生产线自动装箱的PLC控制课程设计

机械系统传动与控制课程设计说明书

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目录

1 课程设计的内容及目的

2 总体方案设计

2.1 控制要求的分析

2.2 控制方式选择

3 控制系统设计

3.1 原理图

3.1.1 主电路

3.1.2 地址分配

3.2 接线图

3.3 元件选型

3.4 PLC程序

4 课程设计总结

5 附录

附表1：元器件选型明细表

附图2：原理图

附图3：接线图

1 课程设计的内容及目的

对生产线上某种产品自动按指定数量（如12个）装箱，产箱装箱前及装箱后都由传送带传送。

生产线自动装箱控制装置示意图如图所示，生产产品由传送带A传送，装入由B传送的空箱中。每12个产品装入一箱，当传送带A传送12个产品装入一箱后，传送带B将该箱产品移走，并传送下一个空箱到指定位置等待传送带A传送来的产品。

图1装箱流程图

2 总体方案设计

2.1 控制要求的分析

用PLC控制整个控制装置要达到以下要求:

1、按下控制装置启动按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱体前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。

2、传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落入箱内，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达到12个时，传送带A制动停车，传送带B启动运行。

3、上述过程周而复始进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。

4、应有必要的信号指示，如电源有电、传送带A工作和传送带B工作等。

5、传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。

2.2 控制方式选择

1 当按下控制装置的自动控制按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。

2 传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落入箱内，由传感器检测产品数量达12个时，传送带A制动停止，传送带B启动运行。

3 上述过程循环地进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止，其工作流程图如图2-3所示。

4 当按下手动选择按钮后，系统停止上述的自动控制运行，而可以手动进行控制传送带A和传送带B的运行，以便于调试和维修。

3 控制系统设计

3.1 原理图

3.1.1 主电路

3.1.2 地址分配

根据自动装箱系统的控制要求,系统应有手动控制和自动控制功能。系统的具体设计过程如下：

（1） I/O点数的估算

a、系统输入信号：

自动控制按钮，需要1个输入端；

停止按钮，需要1个输入端；

手动控制时，传送带A和传送带B独立点动控制按钮需要2个输入端；

产品数量检测信号SQ1和空箱位置检测信号SQ2，需要2个输入端；

以上共需6个输入信号点。

B、系统输出信号：

传送带A和传送带B，需用2个控制输出端；

系统上电指示和手动指示、装箱指示需要3个输出端。

以上共需5个输出信号点。

3.2 接线图

3.3 元件选型

3.3.1 光电传感器概述

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号(可见及紫外镭射光)转变成为电信号的器件。

光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、

振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。

由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射到光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关。

3.3.2光电传感器工作原理

光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为:发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

3.3.3 PLC选型

为了以后系统能够升级或拓展，一般在系统设计的基础上应该多10%-15%。所以该系统的输入输出点数为16点。根据三菱PLC选型表，选择的PLC为三菱FX2N -16MR-001