大小球分拣系统设计.docx

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大小球分拣系统设计

课程设计（论文）

题目：

大小球分拣系统设计

设计名称：

机电传动控制

班级学号：

学生姓名：

指导教师：

年月日

成绩评定表

学生姓名

班级学号

专业

课程设计题目

大小球分拣系统

评

语

组长签字：

成绩

日期

2015年1月日

课程设计任务书

学院

专业

学生姓名

班级学号

课程设计题目

大小球分拣系统设计

实践教学要求与任务:

1.设计内容：

1）完成《指导书》中要求的工作循环

2）要求有四种工作方式：

手动、回原点、单周期、连续。

3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。

4）按停止按钮，完成当前循环后停。

5）按复位按钮，吸盘立即回原位。

2.设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

工作计划与进度安排:

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试4天

3）说明书撰写1天

4）答辩1天

指导教师：

专业负责人：

学院教学副院长：

前言

机械手的作用正越来越多的被人们所认识，其中一条，它能代替人们的辛勤劳动还能完成生产工艺的要求，机器它能自己独立并且完美的遵循一定的程序、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环境，加快自动化和实现工业生产机械化的步伐。

因此，受到各单位的重视并加以研究，尤其在危险的，不能人工操作的环境里，应用的更为广泛。

在我国，最近发展的较快，并取得了一定的成果。

本课题开发大小球分拣系统，采用德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下，左右，抓取进行控制。

我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制其完成各种动作。

1课程设计的任务和要求

课程设计的任务

1）大小球分拣系统设计

2）分拣系统示意图和流程图如下图所示

图1大小球分拣系统示意图

图2大小球分拣系统流程图

课程设计的基本要求

1）完成分拣大小球系统的工作循环

2）要求有四种工作方式：

手动、回原点、单周期、连续

3）连续时,循环5次结束,声光间断报警5秒

4）按停止按钮,完成当前循环后停

5按复位按钮，吸盘立即回原位

2总体设计

PLC的选型

因为在设计程序时总共用到了19个输入信号和7个输出信号，这样CPU的输入端子要多一些以满足要求，因此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CPU226AC/DC/继电器。

PLC的主机：

选择西门子S7-200系列作为此控制系统的主机。

选用CPU226的特点，其基本参数如下：

本机数字输入：

32路数字量输入

本机数字输出：

16路数字量输出

内部存储器位：

256位

定时器总数：

256定时器

计数器总数：

256计数器

电源电压允许范围：

AC85~264V

输入电流仅CPU/最大负载：

35/100mA,AC240V

电压范围：

~

电流限制：

约

I/O端口图

图3I/O端口

图4外部接线图

3PLC程序设计

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开关闭合。

启动装置后，捡球装置下行，若碰到的是小球，则下限位为闭合状态；若碰到的是大球，则下限位为关闭状态。

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。

顺序功能图

图5自动程序的顺序功能图

PLC梯形图

图6主程序梯形图

图7公用程序梯形图

图8手动程序梯形图

图9回原点程序梯形图

图10自动程序梯形图

4程序调试说明

仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的ASCⅡ文件，然后在下载到仿真PLC中去。

在仿真软件中执行菜单命令“文件”→“装载程序”，在出现的对话框中选择下载什么块，点击“确定”按钮后，在出现的“打开”对话框中双击要下载的*.awl文件，开始下载。

下载成功后，CPU模块上出现下载的ASCⅡ文件名称，同时会出现下载的程序代码文本框和梯形图（见下图）。

执行菜单命令“PLC”→“运行”，开始执行用户程序。

如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能，执行菜单命令“PLC”→“运行”后，出现的对话框显示出仿真软件不能识别的指令。

点击“确定”按钮，不能切换到RUN模式，CPU模块右侧的“RUN”LED的状态不会变化。

可以用鼠标点击CPU模块下面的开关板上的小开关来模拟输入信号，通过模块上LED观察PLC输出点的状态变化，来检查程序执行的结果是否正确。

如调试本课设中的手动程序，先点击CPU模块的手动输入端开关，再点击上行按钮开关,这样就会观察到CPU模块上的对应的LED灯亮，再点击上限位输入信号所对应的开关，就会观察到CPU模块上的对应的LED灯熄灭，这说明手动程序的上行程序调试正确。

按上述方法一次调试所有程序，来检查程序执行的结果是否正确。

本程序经过仿真调试后，没发现任何错误，程序完全符合设计要求。

5结束语

到现在为止，课程设计就要告一段落了，通过课程设计，我的收获很大，充分认识到自己不足，通过不断的论证，许多问题都得到了较好的解决。

通过这次课程设计，了解了PLC大小球分拣系统的工作原理，尝试到了电路及软件实现是此次课设的主要部分。

6参考文献

[1]陈白宁主编.《机电传动控制基础》.第1版.东北大学出版社,2008年9月

[2]华玉洁.起重机械与吊装.第一版.化学工业出版社.；179-204

[3]机械设计手册.机械设计手册编写组.第一版.机械工业出版社.1981；325-447

[4]张燕宾.SPWM变频调速应用技术.第一版.机械工业出版社；

[5]陈白宁，《机电传动控制》课程设计指导书.