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1、大、小球分类选择传送 PLC 控制摘要机械手的优越性正在进一步被人们了解，他能替代人的 劳动 并能达 到 生产要求 ，通 过一系 列 的程 序，来 完成 生 产过 程的控制，大大改善工人的劳动条件，减轻劳动者的工作强 度 ，进 一 步 加 快 实 现 生 产 过 程 的 机 械 化 和 自 动 化 的 步 伐 ，作 为可操控机械，它能够部分地代替人的劳动并能达到生产工 艺的要求，遵循事先设定的步骤来完成工件的分拣传送，大 大地节省了人类的劳动时间，更因其能适应复杂的环境，从 而改善了人们的工作环境，尤 其是在高温，高压，粉尘、噪 音的环境，本课题拟开发物料搬运机械手，采用三菱公司的 FX2N系
2、列PLC ,对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控 制。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， 控制机械手完成各种动作。关键词：机械臂，PLC,大小球，自动控制目录第一章 概述1.1 设计介绍1.2 控制要求1.3 PLC 介绍第二章 硬件设计2.1 PLC 的选择2.2 按钮和行程开关的选择2.3 接近开关、转换开关、刀开关的选择2.4 时间继电器、接触器的选择2.5 熔断器、电动机的选择2.6 电磁阀的选择2.7电路设计及I/O接线方式第三章 软件设计3.1 程序设计3.2 程序分析第四章 结论4.1 程序调试4.2 使用说明4.3 设计感想参考文献第一章 概
3、述1.1 设计介绍本课程设计主要对PLC程序的结构、特点、各器件的性能以及对被 控对象的控制过程进行具体研究，并通过PLC来实现对大小球分拣系 统的控制，随着工业自动化、机械化进程的加速，自动控制正在逐步 取代传统的人工控制，在改善工作人员的工作环境的同时也使生产效 率大大的提高，为了最大限度地满足被控对象和产生过程的控制要求。 在本课程设计中对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使 用PLC后，将很容易实现。在满足控制要求前提下，采用多种控制模 式来对被控对象进行安全可靠的控制操作，使功能更加全面，其中包 括手动控制，自动控制模式，使其操作性更强，便于企业各类人员操 作，另外，该系统的
4、手动控制模式，也使生产设备的检测和维护更加 方便。1.2 控制要求本次设计的大、小球分类选择传送PLC控制系统的机械臂起始位置 在机械原点，为左限、上限并有显示；通过起动按钮和停止按钮控制 运行，停止时机械手臂运行完本次吸球及放球整套动作然后回到原点; 起动后机械臂动作顺序为：下降一吸球一上升（至上限）一右行（至 右限）一下降一释放一上升（至上限）一左行返回（至原点）机械臂 右行时有小球右限（XI）和大球右限（X4）之分，下降时，当电磁铁 压着大球时下限开关X3断开，压着小球时下限开关X2接通。1.3PLC 介绍PLC （Programmable Logic Controller）即可编程控制
5、 器，是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的产 品，逐渐发展一微处理器为核心，集自动化技术、计算机技 术、通信技术融为一体的新型工业自动装置。它有可编程性， 且编程灵活简单，有在恶劣环境下工作的高抗干扰能力。而 且其体积小、重量轻、廉价等特点，在工业控制应用上越来 越广泛。第二章 硬件设计2.1 PLC 的选择选择PLC,应该在PLC机型、容量及I/O点数等方面注意。一个 系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的 问题,所以应适当留有裕量,如果事先留有余量。则 PLC 系统极易修 改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户,要 求的侧重点不同,设计的原则
6、也应有所区别,如果以提高产品和安全 为目标,则应将系统可靠性放在设计的重点,设置考虑采取冗余控制 系统；如果要求系统改善信息管埋,则应将系统通信能力与总线网络 设计加以强化；如果系统工艺经常变更,则事先充分考虑。2.2 按钮和行程开关的选择（1）按钮的选择原则：1）根据使用场合,选择控制按钮的种类。2）根据用途,选用合适的型式。3）按控制回路的要求,确定不同的按钮数。4）按工作状态指示和工作情况的要求选择按钮及指示灯的颜色。（2）行程开关的选择：行程开关的分类：直动式,滚动式和微动式三种。直动式行程开 关的优点是结构简单,成本低,但容易烧蚀触头。滚动式行程开关克 服了直动式行程开关的缺点,但其
