大小球分拣系统课程设计23543048

大小球分拣系统课程设计23543048

课程设计（论文）题目：大小球分拣系统设计

设计名称：机电传动控制

班级学号：1101014206

学生姓名：关庆丰

指导教师：李岩姚旭东

2014年01月03日

成绩评定表

课程设计任务书

学院机械设计学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名关庆丰班级学号 1101014206

课程设计题目大小球分拣系统设计

实践教学要求与任务:

1.设计内容：

1）完成《指导书》中要求的工作循环

2）要求有四种工作方式：手动、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。

5）按复位按钮，吸盘立即回原位。

2.设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

工作计划与进度安排:

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试4天

3）说明书撰写1天

4）答辩1天

指导教师：

李岩姚旭东

2014年月日专业负责人：陈白宁

2014年月日

学院教学副院长：

2014年月日

目录

前言 (4)

1 课程设计的任务和要求 (5)

1.1 课程设计的任务 (5)

1.2 课程设计的基本要求 (6)

2 总体设计 (7)

2.1 PLC的选型 (7)

2.2 I/O端口图 (8)

3 PLC程序设计 (10)

3.1 设计思想 (10)

3.2 顺序功能图 (10)

3.3 PLC梯形图 (12)

4 程序调试说明 (21)

5 结束语 (22)

6 参考文献 (22)

前言

机械手的作用正越来越多的被人们所认识，其中一条，它能代替人们的辛勤劳动还能完成生产工艺的要求，机器它能自己独立并且完美的遵循一定的程序、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环境，加快自动化和实现工业生产机械化的步伐。因此，受到各单位的重视并加以研究，尤其在危险的，不能人工操作的环境里，应用的更为广泛。在我国，最近发展的较快，并取得了一定的成果。本课题开发大小球分拣系统，采用德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下，左右，抓取进行控制。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制其完成各种动作。

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

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)要求有四种工作方式：手动、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5按复位按钮，吸盘立即回原位

2 总体设计

2.1 PLC的选型

因为在设计程序时总共用到了19个输入信号和7个输出信号，这样CPU的输入端子要多一些以满足要求，因此在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器CPU 226 AC/DC/继电器。PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为此控制系统的主机。

选用CPU226的特点，其基本参数如下：

本机数字输入：32路数字量输入

本机数字输出：16路数字量输出

内部存储器位：256位

定时器总数：256定时器

计数器总数：256计数器

电源电压允许范围：AC85~264V

输入电流仅CPU/最大负载：35/100 mA,AC 240V

电压范围：DC20.4~28.8V

电流限制：约1.5A

2.2 I/O端口图

图3 I/O端口

图4 外部接线图

3 PLC程序设计

3.1 设计思想

当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关开关闭合。

启动装置后，捡球装置下行，若碰到的是小球，则下限位为闭合状态；若碰到的是大球，则下限位为关闭状态。

吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。

如果吸起的是大球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然后返回到原位。

3.2 顺序功能图

图5 自动程序的顺序功能图

3.3 PLC梯形图

图6 主程序梯形图

图7公用程序梯形图

图8手动程序梯形图

图9 回原点程序梯形图

图10 自动程序梯形图

4 程序调试说明

仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的ASCⅡ文件，然后在下载到仿真PLC中去。

在仿真软件中执行菜单命令“文件”→“装载程序”，在出现的对话框中选择下载什么块，点击“确定”按钮后，在出现的“打开”对话框中双击要下载的*.awl文件，开始下载。下载成功后，CPU模块上出现下载的ASCⅡ文件名称，同时会出现下载的程序代码文本框和梯形图（见下图）。

执行菜单命令“PLC”→“运行”，开始执行用户程序。如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能，执行菜单命令“PLC”→“运行”后，出现的对话框显示出仿真软件不能识别的指令。点击“确定”按钮，不能切换到RUN模式，CPU模块右侧的“RUN”LED的状态不会变化。

可以用鼠标点击CPU模块下面的开关板上的小开关来模拟输入信号，通过模块上LED观察PLC输出点的状态变化，来检查程序执行的结果是否正确。

如调试本课设中的手动程序，先点击CPU模块的I1.4手动输入端开关，再点击上行按钮开关I0.6,这样就会观察到CPU模块上的Q0.2对应的LED灯亮，再点击上限位