PLC分拣大小球方法一.docx
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PLC分拣大小球方法一.docx
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PLC分拣大小球方法一
成绩
□优□良□中□及格□不及格
课程设计
课程名称
电气控制与PLC课程设计
课题名称
传送机分检货物控制系统设计
专业
自动化
班级
1203
学号
方法一
姓名
指导老师
赖指南、刘星平、谭梅、余小霏、沈细群
2015年6月19日
报告撰写要求(此页不打印)
1.课程设计说明书的基本格式
(1)说明书统一使用word文档打印,A4纸张,页边距设置为:
上空2.2cm,下空2.2cm,左空2.5cm,右空2.5cm。
(2)1级标题(章)采用黑体小二,2级标题采用黑体小三号,3级标题采用黑体四号。
各章的1级标题应位于新的一页的第1行且居中对齐,其段落间距为上空0.5行,下空1行;2和3级标题应左对齐且不缩进,其段落间距为上空0行(当上一行是标题时)或上空0.5行(当上一行是自然段正文时),下空0行。
各级标题的行距均为最小值22磅。
各自然段正文采用宋体小四号,行距为最小值22磅。
各级标题和各自然段正文的字体均不加粗。
(3)图表应以章位单位统一编号,图表标题采用黑体五号;图标题在图片下方,表格标题在表格上方。
(4)装订顺序为:
封面→任务书→原始资料→目录→各章正文→结束语→参考文献→附录→评分表。
(5)正文范例:
第3章控制系统硬件统设计(1级标题,小2号黑体)
3.1双面站拖动电机控制线路设计(2级标题,小3号黑体)
3.1.1配置拖动电机和电器元件(3级标题,4号黑体)
XXXXXXXXXXXXXXXXXX(自然段的正文,小4号宋体)
3.1.2绘制拖动电机控制线路原理图(3级标题,4号黑体)
XXXXXXXXXXXXXXXXXX(自然段的正文,小4号宋体)
3.2双面站液压拖动控制系统硬件电路设计(2级标题,小3号黑体)
3.2.1配置PLCI/O元件,选择PLC型号(3级标题,4号黑体)
3.2.2模拟量预处理(3级标题,4号黑体)
XXXXXXXXXXXXXXXXXX(自然段的正文,小4宋体)
(6)目录范例:
(此页不打印)
第1章双面站概述
1.1双面站的基本结构和工艺过程
1.2双面站的控制要求
第2章控制方案论证
2.1继电器控制
2.2单片机控制
2.3PLC控制
2.4结论
第3章控制系统硬件设计
3.1双面站拖动电机控制线路设计
3.2.1配置拖动电机和电器元件
3.2.2绘制拖动电机的控制线路原理图
3.2双面站液压拖动控制系统硬件电路设计
3.2.1配置PLCI/O元件,选择PLC型号
3.2.2分配PLCI/O元件,绘制PLCI/O接线图
第4章控制系统程序设计
4.1设计主程序
4.2设计公用子程序
4.3设计手动工作方式子程序
4.4设计单周/连续工作方式子程序
第5章PLC程序的调试
5.1调试主程序
5.2调试公用子程序
5.3调试手动子程序
5.4调试单周/连续子程序
结束语
参考文献
致谢
附录
附录A梯形图程序
附录B指令程序
2.课程设计说明书的撰写要求
(1)课程设计说明书的主要内容为自己的设计步骤,设计图表,设计程序,设计结果和对设计结果的评价(结束语)。
所写设计说明书要求用词准确,语句通顺,层次清晰,条理分明,重点突出,结构合理,内容详实。
(2)报告中图表要求清晰、规范,图表的尺寸大小要适当。
电气信息学院
课程设计任务书
课题名称
传送机分检货物控制系统设计
姓名
专业
自动化
班级
1203
学号
指导老师
谭梅
课程设计时间
2015年6月8日~2015年6月19日
一.任务及要求
设计任务:
以PLC为核心,设计传送机分检货物控制系统,为此要求完成以下设计任务:
1.根据传送机分检货物的工艺过程和控制要求,确定控制方案。
2.配置电器元件,选择PLC型号。
3.绘制控制系统的PLCI/O接线图。
设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。
4.上机调试程序。
5.编写设计说明书。
设计要求
(1)所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。
(2)所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。
(3)所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出。
二.进度安排
1.第一周星期一上午:
课题内容介绍
2.第一周星期一下午:
仔细阅读设计任务书,明确设计任务与要求,收集设计资料,准备设计工具。
3.第一周星期二~第一周星期三:
确定控制方案。
绘制传送机分检货物电气控制系统的电气原理图、控制系统的PLCI/O接线图和梯形图,写出指令程序清单。
选择电器元件,列出电器元件明细表。
4.第二周星期四、五:
试验调试
5.第二周星期二~第二周星期五:
编写设计说明书、答辩。
三.参考资料
[1]刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京:
中国电力出版社,2014年。
[2]廖常初.S7-200PLC编程及应用[M].北京:
机械工业出版社,2014年。
[3]王阿根.西门子S7-200PLC编程实例精解[M].北京:
电子工业出版社,2013年。
[4]赖指南.PLC原理与应用补充教材(内部使用),本校自编教材,2010年。
原始资料课题:
传送机分检货物控制系统设计
传送机分检货物示意图如图所示。
传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。
