PLC机械臂分拣装置控制系统设计1.doc

PLC机械臂分拣装置控制系统设计1 作者： 日期：14 个人收集整理 勿做商业用途 现代电气控制及PLC应用技术课程设计报告机械臂分拣装置控制系统设计 专 业： XXXXXXXXXXXXXX 班 级: XXXXXXXXXX 学 号: XXXXXXX 姓 名： XXX 指导教师： XXX 完成日期: XXX0年XX月XX日目录一、设计题目3二、技术要求3三、方案确定4（一）、主回路线路图4（二）、控制回路线路图5(三）、PLC的外接线图51. 控制装置I/O地址分配图52PLC的I/O回路外接线图6四、电气元件的选择7主电路元器件表7控制回路元器件表7PLC元器件表7五、系统工作原理：8（一）机械臂分拣装置工作原理8（二）机械臂分拣装置控制程序流程图9（三）、机械臂分拣装置控制程序梯形图10六、设计体会:12机械臂分拣装置控制系统设计一、设计题目:“机械臂分拣装置控制系统设计二、技术要求：图1为一台分检大小球的机械臂装置.它的工作过程是：当机械臂处于原始位置时，即上限开关BGl和左限位开关BG3压下,抓球电磁铁处于失电状态。这时按动启动按钮SFl后，机械臂下行；若碰到下限位开关BG2后停止下行，且电磁铁得电吸球。如果吸住的是小球,则大小球检测开关BG0为ON；如果吸住的是大球，则BG0为OFF.l S后，机械臂上行，碰到上限位开关BGl后右行,它会根据大小球的不同，分别在BG4（小球)和BG5(大球)处停止右行，然后下行至下限位停止，电磁铁失电，机械臂把球放在小球箱里或大球箱里，l s后返回.如果不按停止按钮SF2，则机械臂一直循环工作下去。如果按了停止按钮，则不管何时按,机械臂最终都要停止在原始位置。再次按动启动按钮后，系统可以从头开始循环工作。图1 机械臂分拣装置三、方案确定：(一）、主回路线路图上图为电控系统主电路。QA0为主回路总开关，两台三相异步电动机MA1和MA2分别控制机械臂的升降和平移，接触器QA1、QA2分别控制电动机MA1的正转和反转，而接触器QA3、QA4分别控制电动机MA2的正转和反转；BB1和BB2分别为两台电动机过载保护用的热继电器。（二)、控制回路线路图上图为电控系统的控制回路电路图，是基于SIEMENS S7-200(CPU224）的控制电路。TA为隔离变压器，专为PLC提供电源,抗干扰.原始位置指示灯HL和抓球电磁铁均由PLC内部的DC24V直流电源提供电源。各接触器QA1，QA2，QA3，QA4均PLC的继电器控制,由三相电供电。(三）、PLC的外接线图1。 控制装置采用S7-200系列PLC,设I/O地址分配如下表所示： 2PLC的I/O回路外接线图四、电气元件的选择主电路元器件表名称数量三相鼠笼式异步电动机MA2台热继电器常闭触点开关BB6个接触器开关QA5个控制回路元器件表名称数量PG指示灯HL1个电磁铁K1个热继电器常闭触点开关BB4个接触器QA6个熔断器1个隔离变压器1台PLC1台PLC元器件表名称数量SIEMENS S7200 PLC控制器(CPU224）1台接近开关SQ5个光电开关KF1个电磁铁K1个接触器QA4个PG指示灯HL1个五、系统工作原理：(一）机械臂分拣装置工作原理该设计采用SIMENS S7200 小型PLC控制.系统的工作原理为：使用两台电动机作为机械臂伸展的动力,控制其运动的方向，并且通过程序控制电动机的正反转，因而控制机械臂的运动.1.初始化系统，验证机械臂是否在初始位置（由接近开关BG1，BG3表示),若在初始位置，则PG指示灯亮.2。按下启动开关SF1，则启动运行.电动机MA1由QA1导通启动，正转，使机械臂下降，当下降至BG2时，电磁铁通电吸球，吸球后电动机MA1停止1秒，由光电开关判断其是大球还是小球。3。判断结束后,电动机MA1由QA2启动机，反转，机械臂上升，上升至限位开关BG1时，电动机MA1由PLC控制停止，电动机MA2由QA3启动，正转，右行。4。若为小球时，则到达BG4时,电动机MA2由PLC控制断开，停止转动。电动机MA1由PLC控制QA1接通，机械臂下行，下行至BG2时,电动机停转，电磁铁断电,小球下放,经1S后，电动机MA1经QA2导通，机械臂上行，至上限位开关BG4时，电动机MA2经PLC控制QA4导通，QA2反转，机械臂左行，至初始位置时,MA2停止转动。重复下一次分拣.5。若为大球时，则到达BG5时，电动机MA2由PLC控制断开,停止转动.电动机MA1由PLC控制QA1接通,机械臂下行,下行至BG2时,电动机停转，电磁铁断电，小球下放，经1S后,电动机MA1经QA2导通，机械臂上行，至上限位开关BG5时,电动机MA2经PLC控制QA4导通,QA2反转，机械臂左行,至初始位置时，MA2停止转动。重复下一次分拣。6.如果不按停止按钮SF2，机械臂将一直工作下去，若按下SF2，则不管何时按，机械臂最终都要停止在原始位置。（二）机械臂分拣装置控制程序流程图根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球，小球)有两个分支。此处应该为分支点。且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据光电开关（BG0）的通断，分别将球吸住，上升，右行到BG4或BG5处下降，此处应为汇合点。然后在释放，上升，回到原点.机械臂分拣装置控制程序流程图如下图所示：（三）、机械臂分拣装置控制程序梯形图六、设计体会：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。软件部分采用各部分程序直接转的方式,依次实现了PLC流程图、梯形图、指令表三种机械手控制方式。用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但若要增加其它机械手控制方式或进行扩展，程序会变得相当复杂而且容易出错，出错后调试修改也很困难。收进的方式是将各部分程序写成程序,方便调用和调试.此种方法的优点是程序编写比较简单，不需要再编写分支、汇合状态移图的程序，且由于本课对定时精确度要求并不高，适宜采用。若是在对定时精度要求比较高的情况下,应采用PLC的中断功能进行硬件定时。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。