plc課程設計--智能車間流水線_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  PLC課程設計報告</b></p><p>  題 目 智能車間流水線 </p><p>  專業(yè)、學號 </p><p>  合 作 者 </p><p>  學生姓名

2、 </p><p>  指導教師 </p><p>  完成時間 </p><p><b>  智能車間流水線</b></p><p>  摘要:為了適應現(xiàn)代自動化傳送的要求,PLC控制逐漸取代繼

3、電接觸器控制成為傳送控制的主要環(huán)節(jié),使控制系統(tǒng)更加安全、迅速、可靠?;赑LC的控制原理,運用三菱公司的FX2N系列PLC來實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)常用的傳送帶運動的控制。本文介紹了傳送帶系統(tǒng)的基本結構、系統(tǒng)各部分的功能及系統(tǒng)的控制原理,并以光電傳感器實現(xiàn)了對傳送帶的控制,達到預期控制效果。證明該系統(tǒng)具有較好的自動運行、檢測和裝載功能,提高了傳送帶的性能與效率,大大的節(jié)約人員勞動力,而且此系統(tǒng)比較穩(wěn)定,因此具有可靠性。</p>&l

4、t;p>  關鍵詞:傳送帶;自動控制;光電傳感器; </p><p>  Smart assembly line</p><p>  Abstract:In order to meet the requirements of modern automated transmission, PLC control gradually replace the relay contactor

5、 control transfer control to become a major part of the control system more secure, fast and reliable. PLC-based control principle, the use of Mitsubishi FX2N Series PLC to achieve the industrial production used conveyor

6、 movement control. This article describes the basic structure of conveyor systems, parts of the system functions and system control theory, and the realiz</p><p>  Keywords: conveyor; automatic control; phot

7、oelectric sensor;</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  目 錄0</b></p><p>  第一章 系統(tǒng)組成和設計要求1</p><p>  第一節(jié) 系統(tǒng)組成1</p><p>  第二節(jié) 設計要求1</p&

8、gt;<p>  第二章 硬件系統(tǒng)的設計2</p><p>  第一節(jié) I/O分配2</p><p>  第二節(jié) 系統(tǒng)內(nèi)部接線3</p><p>  第三章 軟件系統(tǒng)的設計3</p><p>  第一節(jié) 控制流程圖3</p><p>  第二節(jié) 部分梯形圖及解析5</p><

9、;p>  一、 系統(tǒng)運行指示5</p><p>  二、翻轉電機運行模塊5</p><p>  三、 推桿電機運行模塊6</p><p>  四、 整體執(zhí)行效果及應用6</p><p>  五、 角度調(diào)整模塊7</p><p>  第五章 總結和心得體會9</p><p>&l

10、t;b>  參考文獻:10</b></p><p><b>  附錄:10</b></p><p><b>  整體梯形圖10</b></p><p><b>  實物圖12</b></p><p>  第一章 系統(tǒng)組成和設計要求</p>

11、<p><b>  第一節(jié) 系統(tǒng)組成</b></p><p>  傳送帶控制系統(tǒng)由系統(tǒng)控制柜和傳送帶本體兩部分組成。</p><p>  系統(tǒng)控制柜的操作面板上裝有計數(shù)顯示器、電源指示燈、故障指示燈、急停按鈕、啟動按鈕、停止按鈕、角度調(diào)整按鈕、 輸入、輸出端子以及電源接口等。計數(shù)顯示器是用來記錄、顯示傳送帶輸送工件的數(shù)量;電源指示燈是用來反映控制系統(tǒng)是否已

12、經(jīng)通電;故障指示燈用來顯示有無故障;若有緊急情況,操作人員可按緊急按鈕,系統(tǒng)將立即停止運行。只有急停按鈕復位后系統(tǒng)才可重新啟動。角度調(diào)整按鈕是用來服務于翻轉電機的。由于翻身電機在運行時受慣性、摩擦等因素,使得翻轉電機在多次運行之后會產(chǎn)生累加誤差,使其不能返回初始位置,通過角度調(diào)整進行校正,使翻轉電機回到初始位置。</p><p>  傳送帶本體包括兩根傳送帶、光電感應器和推桿電機三個部分。傳送帶負責傳送貨物;光電

