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唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞唐山工业职业技术学院毕业设计说明书设计题目_用PLC实现传送分拣机的控制__学生姓名王小飞班级05机电51专业____机电一体化______设计指导教师___任伟______________2010年4月30日唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞用PLC实现传送分检机的控制【摘要】机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，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条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的日本松下FP-XL40系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞目录1前言……………………………………………………………………………………11.1PLC的定义………………………………………………………………………11.2PLC控制系统设计的原则和内容………………………………………………21.3国内研究现状及发展趋势………………………………………………………22传送分检机的工作过程及控制要求…………………………………………………32.1系统的功能………………………………………………………………………32.2分拣大小球系统的工作原理……………………………………………………32.3自动循环动作顺序………………………………………………………………43传送分检机的控制应用设备及元器件………………………………………………53.1按钮和行程开关的选择…………………………………………………………53.2接近开关、转换开关、刀开关的选择…………………………………………63.3时间继电器、接触器的选择……………………………………………………63.4熔断器、电动机的选择…………………………………………………………73.5电磁阀的选择……………………………………………………………………73.6主电路与电源电路…………………………………………………………………83.7PLC外部接线图……………………………………………………………………94传送分检机控制编程方式………………………………………………………………104.1顺序功能图…………………………………………………………………………105传送分检机控制编程方式………………………………………………………………115.1自动程序梯形图……………………………………………………………………116总结………………………………………………………………………………………137参考文献……………………………………………………………………………………14唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞11前言1.1PLC的定义国际电工委员在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC作了如下定义:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计.它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计.”PLC控制一般具有可靠性高、易操作性、灵活性强等特点可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。(1).PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。(2).PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了mlTR使可靠性提高。(3).PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。(4).PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。(5).在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件:采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。(6).PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方面:(1)、操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞2(2)、编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程。(3)、维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。灵活性，PLC的灵活性表现在以下几个方面:(1).编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。(2).扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。(3).操作的灵活性。操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。1.2PLC控制系统设计的原则和内容。PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。保证控制系统的安全、可靠。同时采取“软件兼施”的办法。考虑到生产的发展和工艺的改进，选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题，如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品和安全为目标，则应将系统可靠性放在设计的重点，设置考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经常变更，则事先充分考虑。1.3国内研究现状及发展趋势在国内70年代末和80年代初,我国随国外成套设备,专用设备,引进了不少国外的PLC.在传统设备改造和新设备设计中PLC的应用逐年增加,取得良好效果,PLC在我国的应用越来越广泛.作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC市场的国内参与者却需要唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞3尴尬地面对这样一个局面，即在高达31亿的PLC市场总需求中，国产PLC不到整个市场份额1％。在国外，在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。近几年来,从事PLC产品研究、制造、销售的单位也日益增多,PLC正在为我国制造业的自动作出贡献。PLC技术正在迅速发展之中,我们应该通过引进、消化,吸收、创新,形成我们自己的拳头产品。2传送分检机的工作过程及控制要求2.1系统的功能为实现大小球的分捡控制，所设计系统程序必须实现以下主要功能：1）该系统可完成大小球的自动识别，自动运送和自动到大球缸和小球缸释放对应的球。2）该系统在发生故障时，捡球装置必须复位。2.2分捡大小球系统的工作原理当捡球装置停在左极限SQ1处时，按下启动按钮SB2，捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关SQ5时，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（KM）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时看捡球平板碰到的SQ5来判断是吸住的大球还是小球，如果下降1s后，下降到位则说明吸住的是大球，若1s后未能下降到位，则说明吸住的是小球。当吸住钢球后，捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，SQ3为小球位限位开关，SQ2为大球位限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，则要到碰到SQ2才停止右行，下降到下限开关位置，断电释放钢球，然后上升到上限开关位置停止上升，开始左行，碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到SQ3就停止右行，下降到下限开关出停止下行，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，开始左行，到左极限停止左行，重新开始新一轮捡球过程，如此反复执行。（吸球时间为1s，释放球时间也为1s）2.3自动循环动作顺序唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞4（1）当系统处于原点位置时（机械手的上升、下降机构处于上极限位，左移、右移机构处于左极限位，而且吸球的电磁铁失电时，为系统的原点位置条件），按起动按钮，机械手下降；（2）下降1s后，若下降到位则是大球（若1s后未能下降到位，则是小球），不管是大球还是小球，电磁铁都得电，吸球；（3）吸球延时1s，确保吸牢，机械手上升；（4）上升到位，右移；（5）右移到小球球筐位（若是大球则右移到大球球筐），下降；（6）下降到位，电磁铁失电，放球；（7）放球延时1s，确保放松，机械手上升；（8）上升到位，左移；（9）左移到位，根据工作方式继续循环或停止。机械手用来分选钢质大球和小球如图所示.表一:行程开关SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5左极限位小球球筐位大球球筐位上极限位下极限位表二:机构动作的执行元件YAYV1YV2KM1KM2吸球电磁铁下降电磁阀上升电磁阀左行接触器右行接触器4I/O分配表I的输入分配表唐山工业职业技术学院自动化系.........................................05机电51班.......王小飞5信号SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5QS1SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8作用左限位小球右限位大球右限位上限位下限位手动起动停止吸合释放上升下降右行左行输入X1X3X2X4X5X6X7X8X9XAXBXCXDXEO的输出分配表信号作用输出YA吸球电磁铁Y0YV2上升Y1YV1下降Y2KM1左行Y3KM2