正次品分拣机控制的设计-二稿

I鞍山师范学院高等职业技术学院2016届学生毕业论文(设计)题目：正次品分拣机控制的设计系别：机械电子系专业班级：13级应用电子技术2班姓名：张馨迪学号：13884209指导教师：闫佳完成时间：2016年3月17日I摘要：本文采用PLC作为主控制器设计一套自动正次品分拣控制系统，主要包括以下几部分内容。首先，分析本次设计的背景以及工程实践意义，同时分析了解目前国内外工业自动化控制的发展现状。其次，分析自动分拣系统的机构和工作原理，并在此基础上提出控制指标，设计控制系统的整体方案。再次，根据设计的整体控制方案，设计系统的硬件原理图，主要包括PLC的选型、I/O分配以及接口电路设计等几个方面。最后，根据硬件电路图设计系统的软件控制程序，采用梯形图语言。关键词：可编程控制器；次品分拣；控制系统；传感器IIABSTRACT：ThisarticleUSESthePLCasthemaincontrollerdesignisasetofautomaticdefectsortingcontrolsystem,mainlyincludesthefollowingsections.Firstofall,analysesthedesignofthebackgroundandsignificanceofengineeringpractice,atthesametime,thedevelopmentofindustrialautomationcontrolathomeandabroadisanalyzed,andthestatusquo.Secondly,analysisthemechanismandworkingprincipleofautomaticsortingsystem,andputforwardcontrolindex,onthebasisofthedesignofthecontrolsystemschemeasawhole.Again,accordingtothedesignoftheoverallcontrolscheme,thedesignofhardwareschematicdiagramofthesystem,includingtheselectionofPLC,I/Odistributionandinterfacecircuitdesignandsoonseveralaspects.Finally,accordingtothehardwarecircuitdiagramdesignsoftwareofthesystemcontrolprogram,usingladderdiagramlanguage.Keywords：programmablelogiccontroller，sortingdevice，controlsystem，sensorsIII目录第1章绪论.............................................................................................11.1研究背景及意义...............................................................................11.2研究现状...........................................................................................11.3研究的主要内容及结构...................................................................3第2章分拣装置结构及总体设计...........................................................42.1分拣机工作过程简述.......................................................................42.2系统的设计指标...............................................................................52.3控制系统总体方案...........................................................................5第3章控制系统硬件设计.......................................................................73.1PLC选型...........................................................................................73.2S7-200系列PLC简介.....................................................................73.3电气原理图设计...............................................................................8第4章控制系统软件设计.....................................................................114.1编程语言及环境简介.....................................................................114.2I/O口分配.......................................................................................124.3程序设计与实现.............................................................................12结论.......................................................................................................16参考文献：...............................................................................................17致谢...................................................................................................181正次品分拣机控制的设计第1章绪论1.1研究背景及意义随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，在产品出厂前通常需要进行正次品的检测，需要将次品从中区分出来，传统的方式是由人工来完成的，即通过人工筛选的方式，从传送带上将次品区分出来并剔除，但是随着生产要求的提高和人工成本的上升，这种方式显然无法满足目前工业生产的需要，因此设计一款提高人工效率的自动分拣机构控制系统具有重要的实际意义[1]。PLC是专为工业生产设计的数字化控制器，其在几十年的发展中功能变得越来越强大，但是我国正处于从传统的人工生产向自动化生产的过渡阶段，PLC在工业自动化方面的应用将变得越来越广泛，本次设计就是从采用PLC作为主控器设计以套自动化的正次品分拣系统，旨在为我国工业生产自动化尽绵薄之力。1.2研究现状1.2.1国外研究现状PLC起源于国外，1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司(DEC)研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制[2,3]，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC，如图1-1所示，其为目前中小型系统中常用的三菱PLC。2图1-1三菱PLC外形图自从第一台PLC出现以后，日本，德国，法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色，欧洲的西门子(Siemens)，法国的TE(Telemecanique)；美国的A-B(Allen—Bradly)，GE(GeneralElectric)；日本的三菱电机(MitsubishiElectric)，欧姆龙(OMRON)，松下(NALS)FUJI，形成PLC的三大流派。1.2.2国内研究现状我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州钢铁机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用[4,5]。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。目前，我国在PLC应用方面是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿元；应用行业也很广，但与其他3国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需加大投入。1.3研究的主要内容及结构本文正对目前人工操作的分拣方式，设计一款自动的正次品分拣机的控制系统，主要研究内容如下：首先，分析本次设计的背景以及工程实践意义，同时分析了解目前国内外工业自动化控制的发展现状，进而提出本次课题研究的内容。其次，分析自动分拣系统的机构和工作原理，并在此基础上提出控制指标，设计控制系统的整体方案。再次，根据设计的整体控制方案，设计系统的硬件原理图，主要包括PLC的选型、I/O分配以及接口电路设计等几个方面。最后，根据硬件电路图设计系统的软件控制程序，采用梯形图语言。4第2章分拣装置结构及总体设计在设计控制系统之前，需要对被控对象有一个较为清晰的认识，同时需要对控制要求有一个明确的了解，本章就分拣机的结构和工作过程以及控制要求等方面做一个详细的解释，在此基础上提出本次设计的主控制方案。2.1分拣机工作过程简述正次品分拣机的简易结构如图2-1所示，系统中产品在传送带上自动的向前输送，传送带由电动机带动，在传送到两旁有两个次品检测装置，分别为S1、S2，当检测到次品时，就启动剔除装置Y将次品剔除，而正品可以通过。具体的工作过程如下。S1S2次品正品电动机Y图2-1正次品分拣机结构图首先，用启动和停止按钮控制电动机的启动和停止。在电动机运行的状态下，传送带运行，被检测的产品（包括正、次品）在皮带上5运送。其次，产品（包括正、次品）在皮带上运送时，S1（检测器）检测到的次品，经过5秒传送，到达次品剔除位置时，启动电磁铁Y驱动剔除装置，剔除次品（电磁铁通电0.1秒），检测器S2检测到的次品，经过3秒传送，启动Y，剔除次品；正品继续向前输送。最后，系统循环运行，知道传送带上没有产品，按下停止按钮，系统停止。2.2系统的设计指标本次设计的控制指标具体如下：(1)设计完整的控制系统原理图和程序；(2)系统实现自动的区分正次品，同时可以将次品剔除；(3)系统工作效率高，节约人工成本；(4)系统具有较高的正确率，可以将次品正确的剔除。2.3控制系统总体方案本次设计采用PLC作为主控制器，设计的系统总体方框图如图2-2所示。PLC功能按钮次品检测1次品检测2传动电动机指示灯次品剔除装置图2-2控制系统总体方案图6本次设计的系统采用PLC