柔性生產(chǎn)系統(tǒng)-分揀單元PLC控制課題報告

《柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（MPS）——分揀單元PLC控制》課題報告《柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（MPS）——分揀單元PLC控制》課題報告一、設(shè)計目的:1、控制要求（包括必要的時序）:分揀單元的主要作用是將由操作手單元傳送來的已加工好的合格品按其不同的材質(zhì)顏色分別送至三個不同的槽位中。其初始位置為：擋料缸伸出；導(dǎo)向缸1退回，5B1為ON狀態(tài)，5B2為OFF狀態(tài)；導(dǎo)向缸2退回，5B3為ON狀態(tài)，5B4為OFF狀態(tài)。其動作過程為：當(dāng)操作手單元準(zhǔn)備將成品工件放入分揀單元時，首先起動傳送帶，同時擋料缸伸出，2秒后才放下工件（其目的是為了減小電機的起動力矩），當(dāng)工件隨傳送帶到達(dá)擋料缸時，由工件有無傳感器感應(yīng)到工件到來，即5S1為ON時，接收前方加工單元（或檢測單元）傳來的工件的材質(zhì)顏色信息，根據(jù)工件的信息，相應(yīng)的導(dǎo)向缸動作，檔料缸縮回，將工件導(dǎo)向其對應(yīng)的槽位中，要求綠色塑料工件進(jìn)入1號槽位，銀白色金屬工件進(jìn)入2號槽位，黑色塑料工件進(jìn)入3號槽位，當(dāng)工件被成功分揀到對應(yīng)槽位瞬間，工件入槽檢測信號5S2為ON（瞬間），同時送出信號%Q00480給加工單元，表示工件已被成功分揀，分揀單元已空可接收下一個工件，2秒后傳送帶停止，直到下一個工件準(zhǔn)備被放入時再次啟動傳送帶。導(dǎo)向缸1的動作過程：導(dǎo)向缸1初始狀態(tài)為退回狀態(tài)，5B1為ON狀態(tài)，5B2為OFF狀態(tài)，當(dāng)導(dǎo)向氣缸1動作時，5B1為OFF，導(dǎo)向氣缸1一直動作，直到5B2為ON，導(dǎo)向氣缸1停止動作；當(dāng)工件被分揀后，導(dǎo)向缸1退回，導(dǎo)向氣缸釋放，5B2為OFF，導(dǎo)向氣缸一直釋放，直到5B1為ON。導(dǎo)向缸2的動作與導(dǎo)向缸1相似，其動作限位分別由5B3、5B4控制。2、課題要求:本課題有如下要求：=1\*GB3①由MPS分揀單元的前方單元傳來的數(shù)字信號（如：R00001-R00010）控制本單元的光纖傳感器；=2\*GB3②當(dāng)傳送帶上有物料時，位于入料口的傳感器發(fā)出動作，該處檔桿動作，攔住倍數(shù)送來的物料；=3\*GB3③當(dāng)相應(yīng)材質(zhì)顏色的物料移動到對應(yīng)滑槽口時，該處傳感器對推桿發(fā)出伸出動作信號，并將物料推向滑槽；（對應(yīng)的最后一種材質(zhì)的物料無需由傳感器判斷并發(fā)出動作信號）=4\*GB3④當(dāng)物料由滑槽滑落時，位于滑槽旁的傳感器收到信號并反饋給1、2號材質(zhì)顏色傳感器，使相應(yīng)推桿發(fā)出回復(fù)動作；=5\*GB3⑤要求觸摸屏控制，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時能急停和復(fù)位，觸摸屏上傳送帶運動反映在電機葉輪轉(zhuǎn)動及物料移動上。二、設(shè)計步驟:1、設(shè)計思路（可包括實物圖及硬件選型）分揀單元示意圖如下：1-三相電機驅(qū)動部分2-傳送帶3-檢測黑色物料光纖傳感器4-檢測白色物料光纖傳感器5-一號滑槽6-二號滑槽7-入料口1-三相電機驅(qū)動部分2-傳送帶3-檢測黑色物料光纖傳感器4-檢測白色物料光纖傳感器5-一號滑槽6-二號滑槽7-入料口8-檔桿及傳感器9-復(fù)位傳感器設(shè)計思路如下：=1\*GB3①了解本課題PLC控制所涉及控制元件（如傳感器等），查閱相關(guān)資；=2\*GB3②初步擬定I/O分配表，細(xì)化控制要求，畫出流程圖；=3\*GB3③編寫梯形圖程序，畫出QuickPanel上的控制畫面圖，鏈接對應(yīng)的物理地址；=4\*GB3④調(diào)試、下載并運行程序，檢查錯誤及警告并一一修改，優(yōu)化程序。2、I/O分配表分揀單元I/O分配表如下：輸入功能說明輸出功能說明%I00081Start%Q00010Start顯示燈%I00082傳感器3%Q00011Reset顯示燈%I00091Reset%Q00012Stop顯示燈%I00101Stop%Q00001電動機%I00201觸摸屏start按鈕%Q00002傳感器0%I00203觸摸屏reset按鈕%Q00003擋桿氣缸%I00205觸摸屏stop按鈕%Q00004傳感器1%Q00005傳感器1’%Q00006傳感器2%Q00007傳感器2’接上頁（續(xù)表）輸入功能說明輸出功能說明%Q00013電動機轉(zhuǎn)動扇葉1%Q00014電動機轉(zhuǎn)動扇葉2%Q00015電動機轉(zhuǎn)動扇葉33、各中間繼電器輸入功能說明輸出功能說明%M00001擋桿氣缸中間線圈%M00021電動機扇葉中間線圈三、實驗步驟:1、分組討論，寫出I/O分配表；2、根據(jù)課題的控制要求編寫梯形圖程序：=1\*GB3①編寫傳感器使能梯形圖程序；=2\*GB3②編寫QP上的Start、Reset、Stop按鈕指示燈程序；=3\*GB3③編寫QP上的傳送帶轉(zhuǎn)動（表現(xiàn)為電機3葉輪及傳送帶上物料移動）程序；3、將編寫好的梯形圖程序錄入PLC中，并檢查是否有錯誤，確保無錯誤和警告；4、調(diào)試程序并在QP上檢驗程序是否有效，若無效則繼續(xù)優(yōu)化程序并再次做以上操作直至達(dá)到要求。