基于PLC的物料小車設(shè)計(jì)

1、基于PLC的物料小車設(shè)計(jì)目錄摘要 .（1）第一章 緒論 1.1 課題的背景意義.(2) 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求.(2)第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)硬件選型原則. .(3) 2.2 硬件的選型. .(4) 2.2.1 PLC的選型.(4) 2.2.2 傳感器的設(shè)計(jì).(5) 2.2.3 分撿器的設(shè)計(jì).(8) 2.2.4 步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì).(8) 2.2.5 三相異步電機(jī)的設(shè)計(jì).(10) 2.2.6 機(jī)械臂的設(shè)計(jì).(12)2.3 PLC輸入輸出地址分配(13)第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1 梯形圖的概述(15) 3.2 送料系統(tǒng)PLC梯形圖設(shè)計(jì)(15) 3.3 電氣控制設(shè)計(jì)(16)第4章 PLC控

2、制送料小車的設(shè)計(jì) 4.1 自動(dòng)送料小車的概述.(17) 4.2 系統(tǒng)流程圖的設(shè)計(jì)(18) 4.3 PLC控制系統(tǒng)的I/O接線圖.(19) 4.4 PLC輸入/輸出系統(tǒng)分配圖.(19)第五章 設(shè)計(jì)小節(jié).（20）參考文獻(xiàn)摘 要近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域，可編程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，已經(jīng)形成了一種工業(yè)趨勢(shì)。 可編程控制器是一種新型的通用控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，專門(mén)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，這一新型的通用自動(dòng)控制裝置以其高可靠性、較強(qiáng)的工作環(huán)境適應(yīng)性和極為方便的使用性能

3、，深受自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)人員的普遍歡迎。運(yùn)料小車在現(xiàn)代化的工廠中普遍存在。傳統(tǒng)的工廠依靠人力推車運(yùn)料，這樣浪費(fèi)了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。而現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中大量運(yùn)用PLC控制運(yùn)料小車，并結(jié)合組態(tài)王軟件完成數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)管理、人機(jī)界面(HMI)和數(shù)據(jù)處理，使生產(chǎn)自動(dòng)化，智能化，大大提高了生產(chǎn)效率第一章 緒論1.1 課題的背景意義 隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化越來(lái)越多的工廠設(shè)備采用變頻器，PLC，人機(jī)界面等自動(dòng)化器件來(lái)控制，因此自動(dòng)化程度越來(lái)越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得以迅速發(fā)展的。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整

4、個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程全盤(pán)自動(dòng)化，這就離不開(kāi)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦自動(dòng)化控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人生安全事故，給企業(yè)造成重大損失。自動(dòng)化加工工藝基本內(nèi)容與特點(diǎn): （1）自動(dòng)化加工工藝基本內(nèi)容，隨著機(jī)械加工自動(dòng)化程度的發(fā)展，自動(dòng)化加工的工藝范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，自動(dòng)花加工工藝的基本內(nèi)容包括大部分切削加工，如擴(kuò)孔、鉸孔、內(nèi)外圓磨削鉆孔、攻螺紋、鏜孔、車端面、銑削、，車削、拉削以及滾壓加工等，還有部分非切削加工也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，如自動(dòng)裝配、清洗、自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)打印、實(shí)驗(yàn)、分類等工藝內(nèi)容。 （2）自動(dòng)化加工工藝的特點(diǎn)

5、1， 自動(dòng)化加工中的工件毛坯精度比普通加工要求高，并且在結(jié)構(gòu)工藝性上要考慮適應(yīng)自動(dòng)化加工需要。 2， 自動(dòng)化加工的生產(chǎn)率比采用萬(wàn)能機(jī)床的普通加工一般要高幾倍至幾十倍。 3， 自動(dòng)化加工中的工件加工精度穩(wěn)定，受人為因素影響小。 4， 自動(dòng)化加工中切削用量的選擇，以及刀具尺寸控制系統(tǒng)的應(yīng)用，是以保證加工精度，滿足一定的刀具耐用度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率為目的的。 5， 在多品種小批量的自動(dòng)化加工中，能夠充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床等柔性加工設(shè)備在適應(yīng)加工品種改變方面的優(yōu)勢(shì)。送料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)的，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于送料小車的運(yùn)行，因此，送料小車性能的好壞與自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能的好壞有著

