示灯亮）。4、当到位信号到（I0.7按钮输入），系统循环工作。5、当按下手动控制按钮I2.2时，系统立刻进入手动控制状态。当按下传送带B或传送带A的手动控制按钮I1.0和I1.7时，传送带B或传送带A启动运行。当按下机械手上升手动控制按钮I1.1时，机械手上升；当按下机械手下降手动控制按钮I1.2时，机械手下降；当按下机械手左移手动控制按钮I1.3时，机械手左移；当按下机械手右移手动控制按钮I1.4时，机械手右移；当按下机械手夹紧手动控制按钮I1.5时，机械手夹紧；当按下机械手放松手动控制按钮I1.6时，机械手放松。机械手和传送带A传送带B完全可独立控制。6、无论系统何种运行状态，自动控制状态和手动控制状态可互相转换。7、当按下停止按钮I0.5时，系统停止运行。该结果完全满足设计的要求，借助实验室的设备完全模拟了生产线自动装箱控制过程。通过对PLC控制饮料瓶自动装箱系统的设计让我知道了PLC控制系统对现代企业在完成自动化控制中十分重要。目前我国很多地区的企业整个生产设备还比较落后且大部分工序都是通过人工来完成的，而PLC控制技术成本比较低且操作简单很适合中小企业的发展要求。本系统解决了传统以继电器控制硬件电路的方法，采用人机界面取代继电器，通过软件的方式控制硬件电路。由于PLC具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等优点。但是该设计尚有不足，还有很多的扩展功能没有实现，例如对产品计数错误的检测功能等等。通过本次设计我对PLC控制技术有了更深的认识，不但加深了以前所学的知识，而且很好的锻炼了自己的动手能力。对于西门子S7-200系列PLC的特点有了更深的了解。里面涉及到了西门子S7-200各种指令的含义和应用，和一些编程的问题，能让我们熟悉和掌握S7-200的应用，能为我们以后设计更高更难的PLC的设计应用做铺垫。时光飞逝，转眼间毕业设计就要结束了，毕业设计是我们大学期间的最后一份作业。毕业设计的完成意味着我们的大学生活即将结束。回想起美好的大学时光心中有许多感慨，首先要感谢姜老师在毕业设计中对我的帮助，鼓励和指导。姜老师学识渊博，工作认真，治学严谨,在毕业设计的数周期间，我得到了导师的细心指导和关怀，特别是在毕业设计的完成过程中，对其中的许多问题有疑惑，姜老师花费了大量的时间和精力一一为我解答，让我在这个过程中对PLC等多方面的知识有了一次新的深入的学习和全面的提升，并能够逐渐将课本上所学的理论知识与工业生产中的实际问题相结合，从而为以后步入.解决工作中遇到的实际问题打下良好的基础。在此，向姜老师表示最衷心的感谢！在毕业设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到毕业设计的完成，有许多同学、朋友给了我大量的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！祝你们身体健康，工作顺利！参考文献【1】方强、李丽娜、孙宏昌.PLC可编程控制器技术开发与应用实践电子工业出版社，2021【2】可编程控制器例题及实验指导重庆大学出版社，2021【3】袁任光可编程控制器应用实例华南理工大学出版社2021【4】周渊深.可编程控制器应用技术.化学工业出版社，2021【5】徐铁PLC应用技术中国劳动.保障出版社2021【6】陈宇.可编程控制器基础及编程技巧.华南理工大学出版社，2021.【7】何衍庆,俞金寿.可编程控制器原理及应用技巧.化学工业出版社，2021【8】周渊深.可编程控制器应用技术.化学工业出版社，2021【9】廖常初，PLC梯形图的顺序控制设计法。电子技术杂志。2021【10】张进秋，陈永利，张中民。可编程控制妻原理及其应用实例。机械工业出版社，2021。