PLC在大小球分揀傳送裝置中的應(yīng)用word格式

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1、中圖分類號： 密級： UDC： 編號： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目名稱：PLC在大小球分揀傳送裝置中的應(yīng)用 學(xué) 生 姓 名：周樹奎 專業(yè)名稱： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣09-2 學(xué) 制： 三年 學(xué) 號： 0950193239 學(xué)歷層次： 專 科 指導(dǎo)教師： 李珊珊 評 閱 人：

2、李珊珊 論文（設(shè)計(jì)）提交日期： 2012 年 6 月12日 論文（設(shè)計(jì)）答辯日期： 2012 年 6 月18日 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 二○一二 年 六月 十八 日 摘要 本設(shè)計(jì)是研制自動化程度高、工作可靠、穩(wěn)定的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，使其完成分揀大小球的全自動的機(jī)械設(shè)計(jì)。本文闡述了應(yīng)用西門子公司的具有高性能價格比的微型可編程控制器S7-200 PLC的自動分揀大小球控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了學(xué)習(xí)中講述的可編程控制器（PLC）的多方面的設(shè)計(jì)知識和方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂從原點(diǎn)的下降、判斷、抓取、上升、擺動、釋放、還原等一系列的動作完成這一工序。這一控制系

3、統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，充分體現(xiàn)了PLC系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用，PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能，根據(jù)設(shè)計(jì)和不同的需求改變數(shù)據(jù)和狀況，還可以使其應(yīng)用的范圍更加廣泛。 關(guān)鍵詞：西門子、可編程控制器、自動控制、大小球分揀 目錄 第一章 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識 1 1.1 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn) 1 1.1.1PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成 1 1.1.2 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 2 1.2 PLC的產(chǎn)

4、生與定義 2 1.3 PLC的結(jié)構(gòu) 3 1.3.1 LC的基本組成 3 1.4 PLC的應(yīng)用、分類及程序語言 6 1.4.1 PLC的應(yīng)用 6 1.4.2 PLC的分類 7 1.4.3 PLC程序語言 7 第二章 PLC的基本指令介紹 8 2.1 基本邏輯指令 8 2.1.1 位邏輯指令 8 2.1.2 置位/復(fù)位指令 10 2.1.3 定時器指令 10 2.2 順序控制指令 11 2.2.1 順序控制指令介紹 11 2.2.2 順控指令的使用 11 2.2.3 使用說明 12 第三章 PLC在大小球分揀系統(tǒng)中的設(shè)計(jì) 13 3.1 PLC分揀大小球的控制要求

5、 13 3.2分揀大小球的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 14 3.3分揀大小球控制接線圖 15 3.3.1 大小球分揀控制電路圖 15 3.3.2 接線時注意事項(xiàng) 15 第四章 大小球分揀系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì) 17 4.1 I/O點(diǎn)分配 17 4.2 程序指令表 17 4.3 狀態(tài)流程圖 18 4.4 程序梯形圖 18 4.5 程序調(diào)試 25 總結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致謝 28 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識 1.1 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn) 1.1.1 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成 通常機(jī)械設(shè)備的電氣控制主要由控制電器、保護(hù)電器和電動

6、機(jī)等組成。如圖1-1所示的某臺設(shè)備電氣系統(tǒng)控制柜包括PLC、斷路器、變頻器、交流接觸器、中間繼電器、熱繼電器和變壓器等主要電氣器件。 PLC 熔斷器 熱繼電器 接觸器 斷路器 變頻器 中間繼電器 變壓器 圖1-1 內(nèi)裝PLC的電氣控制柜 圖1-2所示為繼電器電氣控制系統(tǒng)和PLC電氣控制系統(tǒng)框圖?？梢钥闯觯鼈兊目刂品绞讲煌?，繼電器控制屬于繼電器硬件連線控制方式，PLC控制屬于存儲程序控制方式。PLC利用程序中的“軟繼電器”取代傳統(tǒng)的物理繼電器，使控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)大大簡化，具有體積小、價格便宜、維護(hù)方便、編程簡單、控制功能強(qiáng)、可靠性能高等