四、控制圖:1、電器控制圖及必要的文字說明電氣控制圖如下：3個按鈕分別為“開始”“復(fù)位”“急停”，其下方小方塊為指示燈，標(biāo)號0、1、1＇、2、2＇、3分別表示6個傳感器，皮帶輪上的3個轉(zhuǎn)葉表示傳送帶的運動，傳送帶上三種顏色物塊分別表示黑色、金屬色、藍(lán)色物料。2、硬件連接圖:工作流程圖如下：分揀控制分揀滑道有黑色與非黑色滑道、金屬滑道，根據(jù)顏色可以在各自的滑道上儲藏，按START(開始)鍵,傳送工件一經(jīng)確認(rèn)，電機開始運行，黑色導(dǎo)向缸啟動，工作進(jìn)入第一個滑道，再次按START(開始)鍵，傳送工件一經(jīng)確認(rèn)，電機再次開始運行，非黑色導(dǎo)向缸啟動，工件進(jìn)入第二個滑道，再次按START(開始)鍵，傳送工件一經(jīng)確認(rèn)，電機再次開始運行，工件進(jìn)入第三個滑道。初始條件傳壓力、電源正常供給時，按RESET(復(fù)位)鍵，擋料缸處于擋出位置，兩個導(dǎo)向缸釋放，以上條件滿足后可以進(jìn)行單機實驗。位置擋料氣缸導(dǎo)向氣缸1導(dǎo)向氣缸2氣動回路圖五、設(shè)計程序:梯形圖（包括必要的說明，如：各初始值及中間繼電器的狀態(tài)等）梯形圖程序如下：六、實驗總結(jié):1、課題設(shè)計的整體分析：進(jìn)入分揀單元的加工工件被分別放置在三根不同的滑槽上。當(dāng)工件被放在傳送帶起始位置時受到漫射傳感器的檢測。制動器上方的傳感器檢測工件的特性（黑色、藍(lán)色、金屬色）。由雙作用氣缸通過偏針儀控制的分離器將工件分撿到正確的滑槽上。通過上一環(huán)節(jié)，傳送來物料物理地址（顏色信息）。傳感器0檢測傳送帶上是否有物料，如果有則監(jiān)控物料運動信息，當(dāng)傳送帶上還有物料在傳送，則檔桿伸出阻擋物塊直至傳送帶上沒有物料，上一環(huán)節(jié)物料信息分別傳送到傳感器1、1’、2、2’。當(dāng)物料信息傳送到傳感器，傳感器接受信息，并作出指令給擋臂做出相應(yīng)動作，將物料進(jìn)行分配。傳感器3檢測物料物塊是否滑下，如果滑下則復(fù)位信息發(fā)送到各傳感器和檔桿，命令其復(fù)位，接下來進(jìn)行整個系統(tǒng)的循環(huán)。傳送帶的運動顯示在電動機葉片的閃動上，通過延時指令和循環(huán)移位指令實現(xiàn)。2、設(shè)計中遇到的問題及解決辦法=1\*GB3①傳感器的應(yīng)用上出現(xiàn)錯誤，不能達(dá)到控制要求，通過查閱相關(guān)資料，弄清傳感器類型及其作用。=2\*GB3②電動機扇葉的轉(zhuǎn)動表現(xiàn)，通過使用延時開指令和循環(huán)指令實現(xiàn)該問題=3\*GB3③無法實現(xiàn)倒計時，通過使用增計數(shù)器指令。=4\*GB3④無法實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)動的顯示，通過比較指令實現(xiàn)。3、實驗中遇到的問題及解決辦法=1\*GB3①物理地址出現(xiàn)錯誤，電腦程序無法下載到 QP上。通過重新設(shè)置IP地址，程序成功下載。=2\*GB3②如何使用增計數(shù)器實現(xiàn)自動倒計時？解決在增計數(shù)器前加#T-SEC變量=3\*GB3③如何實現(xiàn)電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動，通過在比較指令加入中間變量實現(xiàn)。4、主要輸入、輸出及中間繼電器的時序圖5、回答問題:如何實現(xiàn)電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動(應(yīng)用多個葉片實現(xiàn)),回答:應(yīng)用循環(huán)移位指令.6、收獲:在此次課程設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。此外，PLC這門課是一門實踐性比較強的課程，只學(xué)習(xí)理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有不斷實踐才能更好的掌握。理論設(shè)計和實踐操作之間有很大的差距，往往覺得很簡單的問題在實踐中需要費很大的事才能解決。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強了信心。同時通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理、PLC應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧（特別是C語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。同時要感謝指導(dǎo)老師的耐心細(xì)致教育和幫助，使我們認(rèn)識到電子信息時代對我們的要求，以及培養(yǎng)我們一些在課堂上所學(xué)習(xí)不到的東西，使我們受益匪淺。七、參考文獻(xiàn)（至少五篇）1、劉彬、周敏、申欲曉.《常用電器與GEPACSystem控制技術(shù)