PLC大小球分檢系統(tǒng)

PLC技術(shù)大小球分檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】機(jī)械手的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送。因?yàn)?，它能大大地改善工人的勞?dòng)條件，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因此，受到各先進(jìn)單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近代幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常要對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行分撿，本課題擬開(kāi)發(fā)物料搬運(yùn)機(jī)械手，采用的德國(guó)西門子S7-200系列PLC，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。用于分撿大小球的機(jī)械裝置。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作。關(guān)鍵詞：機(jī)械手plc大小球

目錄1總體設(shè)計(jì) 41.1基本結(jié)構(gòu) 41.1.1電源 41.1.2中央處理單元(CPU) 41.1.3存儲(chǔ)器 41.1.4輸入輸出接口電路 41.1.5、功能模塊 51.1.6、通信模塊 51.2工作原理 51.2.1、輸入采樣階段 51.2.2、用戶程序執(zhí)行階段 51.2.3、輸出刷新階段 61.3功能特點(diǎn) 61.3.1.使用方便，編程簡(jiǎn)單 61.3.2.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 61.3.3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 61.3.4.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 61.3.5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 61.3.6.維修工作量小，維修方便 71.4發(fā)展歷史 71.4.1起源 71.4.2發(fā)展 71.5PLC的選型 81.5.1、可編程邏輯控制器的類型 81.6PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與內(nèi)容 92plc控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 92.1按鈕與行程開(kāi)關(guān)的選擇 92.2電動(dòng)機(jī).熔斷器.電磁閥的選擇 92.3電動(dòng)機(jī)的主電路圖及控制接線圖. 103PLC在大小球分選系統(tǒng)中的設(shè)計(jì) 113.1系統(tǒng)的功能 113.2分撿大小球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 113.3分撿大小球系統(tǒng)的工作原理 113.4分撿大小球系統(tǒng)的輸入/輸出地址及定時(shí)器分配 123.5分撿大小球的設(shè)計(jì)思想 123.6分揀大小球控制系統(tǒng)的接線圖 134大小球分選系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì) 134.1狀態(tài)流程圖 134.2其梯形圖如下 154.3語(yǔ)句表 195西門子S7-200漢化仿真軟件 215.1仿真軟件說(shuō)明 215.1.1仿真準(zhǔn)備 225.1.2、程序仿真 225.2大小球分檢系統(tǒng)調(diào)試 255.2.1機(jī)械手下降 255.2.2撿球經(jīng)零秒后上升 255.2.3右行 265.2.4大小球釋放經(jīng)兩秒上升 265.2.5左行 275.2.6急停 27結(jié)束語(yǔ) 28謝辭 29參考文獻(xiàn) 30

1總體設(shè)計(jì)1.1基本結(jié)構(gòu)可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：1.1.1電源可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去1.1.2中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。1.1.3存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。1.1.4輸入輸出接口電路1．現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。2．現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。1.1.5、功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。1.1.6、通信模塊1.2工作原理當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1.2.1、輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。1.2.2、用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。1.2.3、輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。1.3功能特點(diǎn)可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)。1.3.1.使用方便，編程簡(jiǎn)單采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。1.3.2.