6、直接的關(guān)系。送料小車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與自動(dòng)化控制系統(tǒng)密不可分。 所以，對(duì)送料小車自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要予以重視1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：確定送料小車控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)送料小車拖動(dòng)電機(jī)的電器控制線路原理圖；確定送料小車控制系統(tǒng)PLC的型號(hào)規(guī)格，確定PLC I/O元件，列出PLC I/O元件分配表；設(shè)計(jì)送料小車控制系統(tǒng)PLC I/O接線圖；PLC程序的總體結(jié)構(gòu)圖和梯形圖（包括公用程序、控制程序、信號(hào)顯示和故障報(bào)警程序等）；液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；產(chǎn)品檢測(cè)器的設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)題目：基于PLC的自動(dòng)送料小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)目的：1） 熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)，學(xué)會(huì)一些特殊

7、設(shè)備在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。2） 能使用歐姆龍的CX-P軟件或者三菱的FX-2N軟件編程，本設(shè)計(jì)采用三菱的FX-2N軟件。3） 通過(guò)設(shè)計(jì)牢固掌握用功能表圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法、步驟及繪制梯形圖所遵循的規(guī)則和設(shè)計(jì)技巧。學(xué)會(huì)時(shí)序控制程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。4） 能夠繪制傳動(dòng)系統(tǒng)的電氣圖。5） 學(xué)會(huì)PLC輸入/輸出點(diǎn)的分配、接線。對(duì)PLC有系統(tǒng)的了解。設(shè)計(jì)要求：圖1-1 系統(tǒng)整體原理圖如圖1所示，某車間有兩個(gè)工作臺(tái)，每個(gè)工作臺(tái)都是由三相異步電機(jī)拖動(dòng)，在一號(hào)工作臺(tái)之間有一個(gè)用來(lái)檢測(cè)物件尺寸的檢測(cè)器J1，在二號(hào)工作臺(tái)尾部有兩個(gè)檢測(cè)物件的檢測(cè)器J2,J3，最左邊的是提取、釋放和轉(zhuǎn)移物件機(jī)械臂S1（各關(guān)節(jié)都由步進(jìn)電機(jī)

8、控制），二號(hào)工作臺(tái)上的分檢器F1由液壓系統(tǒng)控制。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件的選型 1. 步進(jìn)電機(jī)：步進(jìn)電機(jī)有步角距、靜力矩、電流三大要素組成。根據(jù)負(fù)載的控制精度要求選擇步角的大小，根據(jù)負(fù)載的大小確定靜力矩，靜力矩一經(jīng)確定根據(jù)電機(jī)矩頻特性曲線來(lái)判斷電機(jī)的電流。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了 2驅(qū)動(dòng)器：遵循先選電機(jī)候選驅(qū)動(dòng)的原則，電機(jī)的相數(shù)、電流大小是驅(qū)動(dòng)器選擇的決定因素：在選型中，還要根據(jù)PLC輸出信號(hào)的極性來(lái)決定驅(qū)動(dòng)器輸入信號(hào)是共陽(yáng)極或共陰極。為了改善電機(jī)的運(yùn)行性能和提高控制精度，通常通過(guò)選擇帶細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，目的驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分等級(jí)有8倍、16倍、32倍、64倍等

9、，最高可達(dá)256倍細(xì)分。在實(shí)際應(yīng)運(yùn)中，應(yīng)根據(jù)控制要求和步進(jìn)電機(jī)的特性選擇合適的細(xì)分倍數(shù)，以達(dá)到更高的速度和更大的高速轉(zhuǎn)矩。使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)精度更高，振動(dòng)更小 3.三相異步電動(dòng)機(jī)：1）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速及其它控制性能應(yīng)滿足機(jī)械特性和生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求，電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中對(duì)電源供電質(zhì)量的影響（如電壓波動(dòng)、謝波干擾等），應(yīng)在容許的范圍內(nèi)；2）按預(yù)定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動(dòng)機(jī)功率，電動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)在限定的范圍內(nèi)；3）根據(jù)環(huán)境條件、運(yùn)行條件、安裝方式、傳動(dòng)方式，選定電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、安裝、防護(hù)形式，保證電動(dòng)機(jī)可靠工作；4）綜合考慮一次投資幾運(yùn)行費(fèi)用，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、合理、可靠和

10、安全。 4. 傳感器：傳感器的選型原則可以從以下六個(gè)方面來(lái)敘述：1）根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型2）靈敏度的選擇3）線性范圍4) 頻率響應(yīng)特性5）穩(wěn)定性6）測(cè)量精度根據(jù)具體的測(cè)量工作，從以上六個(gè)方面綜合考慮，以選擇最合適的傳感器。 5.液壓系統(tǒng)： 1，確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2，進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3，制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4，選擇液壓元件； 5，液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算； 6，繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 2.2 硬件的選型 2.2.1 PLC的選型 此次設(shè)計(jì)選用的是日本三菱公司的FX-2NPLC，其速度塊功能強(qiáng)。它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá)0.08us, 內(nèi)置

