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1、综合评分评分人PLC原理及应用研究生课程考核设计报告姓名： 王亚雄 学号：143711044 中南大学机电工程学院2015年5月考核说明1. 设计报告格式顺序：封面及说明、任务书、目录、系统功能及设计说明、I/O分配表与硬件接线图、触摸屏控制面板设计（GT Designer3编制）、程序设计流程图、用户PLC程序设计（GX Developer编制，要求程序有必要的注释、声明、注解）,报告正文采用小四号宋体。2. 制定PLC控制系统设计方案：要求系统能完成手动（点动）、单步、单周期、连续等控制方式，并能实现控制方式的切换选择。（重点考核内容）3. 要求按国标绘制PLC系统硬件接线图，系统中的光电
2、传感器和感应开关采用NPN型或PNP型。（重点考核内容）4. PLC程序测试考核：系统手动（点动）、单步、单周期、连续等控制及其相互切换等功能程序通过三菱FX-TRN-BEG学习软件模拟测试；触摸屏控制面板设计通过GT Designer3及GT Simulator3测试。5. 程序编制及设计报告均须独立完成，不能抄袭他人内容，否则考核不通过。6. 程序测试考核及报告递交时间：2015年5月10日（11周周日）下午14：00-17：00，按选课学号顺序。任务书 设计题目：自动升降传送机PLC控制系统设计 题目类型：机电一体化工程设计指导老师：王刚设计内容要求某自动升降传送机要求完成检测物件尺寸大
3、小,并根据检测结果控制升降机运动，将大、中、小号物件分配到特定位置的工作，该升降传送机系统组成及其PLC控制系统输入输出信号示意图如下图所示。物件从供给仓Y0供给上传送带后，大、中、小物件分别被上X0、中X1、下X2光电传感器检测，控制系统根据（大、中、小）检测结果控制升降机运动到（上、中、下）特定位置，最后物件分别从传送带右边滑落。注意：传送带相应的起、停控制。设计具体内容包括：制定基于PLC的总体控制系统设计方案：要求系统能完成手动（点动）、 单步、单周期、连续等控制方式，及其切换选择。根据功能及节点数选择PLC型号，设计触摸屏控制面板。建立I/O分配表，绘制PLC控制系统输入输出接线图。
4、绘制用户程序流程图，并编制程序。模拟调试程序。整理相关文档，完成控制系统设计说明书。（F-6）目录一、系统功能及设计说明11.1 设计任务要求11.2 PLC选型11.3系统功能说明3二、程序框图4三、输入/输出地址的分配6四、PLC的I/O接线图7五、程序梯形图7六、触摸屏控制面板设计12一、系统功能及设计说明1.1 设计任务要求本次设计的要求是对大小不同的物件进行分拣操作，要求系统实现完成手动、单步、单周期、连续等控制方式。 进行软件设计，硬件设计，并且要进行三菱触摸屏设计，软件设计方面要注意变成技巧，要求画出梯形图，程序流程图，进行功能创新。该升降传送机检测物件尺寸大小，然后根据检测结果
5、将大、中、小号的物件分配到特定位置。物件被机械手供给到传送带上，传送带将物件输送到光电传感器位置进行大小检测，并将物件输送到升降机上，升降机根据物件大小将其送到指定位置，然后再大、中、小指定位置的传送带将物件输送到尾部掉落，完成分拣。1.2 PLC选型在PLC系统设计时，首先要确定控制方案，然后进行PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应该详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求估算出输入点，所需存储器容量、确定PLC功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应是控制系
6、统。根据自动升降传送机的要求设计相关程序，有连续开关（1个），单周期按钮（1个），单步转换开关（1个），单步操作按钮（1个），点动开关（5个），点动按钮（3个），大小物件判别（3个），判别物件在升降机上（1个），判别升降机位置（3）个，判别物件在上、中、下段输送带上（3个），判别物件离开输送带（3个），一共有25个输入点；输出点：机械手输出指令（1个），运输带（4个），升降机指令（3个），一共8个输出点数。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设
7、计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，存储器内存容量的估算没有固定的公式，大体上都是按数字量I/O点数的1015倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。因此可算出存储量（15+13）*15*1.25=657（字）,因PLC内存已标准化，所以选用具有最少的8K的RAM。输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等