如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球,则将小球放入装小球的箱子里;如果传送机底下的电磁铁吸住大铁球,则将大球放入装大球的箱子里。
传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动,传送机的左、右运动则由另外一台电动机带动。
初始状态时,传送机停在原位。
当按下传送机的启动按钮后,电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。
如果传送机在下降过程中压合行程开关ST2,电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球,然后上升右行至行程开关ST4的位置,电磁铁下降,将小球放入小球箱中。
如果电磁铁由原位下降后未压合行程开关ST2,则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球,然后右行至行程开关ST5位置,电磁铁下降,将大球放入大球箱中。
左行回到ST1处重复以上过程。
ST3为传送机上限位行程开关。
传送机分检货物示意图
第1章传送机概述
传送机分检货物示意图如图所示。
传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。
如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球,则将小球放入装小球的箱子里;如果传送机底下的电磁铁吸住大铁球,则将大球放入装大球的箱子里。
传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动,传送机的左、右运动则由另外一台电动机带动。
初始状态时,传送机停在原位。
当按下传送机的启动按钮后,电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。
如果传送机在下降过程中压合行程开关ST2,电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球,然后上升右行至行程开关ST4的位置,电磁铁下降,将小球放入小球箱中。
如果电磁铁由原位下降后未压合行程开关ST2,则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球,然后右行至行程开关ST5位置,电磁铁下降,将大球放入大球箱中。
左行回到ST1处重复以上过程。
ST3为传送机上限位行程开关。
M
图1-1传送机分检货物示意图
第2章控制方案的论证
传送机分检货物控制系统,除了有多工步特点之外,还要求有单周(连续)控制和手动控制等操作方式。
工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。
当旋钮打向回原点时,系统自动地回到左上角位置待命。
当旋钮打向自动时,系统自动完成各工步操作,且循环动作。
当旋钮打向手动时,每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
搬运机械手的设计有许多了设计方案,有继电器控制、单片机控制、PLC控制等。
2.1 继电器控制
继电器是根据某种输入信号的变化,接通或断开控制电路,实现自动控制
和保护电力装置的自动电器。
此控制系统可利用四个传统继电器作为限位开关,
并加上辅助电路以实现机械手的功能。
但是由于传统继电器触点接触不良容易
出现故障,并且接线复杂抗干扰能力差,难以实现模块化和智能化,性价比较
低,所以这种控制方式已经逐渐被淘汰,显然此控制系统不能选用此方案。
2.2 单片机控制
单片机具有集成度高、功能强、可靠性高、体积小等特点,单片机最早是以嵌入式微控制器的面貌出现的,是嵌入式系统中,是应用最多的核心器件,但由单片机设计的系统都有一个共性就是抗干扰性差,因为机械手一般都用在干扰源比较多、情况比较复杂的工业现场,所以由单片机设计的系统很难保证长期稳定的工作。
所以不宜选用此方案。
2.3 PLC控制
此控制系统利用PLC可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型PLC的体积相当于几个继电器大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的确1/2-1/10。
PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多,故可以省下大量的配线和附件,减少大量的安装接线工时,可以减少大量费用。
PLC的高可靠性、丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号、编程简单易学、安装简单,维修方便,抗干扰能力强,能在强湿,强腐蚀的条件下工作。
2.4结论
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式,对使用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
PLC不需要专门的机房,可以在各种工业环境下直接运行。
使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,即可投入运行。
各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障,用户可以通过更换模块的方法,使系统迅速恢复运行。
所以选用PLC实现对传送机的控制为最佳方案,本次设计就选用此方案进行设计。
第3章控制系统硬件设计
3.1程序设计说明