11、的用戶存儲(chǔ)器為8K步。I/O點(diǎn)最多可擴(kuò)展到256個(gè)，并提供多種特殊功能模塊或功能擴(kuò)展板，可實(shí)現(xiàn)多軸定位控制，機(jī)內(nèi)又實(shí)時(shí)鐘，PID指令可實(shí)現(xiàn)模擬量閉環(huán)控制，還有功能很強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算指令集，如浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算，開(kāi)平方和三角函數(shù)等指令。每個(gè)FX-2N的基本單元可擴(kuò)展8個(gè)特殊單元。通過(guò)通信擴(kuò)展板或特殊適配器可實(shí)現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)鏈接，如CC-Link,AS-I,PROFIBUS,Devieenet等開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)通信，和通信，N鏈接，并行鏈接，計(jì)算機(jī)鏈接和I/O鏈接。FX-2N系列PLC的基本單元 2.2.2 傳感器的設(shè)計(jì) 傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組

12、成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到 cm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開(kāi)拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類感官無(wú)法直接獲取的信息，沒(méi)有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)

13、的先驅(qū)。此次設(shè)計(jì)采用的是紅外傳感器，光傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位。 光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光電耦合器、太陽(yáng)能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖紅外傳感器的原理圖（J2,J3示意圖）當(dāng)有物件經(jīng)過(guò)時(shí)J2

14、、J3時(shí)，機(jī)械臂s1得電，檢測(cè)器J1的示意圖當(dāng)物件經(jīng)過(guò)1，2，3三個(gè)傳感器時(shí)，控制分檢器的1Y得電；當(dāng)物件經(jīng)過(guò)2，3時(shí)，控制分檢器的2Y得電；當(dāng)物件經(jīng)過(guò)1時(shí)；控制分檢器的2Y得電。2.2.3 分檢器的設(shè)計(jì)分檢器是為了將檢測(cè)器J1判斷出來(lái)的物件分配到不同的地方去，以達(dá)到不同尺寸物件分檢的目的。分檢器的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿照磨床的液壓系統(tǒng)，下面是分檢器液壓系統(tǒng)的原理圖。（分檢器的液壓系統(tǒng)原理圖）2.2.4 步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)1） 步進(jìn)電機(jī)概述 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)角位移或直線位移的一種特殊電動(dòng)機(jī)。其工作方式是每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，由于運(yùn)動(dòng)形式是步進(jìn)的，因此稱為步進(jìn)電機(jī)。2）

15、 步進(jìn)電機(jī)的選型3） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選型輸入電源接口： 采用一組交流供電，AC接AC20-40V，3A或接一組直流供電DC24-50V，3A。 警告：電壓不能超出此范圍,否則會(huì)造成故障。電 機(jī) 接 口： 對(duì)于二相四線電機(jī)，可直接與驅(qū)動(dòng)器相連(如下圖)。2.2.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)1） 電機(jī)的基本常識(shí)小型三相異步電動(dòng)機(jī)，通常包括H80-315MM的電機(jī)，其產(chǎn)量大、用途廣，在電網(wǎng)的總負(fù)荷中，它的用電量為40%左右。六十年代初流行的為JO2系列電動(dòng)機(jī)，該系列電機(jī)的功率等級(jí)、安裝尺寸與國(guó)際市場(chǎng)上的通用標(biāo)準(zhǔn)不同，另外該電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低和缺乏噪聲控制指標(biāo)，因此現(xiàn)在我國(guó)現(xiàn)在使用的電機(jī)為Y系列電機(jī)。該電

16、機(jī)堅(jiān)固耐用、安全可靠因此使用范圍越來(lái)越廣。然而有些用戶使用的電機(jī)年損壞率高達(dá)5%，究其原因多半是選型不當(dāng)、使用不妥、保護(hù)不善的緣故。因此本次講課的主要目的是：發(fā)現(xiàn)電機(jī)使用中發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，妥善的解決。2） 小型異步電機(jī)的體系基本系列使用范圍廣、生產(chǎn)量大，是一種通用電機(jī)，如Y系列（IP44）小型三相異步電動(dòng)機(jī)。 派生系列按照不同的使用要求，在基本系列的基礎(chǔ)上做了部分改動(dòng)，另部件與基本系列有較高的通用性和一定程度的統(tǒng)一性。派生系列有電氣派生（如高效電機(jī)，YX系列）、結(jié)構(gòu)派生（如繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)YR系列）、特殊環(huán)境派生（隔爆型電動(dòng)機(jī)，YB系列）等幾種。 專用系列-與一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊

17、防護(hù)條件系列，如YZ、YZR冶金及起重用異步電動(dòng)機(jī)。3） 基本技術(shù)參數(shù) 1、 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)JB/T9616-1996 2、 外殼防護(hù)結(jié)構(gòu)型式 Y系列小型三相異步電動(dòng)機(jī)基本系列 有IP23、IP44兩種外殼防護(hù)等級(jí)。IP23和IP44的含義是：IP-表示防護(hù)等級(jí)的標(biāo)志符號(hào)，后面的兩位數(shù)字的要求如下表： 級(jí)別 要求 IP23 第一位數(shù)字 能防止手指接觸及機(jī)殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部分，能防止直徑大于12MM的小固體異物進(jìn)入 第二位數(shù)字 與沿垂直線成60度或小于60度的淋水對(duì)電機(jī)應(yīng)無(wú)有害影響 IP44 第一位數(shù)字 能防止厚度大于1MM的工具、金屬線或類似的物體觸及機(jī)殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部分，能防止直徑大于1MM的小固體異

18、物進(jìn)入，但不包括由外風(fēng)扇吸風(fēng)或送風(fēng)的通風(fēng)口和封閉式電機(jī)的泄水孔，這些部分應(yīng)具有2級(jí)防護(hù)性能 第二位數(shù)字 任何方向?yàn)R水于電機(jī)，應(yīng)無(wú)有害影響。 3、 安裝結(jié)構(gòu)及型式 Y系列電動(dòng)機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)，分為地腳安裝、用地腳附帶凸緣端蓋安裝和用一個(gè)凸緣端蓋安裝等三種。根據(jù)三種基本安裝結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)的安裝型式又分為臥式安裝或立式安裝及軸伸向上或向下，即B3、B35、B5、V1、V15等安裝方式，具體型號(hào)查標(biāo)準(zhǔn)。 4）怎樣正確選擇電動(dòng)機(jī) 1. 根據(jù)電源電壓、使用條件、拖動(dòng)對(duì)象選擇電動(dòng)機(jī).要求電源電壓與電動(dòng)機(jī)額定電壓相符.2. 根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作環(huán)境選擇不同型式的電動(dòng)機(jī).3. 根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電動(dòng)機(jī).

19、如果容量選擇過(guò)小,就會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期過(guò)載現(xiàn)象,影響電動(dòng)機(jī)壽命甚至燒毀.如果容量選擇過(guò)大,電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率不能充分利用,功率因數(shù)也不高.因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率是隨著負(fù)載變化的.4. 電動(dòng)機(jī)在恒定負(fù)載運(yùn)行下,功率計(jì)算公式如下:P1 P1式中: P-電動(dòng)機(jī)的功率(KW); P1生產(chǎn)機(jī)械功率(KW); 1生產(chǎn)機(jī)械本身效率; 電動(dòng)機(jī)效率.2.2.6 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)機(jī)械臂雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為

20、普遍。(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。(3)可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。（4）可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。(5）宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。(6)軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。 此次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的各個(gè)關(guān)節(jié)采用電氣式，用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制。而機(jī)械手采用電磁鐵吸盤(pán)。大致圖形如下所示，底座部位直接接步進(jìn)電機(jī)，不用關(guān)節(jié)處的步進(jìn)電機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)。 步進(jìn)電機(jī)的示意圖 機(jī)械臂的示意圖2.3 PLC輸入輸出地址分配PLC控制的電路PLC的I/O分配輸入地址分配名稱 地址 作用 Sb1 x

21、000 啟動(dòng)機(jī)械臂 Sb2 x001 J1啟動(dòng) Sb3 x002 J1啟動(dòng) Sb4 x003 J1啟動(dòng) Sb5 x004 J2啟動(dòng) Sb6 x005 J3啟動(dòng)輸出地址分配名稱 地址 作用 Km1 y000 提取物品 Km2 y001 一號(hào)工作臺(tái)啟動(dòng) Km3 y002 二號(hào)工作臺(tái)啟動(dòng) Km4 y005 分檢器啟動(dòng)第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1 梯形圖的概述 梯形圖是使用的最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電氣控制的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。PLC梯形圖中的某些編程元件

22、沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元，（軟繼電器），每一個(gè)軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元為“1”狀態(tài)。則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器線圈“通電”，通常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，稱這種狀態(tài)時(shí)軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)，使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。梯形圖兩側(cè)的公共線稱為母線（Bus bar），在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母