7、一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，目前PLC電氣控制系統(tǒng)在各個行業(yè)機(jī)械設(shè)備的電氣控制中得到非常廣泛的應(yīng)用。 按鈕下達(dá)指令 按鈕下達(dá)指令 PLC程序 控制邏輯 繼電器連線 控制邏輯 接觸器 接觸器器 電動機(jī) 電動機(jī) （a）繼電器電氣控制系統(tǒng) （b）PLC電氣控制系統(tǒng) 圖1-2 電氣控制系統(tǒng)框圖 圖1-3給出了一個PLC控制簡圖，說明PLC電氣控制系統(tǒng)的工作原理。在圖2-3中，啟動/停止按鈕分別接PLC的輸入端I0.0和I0.1,交流接觸器的線圈接PLC的輸出端Q0.0，PLC程序?qū)?停止

8、按鈕的狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果決定了輸出端Q0.0是否接通或斷開交流接觸器線圈的電源，從而控制電動機(jī)的工作狀態(tài)。 圖1-3 PLC控制簡圖 1.1.2 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）硬件結(jié)構(gòu)簡單 繼電器控制邏輯是通過大量的物理繼電器連線來實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；而PLC控制邏輯是由程序（軟繼電器）構(gòu)成，取消了中間繼電器和時間繼電器等控制器件，大大簡化了硬件連線。 （2）邏輯控制更改方便 要改變繼電器控制邏輯必須重新接線 ，工作量很大，因此有的用戶寧愿拆除舊的控制柜面而另外重新做一個電氣控制柜；而修改PLC的控制邏輯只需要重新編寫或更改用戶程序即可。 （3）系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)方便

9、PLC性能指標(biāo)高，抗干擾性強(qiáng)，能在工業(yè)生長環(huán)境下長期穩(wěn)定的工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，PLC控制系統(tǒng)的電氣故障僅為相應(yīng)功能的繼電器控制系統(tǒng)故障的5%。當(dāng)電路發(fā)生故障時，可根據(jù)PLC輸入/輸出端的LED顯示來判斷產(chǎn)生故障的部位，迅速的排出故障。 1.2 PLC的產(chǎn)生與定義 自20世紀(jì)60年代起，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)呈現(xiàn)多品種、小批量的趨勢，而當(dāng)時各種生產(chǎn)流水線的電氣控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器-接觸器控制系統(tǒng)構(gòu)成的，產(chǎn)品的每次變更都直接導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)和安裝。為了盡可能減少重新設(shè)計(jì)和安裝電氣系統(tǒng)的工作量，人們設(shè)想利用計(jì)算機(jī)的控制功能制造一種新型的工業(yè)控制裝置。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出第

10、一臺可編程控制器，在美國通用汽車公司的自動裝配線上使用，取得了巨大的成功。之后，PLC很快在世界各國的工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。 國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。” 總之，PLC是一臺專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有多種類型的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)

11、動能力。PLC產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時，其硬件要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件要根據(jù)用戶的控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.3 PLC的結(jié)構(gòu) 1.3.1 PLC的基本組成 PLC主要由CPU、存儲器、I/O接口、通信接口和電源等幾部分組成，如圖2-5所示。 輸出接口 輸入接口 CPU 存儲器 電源 通信接口 圖1-5 PLC的硬件結(jié)構(gòu) （1）中央處理器CPU CPU是PLC的邏輯運(yùn)算中心，協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。 （2）存儲器 PLC的存儲器ROM（只讀存儲器）中固化著系統(tǒng)程序，用戶不可修改。存儲器RAM（隨機(jī)存儲器）中存放用戶程

12、序和工作數(shù)據(jù)，在PLC斷電時為了防止RAM中的信息丟失，由鋰電池供電。 （3）電源 PLC的電源是一種將外部電源轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部元器件使用的各種電壓（通常是5V、24V DC）的開關(guān)穩(wěn)壓電源。備用電源采用鋰電池。 （4）通信接口 通信接口是PLC與外界進(jìn)行交換信息和寫入程序的通道，S7-200系列PLC的通信接口類型是RS-485。 （5）輸入接口 輸入接口用來完成輸入信號的引入、濾波及電平轉(zhuǎn)換。輸入接口電路如圖1-6所示。輸入接口電路的主要器件是光耦合器。光耦合器可以提高PLC的抗干擾能力和安全性能，進(jìn)行高低電平（24V/5V）轉(zhuǎn)換。 圖1-6 PLC輸入接口電路 輸入接