7、结构复杂,价格也较高,所以选择 微动式行程开关体积小,动作灵敏,适用于小型机构中使用。2.3 接近开关、转换开关、刀开关的选择（1）接近开关的选择：接近开关是一种对接近它的物体有“感知”能力的元件一位移传 感器,利用传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的, 当有物体移向接近开关,并接近到一定距离时,位移传感器才有“感 知”,开关才会动作。在设计中,接近开关 PS0 用于检测是否有球, SBl-SB5 分别用于传送机械手上下左右运动的定位。接近开关分为霍尔接近开关,超声波接近开关,高频振荡式接近 开关,霍尔接开关用于检测磁场,一般用磁场钢作为被检测体。超声 波接近开关适用检测不能或不
8、可触及的目标,其控制功能不受声、电、 关等因素干扰，检测物体可以是固体、液体、或粉末状态的物体，只 要能反射波用的电子装置及调节检测范围用的程控桥式开关等几个部 分组成，高频振荡式接近开关用于检测各种金属，主要由高频振荡器， 集成电路晶体管放大器和输出器三部分组成。（2）转换开关的选择：转换开关是一种多档位，多触点，能够控制多回路的主令电器，可 以用于控制小容量电动机的启动、换向、调速、正反转控制等，常用 的万能转换开关有 LW2、LW5、LW6、LW8 等系列，在设计机械手大小球 分选系统中操作方式有手动，单周期，连续。（3）刀开关的选择：刀开关是一种手动电器，为了简单，方便，选择HD型单投
9、刀开关,分为 1 级， 2级， 3 级。2.4 时间继电器、接触器的选择（1）时间继电器的选择： 时间继电器在控制电路中用于时间的控制，有 JS23， JS27A ， JSK 口， 7PR， SS-18 等系列的时间继电器。（2）接触器的选择： 接触器的选型要求：1）根据负载性质选择接触器类别，一般交流负载选择交流接触器， 直流负载选择直流接触器。2）根据被控电路电流大小和使用类别选择接触器的额定电流。3）根据被控电路电压等级来选择接触器的额定电压。4）根据控制电路的电压等级选择接触器线圈的额定电压。2.5 熔断器、电动机的选择（1）熔断器的选择：熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路
10、，熔断器具 有结构简单，体积小，重量轻，使用维护方便，价格低廉，分断能力 较高，限流能力良好等优点，熔断器有 NT、RT、RL、RLS2、FA4 等型 式的熔断器， RT 系列为有填封闭管式熔断器，可在 500V 以下交流系 统中作过载及短路保护用，这种熔断器为螺栓连接，可直接连在母线 排上,尤其适合开关熔断器组选用,RT15型熔断器最大额定电流400A, 额定分断能力 100KA。（2）电动机的选择： 电动机是选交流的，而电动机分为异步电动机和同步电动机两大类， 异步电动机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。由于异步电动机 具有结构简单，制造，使用方便，运行可靠，成本低廉，效率较高等 优点而
11、得到广泛应用。2.6 电磁阀的选择电磁阀的分类：国内外的电磁阀从原理上分为三大类（即：直动 式、分步童先导式），而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又 分为六个分支小类（直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、 直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构）。电磁阀的优点： 耐高温电磁阀是间接先导式平衡电磁阀，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨 损、使用范围广等。2.7 电路设计及 I/O 接线方式主电路图如图 21 所示。图 2-1 主电路图I/O地址分配表如表21所示表 2-1 I/O 地址分配表输入输出X0左限位Y0左移动作X1右限位（小球）Y1右移动作X2上限位Y2上移动作X3下限位Y3下
12、移动作X4右限位（大球）Y4抓球动作X5循环模式开关Y7原点指示X10启动开关X11手动模式选择开关X12自动模式选择开关X13手动模式抓球动作X14手动模式放球动作X15手动模式上移动作X16手动模式下移动作X17手动模式右移动作X20停止按钮X21手动模式左移动作I/O接线图如图2-2所示。图 2-2 I/O 接线图第三章 软件设计3.1 程序设计3.1.1 工作流程图工作流程图如图 3-所示。图 3-1 工作流程图3.1.2 顺序功能图顺序功能图如图 3-2 所示。soY7S27X3S28S29X2S30图 3-2 顺序功能图3.1.3 梯形图梯形图如图 33 所示。S2773 |STL 75S2878 |STL 83S2986 |STL S3091 |STLX003T2J卜X002XOOOX020X005I 卜C Y003SETS28JBSTY004T2K20SETS23JC Y002-St IS3UJC Y000SETSOJX005图 3-3 梯形图3.1.2 程序指令表程序指令表如下。0LDM80021ZRSTS20S316SETSO8STLSO9OUTY00710RSTY00411RSTY00312RSTY00113OUTY00214OUTY00015LDX01016SETSI18STLSI19L
