plc課程設(shè)計(jì)--智能車(chē)間流水線

1、<p><b>　　PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 目 智能車(chē)間流水線 </p><p>　　專業(yè)、學(xué)號(hào) </p><p>　　合 作 者 </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成時(shí)間 </p><p><b>　　智能車(chē)間流水線</b></p><p>　　摘要：為了適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化傳送的要求，PLC控制逐漸取代繼

3、電接觸器控制成為傳送控制的主要環(huán)節(jié)，使控制系統(tǒng)更加安全、迅速、可靠?；赑LC的控制原理，運(yùn)用三菱公司的FX2N系列PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)常用的傳送帶運(yùn)動(dòng)的控制。本文介紹了傳送帶系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)各部分的功能及系統(tǒng)的控制原理，并以光電傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳送帶的控制，達(dá)到預(yù)期控制效果。證明該系統(tǒng)具有較好的自動(dòng)運(yùn)行、檢測(cè)和裝載功能，提高了傳送帶的性能與效率，大大的節(jié)約人員勞動(dòng)力，而且此系統(tǒng)比較穩(wěn)定，因此具有可靠性。</p>&l

4、t;p>　　關(guān)鍵詞：傳送帶；自動(dòng)控制；光電傳感器； </p><p>　　Smart assembly line</p><p>　　Abstract:In order to meet the requirements of modern automated transmission, PLC control gradually replace the relay contactor

5、 control transfer control to become a major part of the control system more secure, fast and reliable. PLC-based control principle, the use of Mitsubishi FX2N Series PLC to achieve the industrial production used conveyor

6、 movement control. This article describes the basic structure of conveyor systems, parts of the system functions and system control theory, and the realiz</p><p>　　Keywords: conveyor; automatic control; phot

7、oelectric sensor;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄0</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)組成1</p><p>　　第二節(jié) 設(shè)計(jì)要求1</p&

8、gt;<p>　　第二章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2</p><p>　　第一節(jié) I/O分配2</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)內(nèi)部接線3</p><p>　　第三章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3</p><p>　　第一節(jié) 控制流程圖3</p><p>　　第二節(jié) 部分梯形圖及解析5</p><

9、;p>　　一、 系統(tǒng)運(yùn)行指示5</p><p>　　二、翻轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行模塊5</p><p>　　三、 推桿電機(jī)運(yùn)行模塊6</p><p>　　四、 整體執(zhí)行效果及應(yīng)用6</p><p>　　五、 角度調(diào)整模塊7</p><p>　　第五章 總結(jié)和心得體會(huì)9</p><p>&l

10、t;b>　　參考文獻(xiàn)：10</b></p><p><b>　　附錄：10</b></p><p><b>　　整體梯形圖10</b></p><p><b>　　實(shí)物圖12</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)要求</p>

11、<p><b>　　第一節(jié) 系統(tǒng)組成</b></p><p>　　傳送帶控制系統(tǒng)由系統(tǒng)控制柜和傳送帶本體兩部分組成。</p><p>　　系統(tǒng)控制柜的操作面板上裝有計(jì)數(shù)顯示器、電源指示燈、故障指示燈、急停按鈕、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、角度調(diào)整按鈕、 輸入、輸出端子以及電源接口等。計(jì)數(shù)顯示器是用來(lái)記錄、顯示傳送帶輸送工件的數(shù)量；電源指示燈是用來(lái)反映控制系統(tǒng)是否已

12、經(jīng)通電；故障指示燈用來(lái)顯示有無(wú)故障；若有緊急情況，操作人員可按緊急按鈕，系統(tǒng)將立即停止運(yùn)行。只有急停按鈕復(fù)位后系統(tǒng)才可重新啟動(dòng)。角度調(diào)整按鈕是用來(lái)服務(wù)于翻轉(zhuǎn)電機(jī)的。由于翻身電機(jī)在運(yùn)行時(shí)受慣性、摩擦等因素，使得翻轉(zhuǎn)電機(jī)在多次運(yùn)行之后會(huì)產(chǎn)生累加誤差，使其不能返回初始位置，通過(guò)角度調(diào)整進(jìn)行校正，使翻轉(zhuǎn)電機(jī)回到初始位置。</p><p>　　傳送帶本體包括兩根傳送帶、光電感應(yīng)器和推桿電機(jī)三個(gè)部分。傳送帶負(fù)責(zé)傳送貨物；光電