13、口電路的工作原理如下：當(dāng)輸入端按鈕SB未閉合時，光耦合器中發(fā)光二極管不導(dǎo)通，光敏晶體管截止，放大器輸出高電平信號到內(nèi)部數(shù)據(jù)處理電路，輸入端口LED指示燈滅；當(dāng)輸入端按鈕ＳＢ閉合時，光耦合器中發(fā)光二極管導(dǎo)通，光敏晶體管導(dǎo)通，放大器輸出低電平信號到內(nèi)部數(shù)據(jù)處理電路，輸入LED指示燈亮。對于S7-200直流輸入系列的PLC，輸入端直流電源額定電壓為24V，輸入接口公共端1M既可以接24V的正極，也可以接24V的負(fù)極。 （6）輸出接口 PLC的輸出接口3種形式：繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出，如圖1-7所示。 圖1-7 PLC輸出接口電路 1、繼電器輸出電路： 該種輸出電路形式外接

14、電源既可以是直流，也可以是交流。PLC繼電器輸出電路形式允許負(fù)載一般是AC250V/50V以下，負(fù)載電流可達(dá)2A，容量可達(dá)80～100VA（電壓電流），因此，PLC的輸出一般不宜直接驅(qū)動大電流負(fù)載。 PLC繼電器輸出電路的形式繼電器觸點(diǎn)的使用壽命也有限制。此外，繼電器輸出的響應(yīng)時間也比較慢（10ms）左右，因此，在要求快速響應(yīng)的場合不適合使用此種類型的電路輸出形式。當(dāng)連接感性負(fù)載時，為了延長繼電器觸點(diǎn)的使用壽命，對于外接直流電源時的情況，通常應(yīng)在負(fù)載兩端加過電壓抑制二極管；對于交流負(fù)載，應(yīng)在負(fù)載兩端加RC抑制器。 2、晶體管輸出電路： 晶體管輸出電路形式相比于繼電器輸出響應(yīng)快，適用于要

15、求快速響應(yīng)的場合；由于晶體管是無機(jī)械觸點(diǎn)，因此比繼電器輸出電路形式的壽命長。晶體管輸出型電路的外接電源只能是直接電源，這是其應(yīng)用局限的一方面。另外，晶體管輸出驅(qū)動能力要小于繼電器輸出，允許負(fù)載電壓一般為DC5V～30V，允許負(fù)載電流為0.2A～0.5A。這兩點(diǎn)的使用晶體管輸出電路形式時要注意。 3、雙向晶閘管輸出電路： 雙向晶閘管輸出電路只能驅(qū)動交流負(fù)載，響應(yīng)速度也比繼電器輸出電路形式要快，壽命要長。雙向晶閘管輸出的驅(qū)動能力要比繼電器輸出的要小，允許負(fù)載電壓一般為AC85～242V；單點(diǎn)輸出電流為0.2A～0.5A，當(dāng)多點(diǎn)共用公共端時，每點(diǎn)的輸出電流應(yīng)減?。ㄈ鐔吸c(diǎn)驅(qū)動能力為0.3A的雙向晶

16、閘管輸出，在4點(diǎn)共用公共端時，最大允許輸出為0.8A/4點(diǎn)）。 對于電阻負(fù)載而言，繼電器輸出的PLC每點(diǎn)電流為為2A，個別型號的PLC每點(diǎn)負(fù)載電流高達(dá)8～10A，晶閘管和晶體管輸出型PLC負(fù)載電流一般在0.3～0.5A 1.4 PLC的應(yīng)用、分類及程序語言 1.4.1 PLC的應(yīng)用 PLC主要應(yīng)用于以下幾個方面。 （1）開關(guān)量邏輯控制 這是PLC最基本的控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。 （2）模擬量控制 除了開關(guān)量控制以外，PLC還可以接受、處理和控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、電壓、電流等。 （3）運(yùn)動控制 PLC可以控制步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)