8、特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。由于自动分拣机使用的场合不频繁，响应时间要求不高等特点，选择继电器FX1N的功能简单实用，价格便宜，用于小型开关量系统，最多30个IO点，有通信功能；FX1N最多可配置128个IO点，用于要求较高的中小型系统；FX2N的功能最强，可以用于要求很高的系统；FX2NC的结构紧凑，基本单元有16点，32点，64点和96点4种，可以扩展到256点，有很强的通信功能。三菱公司的FX系列型号有系列，系列，系列和系列，虽然外观、高度、深度都差不多，但是性能和
9、价格有很大差别。功能简单实用，价格便宜，用于小型开关量控制系统，最多30个I/O点数，有通信功能；最多可以配置128个I/O点，用于要求较高的中小型系统；功能最强大，可以用于要求很高的系统；的结构紧凑，基本单元有16点、32点、64点、和96点4种，可以扩展到256点，有很强的通信功能。综上所述，考虑到是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器，且性价比高，可以扩展等功能，参考了三菱官方选型手册，因此我们选择-48MR。1.3系统功能说明以下面升降机的仿真软件设计一个完整的升降机传送物料的工作的程序，以PLC控制。Y0：是供给指令，提供物料给传送带。Y1：传送带正传指令。X0：部件往大物
10、体传送带位置X1：部件送中物体传送带位置X2：部件送小物体传送带位置X3：传感器检测部件是否在升降机上，通过传感器来区分部件的大中小。Y2：升降机上升指令Y3：升降机下降指令X4：升降机停在下段位置X5：升降机停在中段位置X6：升降机停在上段位置X10：传感器检测是否有部件，相应的传送带Y5将置0NX12：传感器检测是否有部件，相应的传送带Y6将置0NX14：传感器检测是否有部件，相应的传送带Y7将置0NX11、X13、X15：经传送带到右边传感器，停止3秒。T：时间继电器 M：辅助继电器 用三菱FXSW0D5C-FXTRN BEG-C仿真软件编写的PLC程序化梯形图。1、FX2N系列PLC编
11、程元件有：输入继电器X，输出继电器Y，辅助继电器M，状态继电器S，定时器T，计数器C，数据寄存器D和指针P、I、N，共8大类。2、 FX2N系列的指令有：基本指令、步进指令和功能指令。程序内容要求当SW2X25置于ON位置时，机器进行连续操作；其他按钮开关不动，点击一次PB2X21时，进行单周期动作；当SW1X24置于ON位置，点击PB1X21,系统进行单步动作；当SW1X24置于ON位置，分别点击相应开关进行点动。X34开关为紧急制动。当传送带左边传感器X10,X12或者X14检测到一个部件,相应的传送带被置为ON并把它放到右边的碟子上。传送带在一个部件经过传送带右边的传感器X11,X13或
12、者X15时,停止3秒。在传送带的大,中,小部件被输入传感器上(X0),中(X1)和下(X2)分拣。升降机的控制:当升降机的传感器部件在升降上（X3）被置为ON，一个部件根据大小被送往以下传送带。 大部件：上部的传送带 中部件：中部的传送带 小部件：小部的传送带2、升降机上升指令（Y2）和升降机下降指令（Y3）根据以下传感器检测到得升降机位置被控制。 上部：X6 中部：X5 下部：X4 当一个部件被从升降机送到传送带时，升降机旋转指令（Y4）被置为0N。在一个部件被传送以后，升降机回到初始位置并待命。二、程序框图自动控制手动控制供给指令判断物体大小升降机 第一层 第二层 第三层升降机回起始位置自
13、动控制开关闭合YN过程终止行程开关三、输入/输出地址的分配输入地址外设名称输出地址外设名称X0大物件传感器触点Y0漏斗供给X1中物件传感器触点Y1输送带正传X2小物件传感器触点Y2升降机上升X3部件在升降机上触点Y3升降机下降X4升降机下段位置触点Y4升降机旋转X5升降机中段位置触点Y5下段输送带正转X6升降机上段位置触点Y6中段输送带正转X10物件在下段输送带上Y7上段输送带正转X11物件从下段输送带掉下X12物件在中段输送带上X13物件从中段输送带掉下X14物件在上段输送带上X15物件从下段输送带掉下X20漏斗点动按钮X21单步、单周期按钮X22升降台上升点动按钮X23升降台下降点动按钮X24单步转换开关X25连续开关X26输送带点动开关X27升降机旋转点动开关X30上段输送机点动开关X31中段输送机点动开关X32下段输送机点动开关X34紧急制动开关四、PLC的I/O接线图五、程序梯形图六、触摸屏控制面板设计触摸屏软件采用三菱GT Designer图形终端显示屏幕制作软件开发，根据PLC输入/输出地址的分配，设计了触摸屏，如图所示。可以完成设计的点动、单步、连续、单周期所有操作。通过调试，触摸屏可以很好控制各个指定开关和按钮。