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。1.3.3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。1.3.4.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。1.3.5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。1.3.6.維修工作量小，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。1.4發(fā)展歷史1.4.1起源1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求；1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程邏輯控制器PDP—14，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程邏輯控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-14；1971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-8；1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC；1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC。1.4.2發(fā)展20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的可編程邏輯控制器為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程邏輯控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC）。20世紀(jì)70年代中末期，可編程邏輯控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀(jì)80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。1.5PLC的選型1.5.1、可編程邏輯控制器的類型可編程邏輯控制器按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型可編程邏輯控制器的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型可編程邏輯控制器提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。對(duì)于比較復(fù)雜的中大型控制系統(tǒng)，如閉環(huán)控制、PID調(diào)節(jié)、通信聯(lián)信網(wǎng)4等，可選用中大型PLC（如西門子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。當(dāng)系統(tǒng)的各個(gè)控制對(duì)象分布在不同的地域時(shí)，應(yīng)根據(jù)各部分的具體要求來(lái)選擇PLC，一組成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)對(duì)控制要求不高時(shí)，可選用小型PLC（如西門子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能滿足要求，如對(duì)小型泵的順序控制、單臺(tái)機(jī)械的自動(dòng)控制等。結(jié)合以上幾點(diǎn)，在設(shè)計(jì)PLC機(jī)械手在大小球分選系統(tǒng)中用的PLC的選型為西門子S7-200系列的可編程控制器CPU224。1.6PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與內(nèi)容PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)的要求外，還應(yīng)著重考慮產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后服務(wù)等情況。最大限度地滿足被控對(duì)象或產(chǎn)生過(guò)程的控制要求。對(duì)于一些原來(lái)用繼電接觸器線路不易實(shí)現(xiàn)的要求，使用PLC后，將很容易實(shí)現(xiàn)。在滿足控制要求前提下，力求使控制簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作和維護(hù)方便。對(duì)一些過(guò)去較為繁瑣的控制可利用PLC的特點(diǎn)加以簡(jiǎn)化，通過(guò)內(nèi)部程序化外部接線及操作方式。選擇PLC容量及I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。一個(gè)系統(tǒng)完成后，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些原來(lái)沒(méi)有考慮到的問(wèn)題，或者新提出的問(wèn)題，如果事先留有裕量。則PLC系統(tǒng)極易修改。同時(shí)對(duì)日后系統(tǒng)工藝的變更提供方便。當(dāng)然對(duì)于不同的用戶，要求的側(cè)重點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)的原則也應(yīng)有所區(qū)別，如果以提高產(chǎn)品和安全為目標(biāo)，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)置考慮采取冗余控制系統(tǒng)；如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加以強(qiáng)化；如果系統(tǒng)工藝經(jīng)常變更，則事先充分考慮。