PLC分拣大小球-方法二

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1202学号方法二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1202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。M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ST6大球箱小球箱接近开关混合球箱电磁铁ST2ST3ST1ST4ST5目录第1章传送机概述..........................................................6第2章控制方案论证........................................................32.1继电器控制..........................................................32.2单片机控制...........................................................32.3PLC控制.............................................................32.4结论.................................................................4第3章控制系统硬件设计....................................................53.1程序设计说明........................................................53.2传送机分检货物控制系统元器件.........................................63.3电磁铁的工作原理....................................................63.4I/O地址分配表......................................................73.5外部接线图..........................................................7第4章控制系统程序设计.....................................................84.1顺序功能图...........................................................84.2梯形图..............................................................9第五章调试程..............................................................17第6章总结................................................................19附录A......................................................错误!未定义书签。附录B.....................................................................19M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。图1-1传送机分检货物示意图ST6大球箱小球箱接近开关混合球箱电磁铁ST2ST3ST1ST4ST5第2章控制方案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。2.3PLC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。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ST3被压合且混合球箱中存在铁球，故接近开关ST6闭合，I0.1、I0.2、I0.6闭合。Q2.1线圈接通，指示灯HL亮。同时，第3逻辑行中Q2.1常开触点闭合，第2逻辑行中M8002闭合一个扫描周期，状态元件S0置位。按下启动按钮SB1，第3逻辑行中I0.0闭合，状态元件ST1被置位，第4逻辑行中Q0.2、T0线圈接通，电磁铁下降。当电磁铁下降并压合行程开关ST2时，说明电磁铁将吸合小球。第4逻辑行中I0.1常开触点闭合，经过30S后，T0的常开触点闭合，状态元件S22置位，第5逻辑行中T1线圈接通，Q1.0线圈置位，电磁铁YV通电，吸合小球。经过30S后，第5逻辑行中T1的常闭触点闭合，状态元件S23置位，Q0.1线圈被接通，电磁铁吸合小球上升。当上升至要求高度时，压合行程开关ST3，第6逻辑行中X3常开触点闭合，状态元件ST4置位，第7逻辑行中Y4线圈接通，传送机右行。当右行至小球箱的上方时，撞击行程开关Q0.4，第7逻辑行中I0.3常闭触点断开，传送机停止右行，同时状态元件S0置位，第11逻辑行中Q0.2线圈接通，电磁铁下降。当下降至适当高度时，压下行程开关ST2，第11逻辑行中I0.1常开触点闭合，状态元件S31置位，第12逻辑行中T2线圈接通，Q1.0线圈复位，电磁铁YV释放，小球被放入小球箱中。经过2S后，第12逻辑行中T2常开触点闭合，状态元件S32置位，第13逻辑行中Q0.1线圈接通，电磁铁上升。当上升至要求高度时，压合行程开关ST3，状态元件S33置位，第14逻辑行中Q0.3线圈接通，传送机左移。当传送机左移至混合球箱上方时，撞击行程开关ST1，第14逻辑行中I0.7常闭触点断开，常开触点闭合，状态元件S0又被置位，开始下一次铁球分检。同理，可得出当电磁铁下降时没有压合行程开关ST2的情况，此时电磁铁吸合的时大球。经过2S后，S25置位，程序将控制传送机吸住大球放入装大球的箱子中。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