下面是小编为大家整理的PLC应用系统设计基础知识【完整版】,供大家参考。
PLC 应用系统设计基础知识
PLC 课程设计
专 专
业：
班 班
级：
姓 姓
名：
学 学
号：
设计报告格式 20 分 设计内容 60 分 10分 10分
总计封面 页面 名目 图表 间距、行 工艺 系统 I/O 设备 电气原理图 系统 动手 总印
3 布局 5 格式 3 质量 4 距、字体 6 过程分析 8 操纵要求 8 分配
5 选型
5 主电路 8 操纵电路 8 外围接线图 8 程序设计 10 实践能力 10 象评分 10 得分
2020 年 年 06 月
目 录 录
摘要 ........................................................................ 3 第一章
PLC 应用系统设计基础知识 ............................................. 4 1.1 PLC 操纵系统设计的原那么和内容。
..................................... 4 1.2 PLC 的选型 ........................................................... 4 1.2.1
性能与任务相适应 ............................................................................................... 5 1.2.2
PLC 的处理速度应满足时实操纵的要求 ........................................................... 5 1.2.3
PLC 应用系统结构合理、机型系列应统一 ....................................................... 5 第二章
PLC 在大小球的分拣系统中的设计.................................................................................6
2.1 系统的功能.......................................................................................................................6
2.2 大小球分拣系统的结构...................................................................................................6
2.3 I/O 编址及工作框图..........................................................................................................7
2.4 大小球分拣的设计思想...................................................................................................8
2.5 机械手分拣球操纵系统的接线图...................................................................................9 第三章 机械手分拣大小球系统的操纵程序................................................................................10
3.1 机械手分拣大小球操纵的程序流程图.........................................................................10
3.2 机械手分拣大小球操纵程序的梯形图.........................................................................11 第四章 总结.....................................................................................................................................17 参考文献..........................................................................................................................................18
摘
要
机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时刻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条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。专门在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的进展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采纳的德国西门子S7-200 系列 PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行操纵。用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，操纵机械手完成各种动作。
关键词：机械手、 PLC、 大小球
第一章
C PLC 应用系统设计基础知识
PLC 应用系统设计要紧包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本课程设计着重在系统设计和程序设计。
C 1.1 PLC 操纵系统设计的原那么和内容。
PLC 的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情形。
最大限度地满足被控对象或产生过程的操纵要求。关于一些原先用继电接触器线路不易实现的要求，使用 PLC 后，将专门容易实现。
在满足操纵要求前提下，力求使操纵简单、经济、操作和爱护方便。对一些过去较为繁琐的操纵可利用 PLC 的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。
保证操纵系统的安全、可靠。同时采取〝软件兼施〞的方法。
考虑到生产的进展和工艺的改进，选择 PLC 容量及 I/O 点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发觉一些原先没有考虑到的问题，或者新提出的问题 ，假如事先留有裕量。那么 PLC 系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。因此关于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原那么也应有所区别，假如以提高产品和安全为目标，那么应将系统可靠性放在设计的重点，设
置考虑采取冗余操纵系统；假如要求系统改善信息治理，那么应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；假如系统工艺经常变更，那么事先充分考虑。
C 1.2 PLC 的选型
在满足操纵要求的前提下，选型时应选择最正确的性能价格比，具体考虑以下几点。
1.2.1
性能与任务相适应 关于开关量操纵系统的应用系统，当对操纵要求不高时，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，如对小型泵的顺序操纵、单台机械的自动操纵等。