2plc控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1按鈕與行程開(kāi)關(guān)的選擇按鈕的選擇原則：(1)根據(jù)使用場(chǎng)合，選擇控制按鈕的種類，如開(kāi)啟式，防水式，緊急式等。(2)根據(jù)用途，選用合適的型式，如鑰匙式，緊急試，帶燈式等。(3)按控制回路的要求，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等。(4)按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求選擇按鈕及指示燈的顏色。行程開(kāi)關(guān)的選擇： 行程開(kāi)關(guān)的分類：直動(dòng)式，滾動(dòng)式和微動(dòng)式三種。直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但容易燒蝕觸頭。滾動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)克服了直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也較高，所以選擇微動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)體積小，動(dòng)作靈敏，適用于小型機(jī)構(gòu)中使用。2.2電動(dòng)機(jī).熔斷器.電磁閥的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇：電動(dòng)機(jī)是選交流的，而電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類，異步電動(dòng)機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，去拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。由于異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造，使用方便，運(yùn)行可靠，成本低廉，效率較高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)中小型軋鋼設(shè)備，各種金屬切削機(jī)床，輕工機(jī)械和礦山機(jī)械等；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)水泵，粉碎機(jī)以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機(jī)械；在民用電器方面的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等也都是用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。熔斷器的選擇：熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用，用于保護(hù)線路，熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉，分?jǐn)嗄芰^高，限流能力良好等優(yōu)點(diǎn)，熔斷器有NT、RT、RL、RLS2、FA4等型式的熔斷器，RT系列為有填封閉管式熔斷器，可在500V以下交流系統(tǒng)中作過(guò)載及短路保護(hù)用，這種熔斷器為螺栓連接，可直接連在母線排上，尤其適合開(kāi)關(guān)熔斷器組選用，尤其適合開(kāi)關(guān)熔斷器組選用，RT15型熔斷器最大額定電流400A，額定分?jǐn)嗄芰?00KA。電磁閥的分類：國(guó)內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即：直動(dòng)式、分步童先導(dǎo)式)，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))。電磁閥的優(yōu)點(diǎn)：耐高溫電磁閥是間接先導(dǎo)式平衡電磁閥，具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、使用范圍廣等。2.3電動(dòng)機(jī)的主電路圖及控制接線圖.圖2-1主電路圖3PLC在大小球分選系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的功能為實(shí)現(xiàn)大小球的分撿控制，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序必須實(shí)現(xiàn)以下主要功能：1）該系統(tǒng)可完成大小球的自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)運(yùn)送和自動(dòng)到大球缸和小球缸釋放對(duì)應(yīng)的球。2）該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的多種工作方式。3）該系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)，撿球裝置必須復(fù)位。3.2分撿大小球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由下圖所示，分撿大小球控制系統(tǒng)主要由各種限位開(kāi)關(guān)，撿球裝置，橫梁，各種球缸組成，其中撿球裝置內(nèi)部有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)控制撿球平板裝置上升和下降，一臺(tái)控制撿球裝置在橫梁上左行和右行。圖3-1大小球分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3分撿大小球系統(tǒng)的工作原理當(dāng)撿球裝置停在左極限SB3處時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB0，撿球裝置下降撿球平板，當(dāng)下降的撿球平板碰到下限開(kāi)關(guān)SB2時(shí)，停止下降，撿球裝置給平板處的電磁線圈（KM）通電，撿球平板產(chǎn)生電磁吸力吸住鋼球，此時(shí)壓力感應(yīng)器用來(lái)判斷是吸住的大球還是小球，如果壓力感應(yīng)器的輸出Y1斷開(kāi)，說(shuō)明吸住的是小球，而Y1如是閉合的，則說(shuō)明吸住的是大球。