13、感應器用來感應傳送帶上是否出現(xiàn)貨物并進行計數(shù),當檢測到貨物后開始計時,貨物到達翻轉電機側時翻轉電機工作;推桿電機負責將貨物推放到特定位置。</p><p><b>  設計要求</b></p><p>  一、按下啟動按鈕后,系統(tǒng)開始運行,傳送帶電機動作。</p><p>  二、當傳感器檢測到傳送帶上的物體后,計數(shù)器計數(shù),并顯示累計的數(shù)據(jù),同

14、時開始延時(時間的長短大于或等于工件從傳感器到翻身電機處所需的時間)。</p><p>  三、延時時間到,翻身電機動作。運行一段時間后也就是正轉后,停頓若干秒后反轉復位,復位所用時間與正轉所用時間相同。這樣翻身電機可以將工件翻個身送到另一傳送帶上。</p><p>  四、當傳感器檢測到傳送帶上工件時,延時一段時間(時間的長短等于工件從傳感器 被送到推桿處所需的時間),推桿動作,將工件推

15、出輸送帶后復位。在推桿動作期間傳動帶以及翻身電機不能工作,推桿復位后傳送帶、翻身電機才能動作。</p><p>  五、物體在傳送帶運行的時候,是根據(jù)傳感器的觸發(fā)來決定工作時序的,為避免產(chǎn)生誤動作,手及其他物體不要離光電傳感器的探頭太近,以免產(chǎn)生誤動作。</p><p><b>  硬件系統(tǒng)的設計</b></p><p><b>  

16、I/O分配</b></p><p>  本次課程設計的I/O口與內(nèi)部資源的分配表如表2-1和表2-2所示,用M1和M2作電動機1(傳送電機)和電動機2(翻轉電機)的啟停輔助繼電器。電動機1和電動機2的轉動與停止分別用PLC的軟組件M1和M2的通與斷來控制。當按下啟動按鈕X0時,M1與M2導通,將X0的常開觸與M1和M2的輸出線圈串起來,因為是按鈕啟動,所以再將M1與M2自鎖,使其保持導通;當按下停止按

17、鈕X1時,M1和M2都斷開,將X1的常閉觸點串入其中,從而實現(xiàn)電動機1與電動機2的停止轉動。 </p><p>  表2-1 I/O地址分配表</p><p>  表2-2 內(nèi)部資源分配表</p><p><b>  系統(tǒng)內(nèi)部接線</b></p><p>  將PLC上的 X0--X7,Y0--Y7,COM

18、,COM1和控制柜上的 X0--X7,Y0--Y7,COM,COM1一一對應用導線連接起來,PLC上的N和控制柜上的L鏈接起來,L和控制柜上的N鏈接起來,同時將PLC上的COM0,COM1,COM2,COM3鏈接在一起,如圖3.1所示,最后接通電源。</p><p>  注意:此過程為不帶電操作,因為有高壓交流電。</p><p>  圖3.1 內(nèi)部接線圖</p><p

19、>  第三章 軟件系統(tǒng)的設計</p><p><b>  第一節(jié) 控制流程圖</b></p><p>  在硬件設計的基礎上,根據(jù)系統(tǒng)的設計要求,可以構思出系統(tǒng)的控制流程圖如圖3.2所示。按下啟動按鈕后,系統(tǒng)開始運行,判斷是否接收到停止信號,若收到,區(qū)別是否是急停信號,停止后判斷是否需要進行角度調(diào)節(jié);若未收到停止信號,則根據(jù)傳感器信號對翻轉電機進行控制,再通過推

20、桿電機控制傳送電機。</p><p>  圖3.2 控制流程圖</p><p><b>  部分梯形圖及解析</b></p><p><b>  系統(tǒng)運行指示</b></p><p>  圖3.3 運行梯形圖</p><p>  通過X0啟動,X1停止,X3急停,Y1為傳送帶

21、電機輸出,Y6為運行狀態(tài)的指示,通過紅燈與綠燈指示出系統(tǒng)處于運行或者停止狀態(tài)。T4為系統(tǒng)通過定時器清零的功能。 </p><p>  二、翻轉電機運行模塊</p><p>  圖3.4 翻轉電機模塊梯形圖</p><p>  X4為傳感器的輸入,通過它開啟4個定時器的工作,從而來控制翻身</p><p>  電機的運行與停止,圖中的時間均為反