17、和交流變頻器，從而控制機(jī)件的運(yùn)動方向、速度和位置。 （4）多級控制 PLC可以實(shí)現(xiàn)與其他PLC、上位機(jī)、單片機(jī)互相交換信息，組成自動化控制網(wǎng)絡(luò)。 1.4.2 PLC的分類 PLC按結(jié)構(gòu)形狀可分為整體式和模塊式。整體式的PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價格低的優(yōu)勢，適合一般電氣控制。整體式的PLC也稱為PLC的基本單元，在基本單元的基礎(chǔ)上可以加裝擴(kuò)展模塊以擴(kuò)大其使用范圍。模塊式的PLC是把CPU、電源、輸入接口、輸出接口等做成獨(dú)立的單元模塊，具有配置靈活，組裝方便、便于擴(kuò)展的優(yōu)勢，適合輸入輸出點(diǎn)數(shù)差異較大或有特殊功能要求的控制系統(tǒng)。 PLC按輸入/輸出接口（I/O接口）點(diǎn)數(shù)

18、可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)小于128點(diǎn)為小型機(jī)；I/O點(diǎn)數(shù)在129～512點(diǎn)為中型機(jī)；I/O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上為大型機(jī)。PLC的I/O接口數(shù)越多，其存儲容量也越大，價格也越貴，因此，在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時應(yīng)盡量減少使用I/O接口的數(shù)目。 1.4.3 PLC程序語言 用戶的PLC程序可以用如圖1-4所示的梯形圖語言或指令表語言編寫。梯形圖程序主要由觸電、線圈等軟元件組成，觸點(diǎn)代表邏輯的“輸入條件”，線圈代表邏輯的“輸出結(jié)果”,程序的邏輯運(yùn)算按從左到右、從上倒下的方向執(zhí)行。觸點(diǎn)和線圈等組成獨(dú)立電路稱為網(wǎng)絡(luò)，允許以網(wǎng)絡(luò)為單位，給梯形圖加注釋，通常程序按網(wǎng)絡(luò)編號的順序執(zhí)行

19、。 程序的梯形圖與繼電器系統(tǒng)電氣原理圖類似。梯形圖程序仿真電路中電流的流動，通過一系列的邏輯輸入條件，決定是否有邏輯輸出。一個梯形圖程序包括左側(cè)提供“電流”的母線，閉合的觸點(diǎn)允許電流通過它們流到下一個元件，而打開的觸點(diǎn)阻止電流的流動。例如，圖1-4所示的梯形圖程序中，當(dāng)觸點(diǎn)I0.0（常開觸點(diǎn)）閉合時，線圈Q0.0通電；當(dāng)觸點(diǎn)I0.1（常閉觸點(diǎn)）閉合時，線圈Q0.1通電。指令表語言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言。用戶既可以輸入梯形圖，也可以輸入指令表，梯形圖和指令表之間可由編程軟件自動轉(zhuǎn)化。 圖1-4 程序梯形圖和指令表 第二章 PLC的基本指令介紹 指令是用戶程序中最小的獨(dú)

20、立單位，由若干條指令順序排列在一起就構(gòu)成了用戶程序。 在S7-200的編程軟件中，用戶可以選用梯形圖LAD（ladder）、功能塊圖（Function Block Diagram）或語句表STL（Statement List）等編程語言來編制用戶程序。 語句表和梯形圖語言是一個完備的指令系統(tǒng)，支持結(jié)構(gòu)化編程方法，而且兩種編程語言可以相互轉(zhuǎn)化。在用戶程序中盡管它們的表達(dá)形式不同，但表示的內(nèi)容卻是相同或相似的。 2.1 基本邏輯指令 此類指令是PLC中最基本最常用的一類指令，主要包括位邏輯指令、堆棧操作指令、置位/復(fù)位指令、立即指令以及微分指令等。 2.1.1 位邏輯指令 位邏輯指令

21、主要用來完成基本的位邏輯運(yùn)算及控制。 （1）LD、LDN和=（Out）指令 LD（Load）、LDN（Load Not）：取指令。啟動梯形圖任何邏輯塊的第一條指令時，分別連接動合觸點(diǎn)和動斷觸點(diǎn)。 =（Out）：輸出指令。線圈驅(qū)動指令，必須放在梯形圖的最右端。 LD、LDN指令操作數(shù)為：I、Q、M、T、C、SM、S、V。 =指令的操作數(shù)為：M、Q、T、C、SM、S。 圖2-1 LD、LDN和=指令梯形圖及語句表應(yīng)用示例 （2）A和AN指令 A（And）：邏輯“與”指令，用于動合觸點(diǎn)的串聯(lián)。 AN（And Not）：邏輯“與非”指令，用于動斷觸點(diǎn)的串聯(lián)。 A和AN指令

