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1、- 1 -目 录第一章 PLC 在大小球分类系统中的设计. .2.1 系统的功能.2.2 大小球分类系统的结构.2.3 确定 I/O 信号数量，选择 PLC 的类型. 2.4 大小球分类的设计思想.2.5 电路设计及 I/O 接线方式. .2.6 大小球分类控制的 I/O 接线图.2.7 I/O 编址及工作框图.第二章 械手分类大小球系统的控制程序.3.1 机械手分类大小球控制的程序流程图.3.2 大小球分类程序的梯形图及指令表.第二章 总结.- 2 - 3 -第一章 PLC在大小球的分拣系统中的设计1.1系统的功能机械手分拣大小球的控制功能要求为：1.机械臂起始位置在机械原点（见图 1-1）
2、 ，为左限、上限的交点位置。 2.有启动按钮和停止按钮控制运行，按下设备停止按钮后机械臂必须回到原点。 3.启动后，机械臂动作顺序为：下降吸球上升（延时 1S）右行（延时 1S）下降释放上升（至上限）左行返回（至原点） 。 4.机械臂有形式有小球右限（SQ4）和大球右限（SQ5）之分；下降时，当吸盘吸到大球时，下限开关 SQ2 断开（=“0” ） ；吸着小球时，下限开关 SQ2 接通（=“1” ）1.2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:图 1.1 机械手分拣大小球的工作示意图- 4 -1.3确定 I/O信号数量，选择 PLC的类型对于开关量控制系统的应用系统，
3、当对控制要求不高时，可选用小型 PLC就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。 对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，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，并且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。 对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID 调节、通信联信网 4 等，可选用中大型 PLC。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，
4、应根据各部分的具体要求来选择 PLC，组成一个分布式的控制系统。 根据系统分析得输入点有 9 个，分别为 I0.0-I1.0;输出点有 6 个，分别为Q0.1-Q0.6。I/O 点共 14 个，故选择 S7300 系列（CPU-315）PLC。2.4 大小球分类的设计思想1.原位：机械臂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，同时机械臂处于有磁状态和球槽内有球（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，机械臂的电磁铁断磁，机械臂下降，接近开关 SQ闭合后后机械臂会碰到球，接着电磁铁加磁。如果同时碰到下限开关 LS2，则一
5、定是小球；如果此时未碰到下限开关 LS2，则一定是大球。 3.机械臂吸住球后就提升，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.机械臂下降，当碰到下限开关 LS2 后，经过 1S 后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.释放后机械臂提升，碰到上限开关 LS3 后，左行。 7.左行至碰到左限开关 LS1 后，一个工作循环结束，如果此时接近开关PSO 显示球槽内还有球，则继续下一循环 8.当系统在连续运行时，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。- 5 -1.5电路设
6、计及 I/O接线方式主电路图如下所示： - 6 -1.6 大小球分类控制的 I/O 接线图由 PLC 控制继电器线圈来控制主电路的上下左右运动和抓释小球.PLC 控制继电器和电灯的输出，从而控制主电路。采用 S7300 系列（CPU-315）PLC，输入端分两组，输出端分两组共六个接口，具体如下图- 7 -1.7 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 启动按钮 SB1 Q0.1 吸盘 KI0.1 停止按钮 SB2 Q0.2 机械臂下降 KM1I0.3 左限 LS1 Q0.3 机械臂上升 KM2I0.4 下限 LS2 Q0.4 机械臂右行 KM3I0.5
7、 上限 LS3 Q0.5 机械臂左行 KM4I0.6 小球右限 LS4 Q0.6 原位指示灯 HLI0.7 大球右限 LS5 T1 定时器 T1I1.0 接近信号 SQ M0.0 启动标志I1.1 有无球信号 PS0 M0.1 小球标志- 8 -第二章 机械手分类大小球系统的 PLC程序2.1 机械手分类大小球控制程序流程图运行框图分为 11 个网络，加循环控制流程，一直到没有球之后便自动原位置点停止，也可以按停止按钮到这一循环结束后停止在原点位置。重新按下启动按钮后，再次开始，具体过程如下图所示槽内有球执行循环下限释放延时 1s机械臂上升右行至左限启动按钮下降吸球并延时 1s上升至上限位小球
8、右限位判断大小球大球右限位小球右移 大球右移原位指示灯槽内无球或按结束按钮则停止- 9 -2.2 大小球分类控制程序的梯形图及指令表- 10 - 11 -大小球控制程序的指令表- 12 -第三章 总结- 13 -整个设计过程收获很大，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。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。通过这次综合实践，我更加看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。- 14 -