當(dāng)吸住鋼球后，撿球平板上升，碰到上限開(kāi)關(guān)后開(kāi)始右行，SB4為小球位限位開(kāi)關(guān)，SB5為大球位限位開(kāi)關(guān)，在右行的過(guò)程中，如果吸住的是大球，則要到碰到SB5才停止右行，下降到下限開(kāi)關(guān)位置，斷電釋放鋼球，然后上升到上限開(kāi)關(guān)位置停止上升，開(kāi)始左行，碰到左極限停止左行；而如果是吸住的小球，則在右行的時(shí)候碰到SB4就停止右行，下降到下限開(kāi)關(guān)出停止下行，斷電釋放鋼球，然后上升到上極限位置停止上升，開(kāi)始左行，到左極限停止左行，重新開(kāi)始新一輪撿球過(guò)程，如此反復(fù)執(zhí)行。（吸球時(shí)間為2s，釋放球時(shí)間也為2s）3.4分撿大小球系統(tǒng)的輸入/輸出地址及定時(shí)器分配表3-1輸入/輸出分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備輸出地址對(duì)應(yīng)設(shè)備的操作I0.0設(shè)備的啟動(dòng)按鈕Q0.0機(jī)械臂上升I0.1上移限位開(kāi)關(guān)Q0.1機(jī)械臂下降I0.2下移限位開(kāi)關(guān)Q0.2機(jī)械臂左行I0.3左移限位開(kāi)關(guān)Q0.3機(jī)械臂右行I0.4大小球的選擇開(kāi)關(guān)Q0.4機(jī)械臂吸球/放球I0.5小球的選擇開(kāi)關(guān)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間I0.6大球的限位開(kāi)關(guān)T372SI0.7急停T382SI1.0連續(xù)運(yùn)行按鈕I1.1復(fù)位I1.2停止3.5分撿大小球的設(shè)計(jì)思想當(dāng)輸送機(jī)處于起始位置時(shí)，上限位開(kāi)關(guān)和左限位開(kāi)關(guān)被壓下，極限開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。啟動(dòng)裝置后，撿球裝置下行，一直到極限開(kāi)關(guān)閉合。此時(shí)。若碰到的是小球，則壓力傳感器仍為斷開(kāi)狀態(tài)；若碰到的是大球，則壓力傳感器閉合狀態(tài)。吸起小球后，則撿球裝置向上行，碰到上限位開(kāi)關(guān)后，撿球裝置向右行；碰到右限位開(kāi)關(guān)（小球的右限位開(kāi)關(guān)）后，再向下行，碰到下限位開(kāi)關(guān)后，將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位。如果吸起的是大球，撿球裝置右行碰到另一個(gè)右限位開(kāi)關(guān)（大球的右限位開(kāi)關(guān)）后，再向下行，碰到下限位開(kāi)關(guān)后，將大球釋放到小球箱里，然后返回到原位。3.6分揀大小球控制系統(tǒng)的接線圖圖3-2大小球分揀系統(tǒng)接線圖4大小球分選系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)4.1狀態(tài)流程圖根據(jù)工藝要求，該控制流程根據(jù)吸住的是（大球、小球）有兩個(gè)分支，此處應(yīng)為分支點(diǎn)，且屬于選擇性分支。分支在機(jī)械臂下降之后根據(jù)接近開(kāi)光（X0）的通斷，分別將球吸住、上升、右行到SB4或SB5處下降，此處應(yīng)為匯合點(diǎn)。然后再釋放、上升、左移到原點(diǎn)。圖4-1狀態(tài)流程圖當(dāng)按下SM0.1時(shí)，M0.0得電，如果轉(zhuǎn)換條件滿足，M0.1得電撿球裝置下降撿球平板，當(dāng)下降的撿球平板碰到下限開(kāi)關(guān)SB2時(shí)，M0.2得電，停止下降，撿球裝置給平板處的電磁線圈（KM）通電，撿球平板產(chǎn)生電磁吸力吸住鋼球，此時(shí)壓力感應(yīng)器I0.4用來(lái)判斷是吸住的大球還是小球，如果壓力感應(yīng)器I0.4的輸出斷開(kāi)，說(shuō)明吸住的是小球，而如是閉合的，則說(shuō)明吸住的是大球。當(dāng)吸住鋼球后，M0.3得電撿球平板上升，碰到上限開(kāi)關(guān)后開(kāi)始右行，I0.5為小球位限位開(kāi)關(guān)，I0.6為大球位限位開(kāi)關(guān)，在右行的過(guò)程中，如果吸住的是大球，M0.6得電，則要到碰到I0.6才停止右行，M0.7得電，下降到下限開(kāi)關(guān)位置，M1.0得電，斷電釋放鋼球，然后S1.0得電上升到上限開(kāi)關(guān)位置停止上升，M1.2得電，開(kāi)始左行，碰到左極限停止左行；而如果是吸住的小球，則在右行的時(shí)候碰到I0.5就停止右行，S0.7得電，下降到下限開(kāi)關(guān)出停止下行，M1.0得電，斷電釋放鋼球，然后上升到上極限位置停止上升，M1.2得電，開(kāi)始左行，到左極限停止左行，吸球時(shí)間T37為2s，釋放球時(shí)間T38也為2s）當(dāng)將旋鈕開(kāi)關(guān)I1.0后，系統(tǒng)由開(kāi)始撿球到放球，返回再次開(kāi)始撿球，如此循環(huán)不斷的進(jìn)行撿球和放球的過(guò)程，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)才停下來(lái)不工作。當(dāng)系統(tǒng)在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，停止方式有兩種，一種是正常停止：就是按下停止按鈕后，系統(tǒng)要將整個(gè)周期剩下的步驟全部進(jìn)行完，然后回到原點(diǎn)才停止工作。