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1、PLC原理及应用课程设计报告学 院: 工程学院 专 业: 自动化 班 级: 自动化三班 姓 名: 刘畅 学 号: 指导教师: 张冬梅 起止日期:2011年6月21日2011年6月28日目 录1.课程设计目的22.课程设计题目和要求23.设计内容23.124.设计总结2参考书目2附录3 1.课程设计目的用PLC程序实现分拣大小球的系统,进一步加深对PLC实际应用的理解,会用这一知识解决实际问题。2.课程设计题目和要求2.1题目描述随着工业化进程的加快,PLC技术的成熟,应用PLC解决实际问题越来越多的应用到实际的生产生活当中,分拣大小球也是这一课题的很好的实际应用过程,本次课程设计将深入研究设计
2、这一基于PLC系统实现分拣大小球。2.2设计要求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
3、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。3.设计内容3.1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。图1.1 机械手分拣大小球的工作示意图3.2 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间I0.6大球的限位开关T372SI0.7设备的停止按钮T382SI
4、1.0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3.3 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。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。3) 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。4) 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
5、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。3.4 机械手分拣球控制系统的接线图3.5 机械手分捡大小球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,此处应为分支点,且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据接近开光(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。然后再释放、上升、左移到原点。 当按下SM0.1时,S0.0得电,如果转换条件满足,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,此
6、时压力感应器I0.4用来判断是吸住的大球还是小球,如果压力感应器I0.4的输出断开,说明吸住的是小球,而如是闭合的,则说明吸住的是大球。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,如果吸住的是大球,S0.6得电,则要到碰到I0.6才停止右行,S0.7得电,下降到下限开关位置,S1.0得电,断电释放钢球,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;而如果是吸住的小球,则在右行的时候碰到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,断电释放
7、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,吸球时间T37为2s,释放球时间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:就是按下停止按钮后,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:就是用来处理紧急情况下来及时停止整个系统工作的,一按紧急停止,系统立刻停止,不管已经工作到什么位置。3.6机械手分拣大小球控制程序的梯形图4.设计总结软件部分采用各部分程序直接转的方
8、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,应采用单片机的中断功能进行硬件定时。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,首次学习了一些电梯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。通过这次综合实践,我更加看
9、清了自己的不足之处。为了搞好这次毕业设计,通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下,最终基本达到了设计目的。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。特别是老师严谨冶普的态度给我启发不小。在这次的设计实践过程中,我认识到不管做什么事,尤其是科学实践,都需要大胆假设,小心求证。任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做,否则即使很快做出来,但经不起推敲和考验。对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。参考书目1 竺可桢. 物理学. 北京:科学出版社,1973.2 张昆,冯立群,余昌钰,等. 机器人柔性手腕的球面齿轮设计研究. 沈阳工业大学学报,1994, 34(2): 1-7.参考文献表根据沈阳工业大学学报编排规范的要求书写,作者姓名写到第三位,余者写“,等”或“,et al.”。序号作者.书名.出版地:出版者,出版年.附录