22、復進行實際運行測定所得。</p><p>  通過定時器的工作來控制翻身電機的運行。</p><p>  由于電機反轉后要回到原先的起始位置,在設計中使用的是小功率的電機,故而可以實現(xiàn)立即反轉,但考慮到使用大功率的電機,慣量很大,若立即反轉則可能會損壞設備,所以在設計時適當延時,在實際生產(chǎn)中還要根據(jù)具體情況具體分析。</p><p><b>  推桿電機運

23、行模塊</b></p><p>  圖3.5 推桿電機模塊梯形圖</p><p>  此處用了三個定時器,當傳感器輸入信號時,定時器T4,T5,T6同時工作,由于試驗設備老化,只能測定T4的時間為17s,但是推桿電機的實際工作時間不可測定,且估算為7s左右,T6定時器在此處有清零的功能。 </p><p>  推桿電機通過定時器之間的作用交替進行工作,X

24、3為急停輸入信號,Y7為急停輸出信號,當輸入X3時,使得故障信號燈亮起,同1中X3器件一起控制傳送帶電機的停轉。正常運行時,推桿電機的T4定時器也使得傳送帶電機與翻身電機一起停止運行,直到推桿電機將物品傳送到正確的位置。</p><p><b>  整體執(zhí)行效果及應用</b></p><p>  將設計好的程序寫入PLC,按下開始按鈕,使得系統(tǒng)可以正確的運行。正常運行

25、時,啟動的綠燈亮,說明系統(tǒng)處于正常的工作情況,其他的燈均滅。物品按設計好的程序所指示的工作狀態(tài)依次進行運行,當物品到達第一個傳感器,定時器T0,T1,T2,T3同時運行,17s后翻轉電機反轉,7s后翻轉電機停止,再過 7s后翻轉電機再次轉動恢復原狀,進行下一輪的循環(huán)準備。此時物品在第二個傳送帶上運行,當55s后到達推桿電機,此時前兩個電機停止運行,推桿電機進行程序化運行,工作完回到原有狀態(tài),進行下一輪新的循環(huán)。當需要系統(tǒng)停止運行時,按下

26、停止按鈕,可以使得系統(tǒng)停運,啟動綠燈滅,停止紅燈亮。繼續(xù)按下啟動,系統(tǒng)將繼續(xù)運行,若此時按下急停開關,系統(tǒng)立刻停止,此時,綠燈滅,停止紅燈亮,同時,急停故障的紅燈也亮,指示出系統(tǒng)處于故障狀態(tài),當排除了故障以后,按下急停開關,則系統(tǒng)可回到正常的狀態(tài),通過啟動按鈕可再次啟動。</p><p>  將制得的傳送帶應用到車間,通過系統(tǒng)控制柜的計數(shù)器,可以對貨物數(shù)量(即日產(chǎn)量)進行統(tǒng)計,在傳感器1側加裝一個傳感器,對貨物的

27、長度進行檢測,如果達到標準,貨物驗收通過,如果為達到標準則重新進行加工。另外,通過將多個傳送帶并行,可以將合格產(chǎn)品和不合格進行分裝。</p><p><b>  角度調(diào)整模塊</b></p><p>  圖3.6 角度調(diào)整模塊梯形圖</p><p>  當系統(tǒng)多次運行后,翻身電機在運行時受慣性、摩擦等因素,多次翻轉后會產(chǎn)生累加誤差,使得翻身電機

28、不能返回初始位置,因此要進行角度調(diào)整,使其回到初始位置。X2代表角度調(diào)整,T2定時器定時,這樣角度調(diào)整時翻轉電機每次翻轉0.5s,達到了微調(diào)的目的。第四章 系統(tǒng)調(diào)試</p><p>  第一節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試步驟</p><p>  在電腦上安裝GX-Developer軟件,程序編號后,將程序輸入GX-Developer軟件中,在電腦上進行初步仿真調(diào)試。 </p><