另外一種是緊急停止：就是用來(lái)處理緊急情況下來(lái)及時(shí)停止整個(gè)系統(tǒng)工作的，一按緊急停止，系統(tǒng)立刻停止，不管已經(jīng)工作到什么位置。4.2其梯形圖如下4.3語(yǔ)句表LDSM0.1SM0.0,1LDM0.0AI0.0AI0.1AI0.3SM0.1,1RM0.0,1LDM0.1AI0.2OM0.2SM0.2,1RM0.1,1TONT37,20LDM0.2AT37ANI0.4SM0.3,1RM0.2,1LDM0.3AI0.1SM0.4,1RM0.3,1LDM0.4AI0.5SM0.7,1RM0.4,1LDM0.2AT37AI0.4SM0.5,1RM0.2,1LDM0.5AI0.1SM0.6,1RM0.5,1LDM0.6AI0.6SM0.7,1RM0.6,1LDM0.7AI0.2OM1.0SM1.0,1RM0.7,1TONT38,20LDM1.0AT38SM1.1,1RM1.0,1LDM1.1AI0.3SM1.2,1RM1.1,1LDM1.2AI1.0AI0.3SM0.0,1RM1.2,1LDM1.2AI1.1AI0.3RM0.0,1RM1.2,1LDM0.1OM0.7=Q0.1LDM0.2SQ0.4,1LDM0.3OM0.5OM1.1=Q0.0LDM0.4OM0.6=Q0.3LDM1.0RQ0.4,1LDM1.2=Q0.2LDI0.7RM0.1,10SM0.0,15西門子S7-200漢化仿真軟件5.1仿真軟件說(shuō)明西門子S7-200漢化仿真軟件可以仿真大量的S7-200指令（支持常用的位觸點(diǎn)指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、比較指令、邏輯運(yùn)算指令和大部分的數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等）,仿真程序提供了數(shù)字信號(hào)輸入開(kāi)關(guān)、兩個(gè)模擬電位器和LED輸出顯示，仿真程序同時(shí)還支持對(duì)TD-200文本顯示器的仿真，在實(shí)驗(yàn)條件尚不具備的情況下，完全可以作為學(xué)習(xí)S7-200的一個(gè)輔助工具。仿真軟件的界面如附圖1所示，和所有基于Windows的軟件一樣，仿真軟件最上方是菜單，仿真軟件的所有功能都有對(duì)應(yīng)的菜單命令；在工具欄中列出了部分常用的命令（如PLC程序加載，啟動(dòng)程序，停止程序、AWL、KOP、DB1和狀態(tài)觀察窗口等）。圖5-1西門子S7-200漢化仿真軟件的主界面5.1.1仿真準(zhǔn)備

仿真軟件不提供源程序的編輯功能，因此必須和STEP7Micro/Win程序編輯軟件配合使用，即在STEP7Micro/Win中編輯好源程序后，然后加載到仿真程序中執(zhí)行。（1）在STEP7Micro/Win中編輯好梯形圖

（2）利用導(dǎo)出命令將梯形圖程序?qū)С鰹閿U(kuò)展名為awl的文件，

（3）如果程序中需要數(shù)據(jù)塊，需要將數(shù)據(jù)塊導(dǎo)出為txt文件。5.1.2、程序仿真

（1）啟動(dòng)仿真程序。（2）CPU型號(hào)選擇在菜單欄中“配置”里選擇“CPU型號(hào)”命令，在彈出窗口里選擇“CPU224”然后點(diǎn)擊“Accept”。如圖5-2所示。圖5-2CPU類型的選擇（3）程序加載在菜單欄中“程序”里選擇“裝載程序”命令，打開(kāi)裝載梯形圖程序窗口如圖5-3所示，僅選擇邏輯塊和數(shù)據(jù)塊，點(diǎn)擊“確定”按鈕，從文件列表框選擇上文導(dǎo)出的awl文件，裝載成功后主界面如圖5-4所示。圖5-3程序加載窗口圖5-4仿真軟件的DB1觀察窗口（4）點(diǎn)擊工具欄按鈕，啟動(dòng)仿真。5.2大小球分檢系統(tǒng)調(diào)試5.2.1機(jī)械手下降按I0.0啟動(dòng)設(shè)備在行程開(kāi)關(guān)閉合下機(jī)械手下降圖5-6機(jī)械手下降圖5.2.2撿球經(jīng)零秒后上升經(jīng)過(guò)下降到下限位開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)兩秒抓球上升。圖5-7機(jī)械手上升圖5.2.3右行上升到位，機(jī)械手帶球右行。圖5-8機(jī)械手右行圖5.2.4大小球釋放經(jīng)兩秒上升（1）經(jīng)過(guò)I0.4的判斷按I0.5為小球下降釋放，兩秒后上升。（2）經(jīng)過(guò)I0.4的判斷一直右行碰到I0.6時(shí)停止為大球下降釋放，兩秒后上升。圖5-9機(jī)械手上升圖5.2.5左行放球完畢后左行，回到初始位置。圖5-10機(jī)械手左行圖5.2.6急停在出現(xiàn)緊急情況下I0.7會(huì)立刻停止。圖5-11機(jī)械手急停圖結(jié)束語(yǔ)短短一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要告一段落，縱觀整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，可以說(shuō)在這一過(guò)程中我的收獲很大，充分認(rèn)識(shí)到自己的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)理論分析與實(shí)踐的反復(fù)進(jìn)行和論證，許多問(wèn)題都有了較好的解決方案。軟件部分采用各部分程序直接轉(zhuǎn)的方式，依次實(shí)現(xiàn)了PLC流程圖、梯形圖、指令表三種機(jī)械手控制方式。用此種方法編寫程序條理清晰，連貫性強(qiáng)，但若要增加其它機(jī)械手控制方式或進(jìn)行擴(kuò)展，程序會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜而且容易出錯(cuò)，出錯(cuò)后調(diào)試修改也很困難。收進(jìn)的方式是將各部分程序?qū)懗沙绦颍奖阏{(diào)用和調(diào)試。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序編寫比較簡(jiǎn)單，不需要再編寫分支、匯合狀態(tài)移圖的程序，且由于本課對(duì)定時(shí)精確度要求并不