22、的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、S、V。 圖2-2 A和AN指令梯形圖及語句表應(yīng)用示例 （3） O和ON指令 O（Or）：邏輯“或”指令，用于動合觸點(diǎn)的并聯(lián)。 ON（Or Not）：邏輯“或非”指令，用于動斷觸點(diǎn)的并聯(lián)。 O和ON指令的操作數(shù)為：I、Q、M、SM、T、C、S、V。 圖2-3 O和ON指令梯形圖及語句表應(yīng)用示例 （4）ALD指令 ALD（And Load）：邏輯塊“與”指令。用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。 ALD指令無操作數(shù)。 圖2-4 ALD指令梯形圖及語句表應(yīng)用示例 （5）OLD指令 OLD（Or Load）：邏輯塊“或”指

23、令。用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。 OLD指令無操作數(shù)。 圖2-5 OLD指令梯形圖及語句表應(yīng)用示例 2.1.2 置位/復(fù)位指令 （1）置位指令S S（SET）：置位指令，將從bit開始的N個元件置1并保持。 STL指令格式如下：S bit, N 其中，N的取值為1～255。 （2）復(fù)位指令R R（RESET）：復(fù)位指令，將從bit開始的N個元件置0并保持。 STL指令格式如下：R bit, N 其中，N的取值為1～255。 置位和復(fù)位指令應(yīng)用的梯形圖及指令表如圖2-6所示。 圖2-6 置位和復(fù)位指令應(yīng)用示例 2.1.3 定時器指令 定時器是PLC常用

24、的編程元件之一，S7-200系列PLC有三種類型的定時器，即：通電延時定時器（TON）、斷電延時定時器（TOF）和保持型通電延時定時器（TONR），共計(jì)256個。定時器分辨率（S）可分為三個等級：1ms、10ms和100ms。 2.2 順序控制指令 2.2.1 順序控制指令介紹 順序控制指令是PLC生產(chǎn)廠家為用戶提供的可使功能圖編程簡單化和規(guī)范化的指令。S7-200 PLC提供了三條順序控制指令。 一個SCR程序段一般有以下三種功能： (1) 驅(qū)動處理 即在該段狀態(tài)有效時，要做什么工作，有時也可能不做任何工作。 (2) 指定轉(zhuǎn)移條件和目標(biāo) 即滿足什么條件后狀態(tài)轉(zhuǎn)移到何處。

25、(3) 轉(zhuǎn)移源自動復(fù)位功能 狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移后，置位下一個狀態(tài)的同時，自動復(fù)位原狀態(tài)。 2.2.2 順控指令的使用 在使用功能圖編程時，應(yīng)先畫出功能圖，然后對應(yīng)于功能圖畫出梯形圖。如圖2-7所示為順序控制指令使用的一個簡單例子 圖2-7 順序控制指令使用舉例 2.2.3 使用說明 順控指令僅對元件S有效，順控繼電器S也具有一般繼電器的功能，所以對它能夠使用其它指令；SCR段程序能否執(zhí)行取決于該狀態(tài)器（S）是否被置位，SCRE與下一個LSCR之間的指令邏輯不影響下一個SCR段程序的執(zhí)行； 不能把同一個S位用于不同程序中； 在SCR段中不能使用JMP和LBL指令，就是說不允許

26、跳入、跳出或在內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，但可以在SCR段附近使用跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號指令； 在SCR段中不能使用FOR、NEXT和END指令； 在狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移后，所有的SCR段的元器件一般也要復(fù)位，如果希望繼續(xù)輸出，可使用置位/復(fù)位指令； 第三章 PLC在大小球分揀系統(tǒng)中的設(shè)計(jì) 3.1 PLC分揀大小球的控制要求 （1）根據(jù)工藝要求，該控制流程根據(jù)吸住的是大球還是小球有兩個分支，并且屬于選擇性分支。分支在機(jī)械臂下降之后根據(jù)下限開關(guān)LS2的通斷，分別將球吸住、上升、右行到LS4（小球位置I0.4動作）或LS5（大球位置I0.5動作）處下降，然后再釋放、上升、左移到原點(diǎn)。其順序功能圖如圖3-1所示。在圖3-1中有