关于以开关量操纵为主，带有部分模拟量操纵的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的操纵，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，同时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。
关于比较复杂的中大型操纵系统，如闭环操纵、PID 调剂、通信联信网 4 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〕。当系统的各个操纵对象分布在不同的地域时，应依照各部分的具体要求来选择 PLC，一组成一个分布式的操纵系统。
1.2.2
PLC 的处理速度应满足时实操纵的要求 PLC 工作时，从输入信号操纵存在着滞后现象，即输入量的变化，一样要在1～2 个扫描周期之后才能反映到输出端，这关于一样工业操纵是承诺的。但有些设备的实时性要求教高，不承诺有教大的滞后时刻。例如，PLC 的 I/O 点数在几十到几千点范畴内，这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时刻应操纵在几十毫秒之内，应小于一般继电器的动作时刻。
1.2.3
PLC 应用系统结构合理、机型系列应统一 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廉价，适用于工艺过程比较稳固、操纵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。修理更换模块、判定与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、操纵要求复杂的系统。在使用时，应按实际具体情形进行选择。
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 系列的可编程操纵器。
第二章
PLC 在大小球的分拣系统中的设计
2.1 系统的功能
机械手分拣大小球的操纵功能要求为：
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，表示预备就绪。
2〕按下启动按钮 SB1 后，机械手下降，通过 2s 后机械手一定会碰到球。假如同时碰到下限开关 LS2，那么一定是小球；假如现在未碰到下限开关 LS2，那么一定是打球。
3〕机械手吸住球后就提升，碰到上限开关 LS3 后就右行。
4〕假如是小球，那么右行到 LS4 处；假如是大球，那么右行到 LS5 处。
5〕机械手下降，当碰到下限开关 LS2 时，将小球开释到小球容器中；假如是大球，那么开释到大球容器中。
6〕开释后机械手提升，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，一个工作循环终止。
2.2 大小球分拣系统的结构 机械手分拣大小球的工作示意图如图 1.1 所示。
+ +LS1LS3LS2LS4 LS5电磁铁MPS0大小上行下行左行 右行下限右限 右限 左限上限原点显示接近开关当吸住大球时，活塞未达到下限位置，LS2不动作
图 1.1
机械手分拣大小球的工作示意图
2.3 I/O 编址及工作框图
输入地址
对应的外部设备
输出地址
对应设备的操作
I0.0 设备的启动按钮 Q0.0 机械臂上升 I0.1 上移限位开关 Q0.1 机械臂下降 I0.2 下移限位开关 Q0.2 机械臂左行 I0.3 左移限位开关 Q0.3 机械臂右行 I0.4 大小球的选择开关 Q0.4 机械臂吸球/放球 I0.5 小球的选择开关 定时器
定时时刻
I0.6 大球的限位开关 T37 2S I0.7 设备的停止按钮 T38 2S I1.0 连续运行按钮
I1.1 单周期运行按钮
I1.2 单不运行按钮
I1.3 回原点运行
I1.4 单步运行的辅助按钮
2.4 大小球分拣的设计思想 1) 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。
2) 启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。现在。假设碰到的是小球，那么压力传感器仍为断开状态；假设碰到的是大球，那么压力传感器闭合状态。
3) 吸起小球后，那么捡球装置向上行，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，将小球开释到小球箱里，然后返回到原位。
4) 假如吸起的是大球，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，将大球开释到小球箱里，然后返回到原位。
2.5 机械手分拣球操 纵系统的接线图
第三章
机械手分拣大小球系统的 C PLC 程序
3.1 机械手分捡大小球操纵程序流程图
依照要求，该操纵流程依照吸住的是〔大球、小球〕有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后依照接近开光〔X0〕的通断，分别将球吸住、上升、右行到 SB4 或 SB5 处下降，此处应为汇合点。然后再开释、上升、左移到原点。
当按下 SM0.1 时，S0.0 得电，假如转换条件满足，S0.1 得电捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关 SB2 时，S0.2 得电，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈〔KM〕通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，现在压力感应器 I0.4 用来判定是吸住的大球依旧小球，假如压力感应器 I0.4 的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，那么说明吸住的是大球。当吸住钢球后，S0.3 得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，I0.5 为小球位限位开关，I0.6 为大球位限位开关，在右行的过程中，假如吸住的是大球，S0.6 得电，那么要到碰到 I0.6 才停止右行，S0.7 得电，下降到下限开关位置，S1.0 得电，断电开释钢球，然后 S1.0 得电上升到上限开关位置停止上升，S1.2 得电，开始左行，碰到左极限停止左行；而假如是吸住的小球，那么在右行的时候碰到 I0.5就停止右行，S0.7 得电，下降到下限开关出停止下行，S1.0 得电，断电开释钢球，然后上升到上极限位置停止上升，S1.2 得电，开始左行，到左极限停止左行，吸球时刻 T37 为 2s，开释球时刻 T38 也为 2s〕
当将旋钮开关 I1.0 后，系统由开始捡球到放球，返回再次开始捡球，如此循环不断的进行捡球和放球的过程，直到按下停止按钮，系统才停下来不工作。
当系统在连续运行时，停止方式有两种，一种是正常停止：确实是按下停止按钮后，系统要将整个周期剩下的步骤全部进行完，然后回到原点才停止工作。另外一种是紧急停止：确实是用来处理紧急情形下来及时停止整个系统工作的，一按紧急停止，系统赶忙停止，不管差不多工作到什么位置。
3.2 机械手分拣大小球操纵程序的梯形图
第四章
总结
短短两个星期的课程设计就要告一段落，纵观整个设计过程，能够说在这一过程中我的收成专门大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。
软件部分采纳各部分程序直截了当转的方式，依次实现了 PLC 流程图、梯形图、指令表三种机械手操纵方式。用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但假设要增加其它机械手操纵方式或进行扩展，程序会变得相当复杂而且容易出错，出错后调试修改也专门困难。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...