初始状态时,PLC接通电源,终端限位行程开关ST1和上限位行程开关ST2在初始位置,当打开启动按钮I1.0时,电磁铁下降,Q1.2灯亮;T40即时5秒,在5秒内,选择是否接通I1.2大小球选择开关,如接通小球,打开I1.2,5秒后电磁铁线圈Q1.0置位,Q1.0灯亮,通电,抓取小球并且T37计时,5秒后上升,Q1.1灯亮;当上升至上限位开关I1.3时,电磁铁右移,Q1.4灯亮;右行至小球箱定位开关I1.4,电磁铁下降,Q1.2灯亮;当下降至接近开关I0.6,电磁铁线圈YV复位,断电,放小球,Q1.0灯灭,并且T39计时,5秒后电磁铁上升,Q1.1灯亮;上升至上限位开关I1.3,电磁铁左行,Q1.3灯亮;当左行至球箱定位开关I1.1,电磁铁下降,Q0.2灯亮;然后循环,抓大球同样的道理。
3.2传送机分检货物控制系统元器件
表3-1传送机分检货物控制系统元器件表
序号
名称
符号
数量
型号
备注
1
三相异步电机
M1,M2
2
Y132S2-2
控制传送带动作
2
行程开关
ST1-ST6
6
JLXK1-211
6个限位动作检测
3
按钮
I2.0-I2.7
7
LA10-1K
手动控制7个动作
4
电磁铁
YV
1
MQ58
吸取球
3.3电磁铁的工作原理
当线圈通电后,铁心和衔铁被磁化,成为极性相反的两块磁铁,它们之间产生电磁吸力。
当吸力大于弹簧的反作用力时,衔铁开始向着铁心方向运动。
当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时,电磁吸力小于弹簧的反作用力,衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。
电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置,以完成预期动作的一种电器。
它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。
电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成,铁心和衔铁一般用软磁材料制成。
铁心一般是静止的,线圈总是装在铁心上。
开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧,如图3-1所示。
图3-1电磁铁的组成
3.4I/O地址分配表
表3-2I/O地址分配表
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
启动按钮
SB1
I1.0
电磁铁上升接触器
KM1
Q1.1
球箱定位行程开关
ST1
I1.1
电磁铁下降接触器
KM2
Q1.2
下限位行程开关
ST2
I1.2
传送机左移接触器
KM3
Q1.3
上限位行程开关
ST3
I1.3
传送机右移接触器
KM4
Q1.4
小球箱定位行程开关
ST4
I1.4
电磁铁线圈
YV
Q1.0
大球箱定位行程开关
ST5
I1.5
接近开关
ST6
I1.6
3.5外部接线图
第4章控制系统程序设计
4.1顺序功能图
SM0.0
初始位置
I1.0
电磁铁下降
I1.2、T40抓小球I1.2、T40抓大球
吸球
T37T38
上升
I1.3I1.5
右行
I1.4I1.5
电磁铁下降
I1.6
电磁铁复位放球
T39
上升
I1.3
左行
I1.1
4.3梯形图
第5章PLC程序的调试
图5-1程序调试图(部分)
图5-2调试接线图
第6章总结
通过这次设计实践。
我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中,提高了我们的工程素质,在没有做实践设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中出现的问题,我们对PLC的理解得到加强,看到了实践与理论的差距。
通过合作,我们的合作意识得到加强。
合作能力得到提高。
上大学后,很多同学都没有过深入的交流,在设计的过程中,我们用了分工与合作的方式,每个人互责一定的部分,同时在一定的阶段共同讨论,以解决分工中个人不能解决的问题,在交流中大家积极发言,和提出意见,同时我们还向别的同学请教。
在此过程中,每个人都想自己的方案得到实现,积极向同学说明自己的想法。
能过比较选出最好的方案。
在这过程也提高了我们的表过能力。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。
在学习的过程中,不是每一个问题都能自己解决,向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法,不是有句话叫做思而不学者殆,做事要学思结合。
附录A
语句表清单
附录B
梯形图
参考文献
[1]孙振强.可编程控制器原理及应用教程北京:
清华大学出版社,2005
[2]林小峰.可编程控制器原理及应用.北京:
高等教育出版社,1994
[3]张万忠.可编程控制器应用技术.北京:
化学工业出版社,2001
[4]谢宗安主编.自动控制系统.[M].重庆大学出版社.1996年
[5]王国海.可编程序控制器及其应用.北京:
中国劳动这会保障出版社,2001
[6]罗良武.工程图学及计算机绘图[M].机械工业出版社.2003,8
[7]史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京:
化学工业出版社,2005
[8]袁任光.可编程序控制器选用手册.北京:
机械工业出版社,2006
[9]张运波,张淑荣,工厂电气控制技术[M]北京:
高等教育出版社,2004
[10]胡学林,可编程控制器应用技术[M]北京:
高等教育出版社,2001
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