27、兩個分支，若吸住的是小球 ，則I0.2為ON，執(zhí)行左側(cè)流程，若為大球，I0.2為OFF，執(zhí)行右側(cè)流程。 圖3-1 大小球分類傳送控制流程圖 （2）正常運(yùn)行時，按下啟動按鈕，系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)運(yùn)行。 （3）系統(tǒng)正在運(yùn)行時，突然按下停止按鈕，系統(tǒng)不能立即停止，要把當(dāng)前該周期運(yùn)行完后方可停止。 （4）當(dāng)系統(tǒng)正在運(yùn)行時，突然斷電后，要保證被抓球體不能被釋放， 來電后，手動控制回原點(diǎn)。 3.2 分揀大小球的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 下圖3-2為使用傳送帶將大小球分類選擇傳送裝置的示意圖。左上為原點(diǎn)，機(jī)械臂的動作順序?yàn)橄陆?、吸住、上升、右行、下降、釋放、上升、左行。機(jī)械臂下降時，當(dāng)電磁鐵壓著大球時，下

28、限位開關(guān)LS2（I0.2）斷開；壓著小球時，LS2接通，以此可判斷吸住的是大球還是小球。左、右移分別由Q0.4、Q0.3控制；上升、下降分別由Q0.2、Q0.0控制，吸球電磁鐵由Q0.1控制。 圖3-2 大小球分類傳送裝置示意圖 3.3分揀大小球控制接線圖 3.3.1 大小球分揀控制電路圖如圖3-3所示 圖3-3 控制接線圖 3.3.2 接線時注意事項(xiàng) （1）底部端子（輸入端子及傳感器電源） L+：內(nèi)部24VDC電源正極，為外部傳感器或輸入繼電器供電。 M：內(nèi)部24VDC電源負(fù)極，接外部傳感器負(fù)極或輸入繼電器公共端。 1M、2M：輸入繼電器的公共端口。 I0

29、.0～I(xiàn)1.5：輸入繼電器端子，輸入信號的接入端。 （2）頂部端子（輸出端子及供電電源） 交流電源供電：L1、N、GND分別表示電源相線、中線和接地線。交流電壓為85～265V。 直流電源供電：L+、M、GND分別表示電源正極、電源負(fù)極和接地。直流電壓為24V。 1L、2L、3L：輸出繼電器的公共端口。接輸出端所使用的電源。輸出各組之間是互相獨(dú)立的，這樣負(fù)載可以使用多個電壓系列（如AC220、DC24V等）。 Q0.0～Q1.1：輸出繼電器端子，負(fù)載接在該端子與輸出端電源之間。 （3）PLC不要與PLC公共接地。 第四章 大小球分揀系統(tǒng)的P

30、LC程序設(shè)計(jì) 4.1 大小球分揀系統(tǒng)的輸入/輸出端口分配 4.1.1 大小球分揀系統(tǒng)輸入/輸出分配表見表4-1 表4-1 輸入/輸出端口分配表 輸入 輸出 輸入繼電器 輸入元件 作用 輸出繼電器 輸出元件 控制對象 I0.0 SQ1常開觸點(diǎn) 主機(jī)啟動 Q0.0 中間繼電器KA1 機(jī)械臂下降 I0.1 LS1常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂左限 Q0.1 中間繼電器KA2 吸盤吸合 I0.2 LS2常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂下限 Q0.2 中間繼電器KA3 機(jī)械臂上升 I0.3 LS3常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂上限 Q0.3 接觸器KM1 機(jī)械臂左

31、移 I0.4 LS4常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂右限（小球） Q0.4 接觸器KM2 機(jī)械臂右移 I0.5 LS5常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂右限（大球） Q0.5 指示燈 原位顯示 I0.6 SA1常開觸點(diǎn) 手動模式 I0.7 SA2常開觸點(diǎn) 自動模式 I1.10 SA3常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂手動向上調(diào)整 I1.1 SA4常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂手動向下調(diào)整 I1.2 SA5常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂手動向左調(diào)整 I1.3 SA6常開觸點(diǎn) 機(jī)械臂手動向右調(diào)整 4.2 大小球分揀系統(tǒng)的程序指令表 4.

