大小球分拣系统设计

机床电气与PLC技术课程设计与实训
说明书
姓名：李泊岑
班级： 13101703
学号： 1310111018
专业：机械电子工程
组别：十六组
日期：2015.12.21-2015.12.31
指导教师：王伟
成绩：
目录
前言 (3)
一、题目 (5)
1.1示大小球分拣系统设计 (6)
二、解答 (7)
2.1 确定输入输出量 (7)
2.2 PLC的选型原则 (7)
2.3工作原理 (7)
2.4 I/O分配表 (8)
2.5功能表图 (9)
2.6梯形图 (12)
2.7语句表 (13)
三、实训总结 (14)
参考文献 (15)
前言
在现在化的生产中，生产机械的自动化程度反映了工业生产发展的水平。

现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上单纯的机械系统，而是机电一体化的综合系统电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。

机与电，传动与控制已经成为不可分割的整体。

所谓的机电传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称，它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动，停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。

机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备，生产线，车间，甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则指通过控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的曾加，质量的提高，生产成本的降低，工人劳动的条件的改善的以及能量的合理利用。

机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。

单就机电而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。

所谓成组拖动，就是一台电动机拖动一根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率
低，劳动条件差，一旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车；所谓但电动机的拖动，就是用一台电动机拖动一台生产机械，它虽然较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，机械传动机构复杂；多电动机拖动，即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，所以，现在化机电传动基本上均采用这种拖动形式。

随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。

减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。

自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。

采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。

因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采
用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

本设计就PLC在机械控制上的应用作了详细阐述。

1 课程设计的任务和要求
1.1 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
开始
原位时，SQ3和SQ1被压下
启动装置后，操作杆下行
SQ2闭合？
是大球
N 是小球
Y
吸起球上行，压下SQ3
后，右行
压下SQ5后下行压下SQ2后，球放到球
箱，返回原位吸盘的电磁阀线圈通电
吸盘的电磁阀线圈通电
吸起球上行，压下SQ3
后，右行
压下SQ4后下行
压下SQ2后，球放到球
箱，返回原位
图2 大小球分拣系统流程图
1.2 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)要求有三种工作方式：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
二、解答
2.1 确定输入输出量
分析题意，确定输入输出量。

输入9个点，输出7个点，共16个I/O 点。

2.2 PLC的选型原则
在PLC 系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC 工程设计选型。

工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。

PLC 及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC 应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC 的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。

熟悉可编程控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC 和设计相应的控制系统。

一般在选择PLC 时考虑以下几方面：一、输入输出（I/O）点数的估算
二、存储器容量的估算
三、控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能特性的选择。

根据题目我选择了日本的欧姆龙（OMRON）公司生产的30 点CPM1A 可编程控制器。

2.4 I/O分配表
输入输出
左限位SQ1 00001 下降YV1 01000 下限位SQ2 00002 吸/放球YV2 01001 上限位SQ3 00003 上升YV3 01002 小球右限SQ4 00004 右行YV4 01003 大球右限SQ5 00005 左行YV5 01004 下降SB6 00006 声报警BP 01005 上升SB7 00007 光报警HL 01006 启动SB8 00107
停止SB9 00108
2.5功能表图
3.3 PLC梯形图
2.7语句表
LD P_First_Cycle LD 201.07 ANDNOT 0.07 ORLD
LD 200.08
AND TIM001 ORLD
OR 200.00 ANDNOT 200.01 OUT 200.00
LD 200.00
AND 1.07
LD 200.07 ANDNOT CNT000 ORLD
OR 200.01 ANDNOT 200.02 ANDNOT 201.02 OUT 200.01
LD 200.01
AND 0.02
OR 200.02 ANDNOT 200.03 OUT 200.02
LD 200.02
AND 0.03
OR 200.03
ANDNOT 200.04
OUT 200.03
LD 200.03
AND 0.04
OR 200.04
ANDNOT 200.05
OUT 200.04
LD 200.04
AND 0.02
OR 200.05
ANDNOT 200.06
OUT 200.05
LD 200.05
AND 0.04
OR 200.06
ANDNOT 200.07
OUT 200.06
LD 200.01
ANDNOT 0.02
OR 1.02
ANDNOT 201.03
OUT 201.02
LD 201.02
AND 0.03
OR 201.03
ANDNOT 201.04
OUT 201.03
LD 201.03
AND 0.05
OR 201.04
ANDNOT 201.05
OUT 201.04
LD 201.04
AND 0.02
OR 201.05
ANDNOT 201.06
OUT 201.05
LD 201.05
AND 0.05
OR 201.06
ANDNOT 201.07
OUT 201.06
LD 200.06
AND 0.01
LD 201.06
AND 0.01 ORLD
OR 201.07 ANDNOT 200.00 ANDNOT 201.07 OUT 201.07
LD 201.07
AND 0.07
OR 200.07 ANDNOT 200.01 ANDNOT 200.08 OUT 200.07
LD 200.07
AND CNT000 OR 200.08 ANDNOT 200.00 OUT 200.08
LD 200.01
TIM 001 #0020 LD 200.01
OR 200.04
OR 201.04
OUT 10.00
LD 200.02
OR 200.05
OR 201.02
OR 201.05
OUT 10.01
OUT 10.02
LD 200.03
OR 201.03
OUT 10.03
LD 201.06
OUT 10.04
LD 200.07
LD CNT000 CNT 002 #005 LD 200.08
TIM 003 #0050 OUT 10.05
OUT 10.06
三、实训总结
感谢王伟老师在这次实训中的不倦教诲。

祝老师新年快乐。

就此课程设计就要告一段落，纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。

通过此次设计，了解了PLC机械手在大小球分选系统的工作原理，首次学习了一些机械手的工作原理及使用方法。

其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。

通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。

为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在王老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。

通过实践，巩固了理论知识的学习，提高了实际应用所学知识的能力，还积累了许多宝贵的经验。

在这次的设计实践过程中，我认识到不管做什么事，尤其是科学实践，都需要大胆假设，小心求证。

任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做，否则即使很快做出来，但经不起推敲和考验。

对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。

参考文献
[1]《机床电气与plc应用技术》
主编：刘耀元王欣北京:北京理工大学出版社，2011.6 [2]《可编程控制器及其网络系统的综合应用技术[S]
主编：李全利北京:机械工业出版社,2005
[2]《机械设计手册[S]》
主编：成大光北京:化学工业出版社,2000。