13、感應(yīng)器用來(lái)感應(yīng)傳送帶上是否出現(xiàn)貨物并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到貨物后開(kāi)始計(jì)時(shí)，貨物到達(dá)翻轉(zhuǎn)電機(jī)側(cè)時(shí)翻轉(zhuǎn)電機(jī)工作；推桿電機(jī)負(fù)責(zé)將貨物推放到特定位置。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　一、按下啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，傳送帶電機(jī)動(dòng)作。</p><p>　　二、當(dāng)傳感器檢測(cè)到傳送帶上的物體后，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并顯示累計(jì)的數(shù)據(jù)，同

14、時(shí)開(kāi)始延時(shí)（時(shí)間的長(zhǎng)短大于或等于工件從傳感器到翻身電機(jī)處所需的時(shí)間）。</p><p>　　三、延時(shí)時(shí)間到，翻身電機(jī)動(dòng)作。運(yùn)行一段時(shí)間后也就是正轉(zhuǎn)后，停頓若干秒后反轉(zhuǎn)復(fù)位，復(fù)位所用時(shí)間與正轉(zhuǎn)所用時(shí)間相同。這樣翻身電機(jī)可以將工件翻個(gè)身送到另一傳送帶上。</p><p>　　四、當(dāng)傳感器檢測(cè)到傳送帶上工件時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間（時(shí)間的長(zhǎng)短等于工件從傳感器 被送到推桿處所需的時(shí)間），推桿動(dòng)作，將工件推

15、出輸送帶后復(fù)位。在推桿動(dòng)作期間傳動(dòng)帶以及翻身電機(jī)不能工作，推桿復(fù)位后傳送帶、翻身電機(jī)才能動(dòng)作。</p><p>　　五、物體在傳送帶運(yùn)行的時(shí)候，是根據(jù)傳感器的觸發(fā)來(lái)決定工作時(shí)序的，為避免產(chǎn)生誤動(dòng)作，手及其他物體不要離光電傳感器的探頭太近，以免產(chǎn)生誤動(dòng)作。</p><p><b>　　硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　

16、I/O分配</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的I/O口與內(nèi)部資源的分配表如表2-1和表2-2所示，用M1和M2作電動(dòng)機(jī)1（傳送電機(jī)）和電動(dòng)機(jī)2（翻轉(zhuǎn)電機(jī)）的啟停輔助繼電器。電動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止分別用PLC的軟組件M1和M2的通與斷來(lái)控制。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕X0時(shí)，M1與M2導(dǎo)通，將X0的常開(kāi)觸與M1和M2的輸出線圈串起來(lái)，因?yàn)槭前粹o啟動(dòng)，所以再將M1與M2自鎖，使其保持導(dǎo)通；當(dāng)按下停止按

17、鈕X1時(shí),M1和M2都斷開(kāi)，將X1的常閉觸點(diǎn)串入其中，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)1與電動(dòng)機(jī)2的停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 </p><p>　　表2-1 I/O地址分配表</p><p>　　表2-2 內(nèi)部資源分配表</p><p><b>　　系統(tǒng)內(nèi)部接線</b></p><p>　　將PLC上的 X0--X7，Y0--Y7，COM

18、,COM1和控制柜上的 X0--X7，Y0--Y7，COM,COM1一一對(duì)應(yīng)用導(dǎo)線連接起來(lái)，PLC上的Ｎ和控制柜上的Ｌ鏈接起來(lái)，Ｌ和控制柜上的Ｎ鏈接起來(lái)，同時(shí)將ＰＬＣ上的COM0，COM1，COM2，COM3鏈接在一起，如圖3.1所示，最后接通電源。</p><p>　　注意：此過(guò)程為不帶電操作，因?yàn)橛懈邏航涣麟姟?lt;/p><p>　　圖3.1 內(nèi)部接線圖</p><p

19、>　　第三章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第一節(jié) 控制流程圖</b></p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，可以構(gòu)思出系統(tǒng)的控制流程圖如圖3.2所示。按下啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，判斷是否接收到停止信號(hào)，若收到，區(qū)別是否是急停信號(hào)，停止后判斷是否需要進(jìn)行角度調(diào)節(jié)；若未收到停止信號(hào)，則根據(jù)傳感器信號(hào)對(duì)翻轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行控制，再通過(guò)推