23、線(左母線和右母線)之間有 一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”，從左向右流動(dòng)。右母線 可以不畫(huà)出3.2 送料小車系統(tǒng)PLC梯形圖設(shè)計(jì) 此次設(shè)計(jì)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種PLC梯形圖。 手動(dòng)控制梯形圖自動(dòng)控制梯形圖 3.3 電氣控制的設(shè)計(jì) 電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的。從最早的手動(dòng)控制到自動(dòng)控制，從簡(jiǎn)單的控制設(shè)備到復(fù)雜的控制設(shè)備，從又觸電的硬接線繼電控制系統(tǒng)發(fā)展到以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為中心的軟件控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)數(shù)機(jī)、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、精密測(cè)量等許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果。 作為生產(chǎn)機(jī)械動(dòng)力的電機(jī)拖動(dòng)，已有最早的采用成組拖動(dòng)方式單獨(dú)拖

24、動(dòng)方式-生產(chǎn)機(jī)械的不同運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電機(jī)拖動(dòng)的方式，發(fā)展成今天無(wú)論是自動(dòng)化功能還是生產(chǎn)安全性方面都相當(dāng)完善的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。 繼電器接觸式控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等組成，其控制方式是斷續(xù)的，所以又稱為斷續(xù)控制系統(tǒng)。由于這種系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)容易、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是機(jī)床和其它許多機(jī)械設(shè)備廣泛采用的基本電氣控制形式，也是學(xué)習(xí)更先進(jìn)電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。這種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是采用固定接線方式，靈活性差，工作頻率低，觸電易損壞，可靠性差。 此次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)兩個(gè)工作臺(tái)的拖動(dòng)電機(jī)進(jìn)行電氣控制。電氣控制示意圖第4章 PLC送料小車的設(shè)計(jì)4.1 自動(dòng)送料小車概述

25、 自動(dòng)送料小車系統(tǒng)是用于物料輸送的流水線設(shè)備，主要是用于煤粉、細(xì)砂等材料的運(yùn)輸。自動(dòng)送料小車系統(tǒng)一般是由給料器、傳送帶、小車等單體設(shè)備組合來(lái)完成特定的過(guò)程。這類系統(tǒng)的控制需要?jiǎng)幼鞣€(wěn)定，具備連續(xù)可靠工作的能力。送料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制。從送料小車的工藝流程來(lái)看，期控制系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此送料小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。在程序設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的連鎖關(guān)系，從而在設(shè)計(jì)和修改任何一種工作方式的程序時(shí)，不會(huì)對(duì)其他工作方式的程序造成任何影響，使得程序的設(shè)計(jì)，修改和故障查找工作大為簡(jiǎn)化。4.2 系統(tǒng)流程圖的設(shè)

26、計(jì) 通過(guò)一號(hào)工作臺(tái)位置上的檢測(cè)器檢測(cè)物件的大小，分檢器做出相應(yīng)的判斷，再由二號(hào)工作臺(tái)上的檢測(cè)器判斷物件是否通過(guò)，若通過(guò)在自動(dòng)編程中將反饋給進(jìn)料部分，具體流程圖如下所示： 開(kāi)始時(shí)按下km2，km3兩個(gè)工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作，然后選擇是手動(dòng)還是自動(dòng)，接著分別按下sb2，sb3，sb4，sb5，sb6啟動(dòng)J1和J2，再接著按下sb1和啟動(dòng)機(jī)械臂，開(kāi)始進(jìn)料，緊接著按下km4啟動(dòng)分檢器。調(diào)程序時(shí)時(shí)注意是自動(dòng)還是手動(dòng)，在上述流程圖中自動(dòng)程序的部分和手動(dòng)過(guò)程一樣，不同之處在于卸料之后還有一個(gè)反饋給進(jìn)料部分。4.3 PLC控制系統(tǒng)的I/O接線圖4.4 PLC控制系統(tǒng)的I/O接線圖 輸入地址分配名稱 地址 作用 Sb1 x000 啟動(dòng)機(jī)械臂 Sb2 x001 J1啟動(dòng) Sb3 x002 J1啟動(dòng) Sb4 x003 J1啟動(dòng) Sb5 x004 J2啟動(dòng) Sb6 x005 J3啟動(dòng)輸出地址分配名稱 地址 作用 Km1 y000 提取物品 Km2 y001 一號(hào)工作臺(tái)啟動(dòng) Km3 y002 二號(hào)工作臺(tái)啟動(dòng) Km4 y005 分檢器啟動(dòng)第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)快要畢業(yè)了，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾次修改我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有完成課程設(shè)計(jì)之前我是覺(jué)得課程