29、;p> ?。?)先將PLC程序傳入程序控制器中。 </p><p>  (2)根據(jù)設計的要求,對各個輸入I/O口給信號處理,再看各個輸出口是否有相應的輸出(相應的輸出用指示燈來表示,即有輸出燈就亮),如果沒有按照設計要求輸出,對程序進行更改,直到各輸出口有相應的輸出。 </p><p><b>  問題分析</b></p>&l

30、t;p>  一、在剛開始下載程序的時候,我們沒有將PLC設置成power狀態(tài),所以程序燒不進去,后來經(jīng)過仔細檢查,才發(fā)現(xiàn)了問題,下次必須細心謹慎。</p><p>  二、由于傳感器2壞了,所以我們對梯形圖進行了重新調(diào)整,將原本翻轉電機反轉需接收傳感器2的信號才進行動作,更改為由傳感器1進行較長時間延時,從而取代傳感器2 的作用,同理,原本由傳感器2控制的推桿電機也由傳感器1進行控制。</p>

31、<p>  三、我們發(fā)現(xiàn)翻轉電機先于重物到達而反轉了,經(jīng)過我們測試,發(fā)現(xiàn)是翻轉電機接收到傳感器輸入后的延時時間設置過長所致,經(jīng)調(diào)整后問題解決,翻轉電機的功能全部實現(xiàn)。</p><p><b>  第三節(jié) 實驗結果</b></p><p>  傳送帶正常運行,當貨物到達翻轉電機側時,翻轉電機開始翻轉,順利將貨物運送到另一傳送帶上,進行反轉恢復原狀,貨物到達推

32、桿電機側時,推桿電機將其推送到指定位置后恢復原狀,傳送電機繼續(xù)工作。</p><p>  第五章 總結和心得體會</p><p>  通過本次課程設計將課本的知識實體化,化抽象為具體,我受益匪淺,收獲了很多在課堂上無法學到的知識,不僅有如何確定設計方案,還有解決問題的方法,以前學得的PLC理論知識的應用能力也得到了大幅度的提高。</p><p>  此次設計以分組的

33、方式進行,每組有兩個題目。我們做的是基于三菱的傳送帶。由于平時大家都是學理論,沒有過實際開發(fā)設計的經(jīng)驗,拿到的時候毫無頭緒。但通過各方面的查資料學習和與組員積極討論后,我們基本學會了PLC設計的步驟和基本方法。</p><p>  通過這次設計實踐,我學會了PLC的基本編程方法,對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中,提高了我們的工程素質,在沒有做實踐設計以前,我們對知道的掌握都是思想上

34、的,對一些細節(jié)不加重視,當我們把自己想出來的程序進行檢測時,問題出現(xiàn)了,要么不能運行,要么運行的結果和要求的結果不相符合(某些按鍵無效,或者功能發(fā)生改變)。通過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題后,我們對PLC 的理解得到加強,看到了理論與實踐的差距。 </p><p>  通過合作,我們的合作意識得到加強,合作能力得到提高。上大學后,很多同學都沒有過深入的交流,在設計的過程中,我們用了分工與合作的

35、方式,每個人負責一定的部分,同時在一定的階段共同討論,以解決分工中個人不能解決的問題,每個人都毫無保留將自己的意見和方案提出,積極向同學說明自己的想法,這讓我們的表達能力也得到了一定的提高。</p><p>  在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中,不是每一個問題都能自己解決,向老師請教或向同學討論是一個很好的方法,“學而不思則罔,思而不學者殆?!蔽覀儜斪龅綄W思結合。</p>

36、<p>  總的來說,此次設計不僅是老師對我的一種考驗,考驗我對書本知識的掌握程度及動手能力,更是給我鳴響了一次警鐘,讓我時刻提醒我自己:理論知識并不能代表一切,只有不斷地在實踐中將理論知識應用起來,不斷在實踐中發(fā)現(xiàn)自己的問題,在不斷地解決問題的過程中收獲知識,才能讓提升自己的能力,讓自己不斷地取得進步。</p><p><b>  參考文獻:</b></p>&l

37、t;p>  [1] 吳中俊、黃永紅.《可編程序控制器原理及應用》.機械工業(yè)出版社.2009</p><p>  [2] 《三菱電機FX2N.編程手冊》.2010</p><p>  [3] 韓常.《PLC編程及應用》.機械工業(yè)出版社.2005</p><p><b>  附錄:</b></p><p><b&

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