32、2.1 大小球分揀系統(tǒng)的程序指令表見圖4-2 表4-2西門子常用指令表 編號 符號 說明 1 -| |- 常開觸點(diǎn) 2 -|/|- 常閉觸點(diǎn) 3 -( ) 輸出線圈 4 -(R) 線圈復(fù)位 5 -(SD) 接通延時定時器線圈 6 -(SCR) 順控指令段首 7 -(SCRT) 順控指令轉(zhuǎn)換 8 -(SCRE) 順控指令斷尾 4.3 大小球分揀系統(tǒng)狀態(tài)流程圖 1．大小球分揀系統(tǒng)狀態(tài)流程圖如圖4-1所示 圖4-1 大小球分類傳送控制流程圖 4.4 大小球分揀系統(tǒng)程序梯形圖 4.4.1 大小球分揀系統(tǒng)程序梯形圖如圖4-2

33、所示 圖4-2 大小球分揀控制程序 4.5 程序設(shè)計(jì)調(diào)試 （1）按圖3-3所示電路連接大小球分揀系統(tǒng)的控制電路。 （2）接通電源，撥狀態(tài)開關(guān)于“TERM”(終端)位置。 （3）啟動編程軟件，單擊工具欄停止圖標(biāo)使PLC處于“STOP”（停止）狀態(tài)。 （4）將圖4-2所示的控制程序下載到PLC。 （5）單擊工具欄運(yùn)行圖標(biāo)使PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。 （6）按照控制要求來進(jìn)行操作按鈕，記錄調(diào)試結(jié)果跟預(yù)期設(shè)定比較。 總結(jié) 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是大小球分揀系統(tǒng)，通

34、過整個設(shè)計(jì)過程，使我對電機(jī)傳動有了很大的收獲。充分認(rèn)識到自己的不足，通過理論分析和實(shí)踐的反復(fù)論證，許多問題有了較好的解決。通過這次設(shè)計(jì)，使我了解了PLC機(jī)械手在大小球分揀中的工作原理，學(xué)習(xí)到機(jī)械手的原理及使用。 通過這次設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足，對PLC的了解不夠，但自己在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識與應(yīng)用相結(jié)合的能力，真正做到了學(xué)有所用。在此要感謝我的指導(dǎo)老師——李珊珊對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過互聯(lián)網(wǎng)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了

35、我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計(jì)做的也不太好，很多東西都不完善，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn) 1. 《電氣控制與PLC應(yīng)用》，張桂香，化學(xué)工業(yè)出版社 2. 《可編程控制器使用教程》，王紅、王艷玲，電子工業(yè)出版社 3. 《電氣控制與可編程控制器技術(shù)》，史國生，化學(xué)工業(yè)出版社 4. 《可編程控制器原理及應(yīng)用教程》，孫振強(qiáng)，清華

36、大學(xué)出版社 5. 《可編程控制器技術(shù)教程》，呂景泉，高等教育出版社 6. 《可編程序控制器原理與應(yīng)用》，汪志鋒，西安電子科技大學(xué)出版社 7. 《現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)》，王永華，北京航空航天大學(xué)出版社 8. 《電梯原理及邏輯排故》，姚融融，西安電子科技大學(xué)出版社 9. 《可編程序控制系統(tǒng)》，朱善君，清華大學(xué)出版社 致謝 值此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師李珊珊老師表示衷心的感謝！從選題，設(shè)計(jì)以及后來的調(diào)試都得到李珊珊老師的幫助。盡管李老師很忙，但是在我進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，對我們進(jìn)行指導(dǎo)，詢問進(jìn)度情況，督促我們的工作，盡心盡力，甚至周末，也不曾休息，通過電話等方式詢問進(jìn)展情況。我能順利完成，與李老師的幫助密不可分。在調(diào)試的時候，李老師更給了我們不少建議與意見，讓我們少走了不少的彎路。 在此期間，還有許多同學(xué)給了我很大的幫助，在我很迷惑的時候是跟他們一起研究學(xué)習(xí)，最后完成了自動分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。沒有他們我的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成不會那么順利，在此，我對所有關(guān)心過我、幫助過我的人表示最衷心的謝意！ - 27 -