大小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试
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目录
引言 (2)
第一章课程设计要求及任务 (3)
1.1设计要求 (3)
1.2设计任务 (3)
第二章系统总体方案设计 (4)
2.1大、小球分拣传送机械系统的功能 (4)
2.2大、小球分拣传送机械系统的结构 (4)
2.3大、小球分拣传送机械的设计思想 (5)
2.4主电路设计 (5)
2.5确定I/O信号数量,选择PLC的类型 (6)
2.6确定电器元件I/O分配表 (7)
2.7控制系统的接线图 (7)
第三章控制系统设计 (8)
3.1大、小球分拣传送机械的运行流程 (8)
3.2大、小球分拣传送机械控制程序流程图 (9)
3.3大、小球分拣传送机械控制程序的梯形图 (10)
3.4大、小球分拣传送机械控制程序的语句表 (12)
第四章结束语 (16)
参考文献 (17)
引言
本课程设计主要对PLC程序的结构、特点、各器件的性能以及对被公职对象的控制过程进行具体研究,并通过PLC来实现对大小球分拣系统的控制,随着工业自动化、机械化进程的加速,自动控制正在逐步取代传统的人工控制,在改善工作人员的工作环境的同时也使生产效率大大提升,为了最大限度的满足被控制对象和生产过程的控制。在本课程设计中对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求,试用PLC后,将很容易实现。在满足控制要求前提下,采用多种控制模式来对被控制对象进行安全可靠的控制操作,使功能更加全面,其中包括手动控制,自动控制模式,使其操作更强,便于企业各类人员操作,另外,该系统的手动控制模式,也使生产设备的检测和维护更加方便。
关键字PLC,大小球分拣,机械臂
第一章课程设计要求及任务
1.1设计要求
1.大、小分拣传送机械示意图
2.
(1)机械臂起始位置在机械原点(见图),为左限、上限并有显示。
(2)有起动按钮和停止按钮控制运行,设停止时机械臂必须已回到原点。
(3)起动后,机械臂动作顺序为:下降→吸球→上升(至上限)→右行(至右限)→下降→释放→上升(至上限)→左行返回(至原点)。
(4)机械臂右行时有小球右限(LS4)和大球右限(LS5)之分;下降时,当电磁铁压着大球时,下限开关LS2断开(=“0”);压着小球时,下限开关LS2接通(=“1”)。
1.2设计任务
1、根据控制要求,进行电气控制系统硬件电路设计,包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
2、根据控制要求,编制PLC应用程序。
3、编写设计说明书,内容包括:
①设计过程和有关说明。
②基于PLC的电气控制系统电路图。
③PLC控制程序(梯形图和指令表)。
④电器元器件的选择和有关计算。
⑤电气设备明细表。
⑥参考资料、参考书及参考手册。
⑦其他需要说明的问题,例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。
第二章系统总体方案设计
2.1大、小球分拣传送机械系统的功能
大小球分拣传送机械的控制功能要求为:
1)原位:机械手原始状态为左上角原位处,即上限开关LS3及左限开关LS1压合,同时机械手处于放松状态和球槽内有球(接近开关PS吸合),这时原位显示亮,表示准备就绪。
2)按下启动按钮SB1后,机械手下降,经过2s后机械手一定会碰到球。如果同时碰到下限开关LS2,则一定是小球;如果此时未碰到下限开关LS2,则一定是打球。
3)机械手吸住球后就提升,碰到上限开关LS3后就右行。
4)如果是小球,则右行到LS4处;如果是大球,则右行到LS5处。
5)机械手下降,当碰到下限开关LS2时,将小球释放到小球容器中;如果是大球,则释放到大球容器中。
6)释放后机械手提升,碰到上限开关LS3后,左行。
7)左行至碰到左限开关LS1时停下来,至此,一个工作循环结束。2.2大、小球分拣传送机械系统的结构
大小球分拣传送机械的工作示意图如图2-1所示。
图2-1 大小球分拣传送机械的工作示意图
2.3 大、小球分拣传送机械的设计思想
当输送机处于起始位置时,上限位开关和左限位开关被压下,极限开关断开。
启动装置后,捡球装置下行,一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是小球,则压力传感器仍为断开状态;若碰到的是大球,则压力传感器闭合状态。
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。
2.4主电路设计
大、小球分拣传送实质上是由电动机控制的机械臂完成,其主电路就是电动
机的正反转电路。主电路电路图如图2-2所示。主电路采用两个电动机、四个接触器即正转接触器QA1(QA3)和反转接触器QA2(QA4)控制。当接触器QA1(QA3)的三对主触头接通时,三相电源的相序按U―V―W接入电动机。当接触器QA1(QA3)的三对主触头断开,接触器QA2(QA4)的三对主触头接通时,三相电源的相序按W―V―U接入电动机,电动机就向相反方向转动。利用两台电动机的正反转,分别控制机械臂的上、下、左、右行。
图2-2主电路电路图
2.5 确定I/O信号数量,选择PLC的类型
对于开关量控制系统的应用系统,当对控制要求不高时,可选用小型PLC(如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC)就能满足要求,如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。
对于以开关量控制为主,带有部分模拟量控制的应用系统,如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制,应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块,配接相应的传感器、变送器和驱动装置,并且选择运算功能较强的中小型PLC,如西门子公司的S7-300系列PLC 或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。
对于比较复杂的中大型控制系统,如闭环控制、PID调节、通信联信网等,可选用中大型PLC(如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC)。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时,应根据各部分的具体要求来选择PLC,组成一个分布式的控制系统。
PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上,省去插接环节,体积小,每一I/O点的平均价格比模块式的便宜,适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。模块式PLC的功能扩展,I/O点数的增减,输入与输出点数的比例,都比整体式灵活。维修更换模块、判断与处理故障快方便,适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。在使用时,应按实际具体情况进行选择。
根据系统分析得输入点有13个,分别为I0.0-I1.4;输出点有5个,分别为Q0.0-Q0.4 I/O点共16个。
结合以上几点,在设计PLC机械手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--224)PLC。