20、桿電機(jī)控制傳送電機(jī)。</p><p>　　圖3.2 控制流程圖</p><p><b>　　部分梯形圖及解析</b></p><p><b>　　系統(tǒng)運(yùn)行指示</b></p><p>　　圖3.3 運(yùn)行梯形圖</p><p>　　通過(guò)X0啟動(dòng)，X1停止，X3急停，Y1為傳送帶

21、電機(jī)輸出，Y6為運(yùn)行狀態(tài)的指示，通過(guò)紅燈與綠燈指示出系統(tǒng)處于運(yùn)行或者停止?fàn)顟B(tài)。T4為系統(tǒng)通過(guò)定時(shí)器清零的功能。 </p><p>　　二、翻轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行模塊</p><p>　　圖3.4 翻轉(zhuǎn)電機(jī)模塊梯形圖</p><p>　　X4為傳感器的輸入，通過(guò)它開(kāi)啟4個(gè)定時(shí)器的工作，從而來(lái)控制翻身</p><p>　　電機(jī)的運(yùn)行與停止，圖中的時(shí)間均為反

22、復(fù)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行測(cè)定所得。</p><p>　　通過(guò)定時(shí)器的工作來(lái)控制翻身電機(jī)的運(yùn)行。</p><p>　　由于電機(jī)反轉(zhuǎn)后要回到原先的起始位置，在設(shè)計(jì)中使用的是小功率的電機(jī)，故而可以實(shí)現(xiàn)立即反轉(zhuǎn)，但考慮到使用大功率的電機(jī)，慣量很大，若立即反轉(zhuǎn)則可能會(huì)損壞設(shè)備，所以在設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)延時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中還要根據(jù)具體情況具體分析。</p><p><b>　　推桿電機(jī)運(yùn)

23、行模塊</b></p><p>　　圖3.5 推桿電機(jī)模塊梯形圖</p><p>　　此處用了三個(gè)定時(shí)器，當(dāng)傳感器輸入信號(hào)時(shí)，定時(shí)器T4，T5，T6同時(shí)工作，由于試驗(yàn)設(shè)備老化，只能測(cè)定T4的時(shí)間為17s，但是推桿電機(jī)的實(shí)際工作時(shí)間不可測(cè)定，且估算為7s左右，T6定時(shí)器在此處有清零的功能。 </p><p>　　推桿電機(jī)通過(guò)定時(shí)器之間的作用交替進(jìn)行工作，X

24、3為急停輸入信號(hào)，Y7為急停輸出信號(hào)，當(dāng)輸入X3時(shí)，使得故障信號(hào)燈亮起，同1中X3器件一起控制傳送帶電機(jī)的停轉(zhuǎn)。正常運(yùn)行時(shí)，推桿電機(jī)的T4定時(shí)器也使得傳送帶電機(jī)與翻身電機(jī)一起停止運(yùn)行，直到推桿電機(jī)將物品傳送到正確的位置。</p><p><b>　　整體執(zhí)行效果及應(yīng)用</b></p><p>　　將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC，按下開(kāi)始按鈕，使得系統(tǒng)可以正確的運(yùn)行。正常運(yùn)行

25、時(shí)，啟動(dòng)的綠燈亮，說(shuō)明系統(tǒng)處于正常的工作情況，其他的燈均滅。物品按設(shè)計(jì)好的程序所指示的工作狀態(tài)依次進(jìn)行運(yùn)行，當(dāng)物品到達(dá)第一個(gè)傳感器，定時(shí)器T0，T1，T2，T3同時(shí)運(yùn)行，17s后翻轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，7s后翻轉(zhuǎn)電機(jī)停止，再過(guò) 7s后翻轉(zhuǎn)電機(jī)再次轉(zhuǎn)動(dòng)恢復(fù)原狀，進(jìn)行下一輪的循環(huán)準(zhǔn)備。此時(shí)物品在第二個(gè)傳送帶上運(yùn)行，當(dāng)55s后到達(dá)推桿電機(jī)，此時(shí)前兩個(gè)電機(jī)停止運(yùn)行，推桿電機(jī)進(jìn)行程序化運(yùn)行，工作完回到原有狀態(tài)，進(jìn)行下一輪新的循環(huán)。當(dāng)需要系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，按下

26、停止按鈕，可以使得系統(tǒng)停運(yùn)，啟動(dòng)綠燈滅，停止紅燈亮。繼續(xù)按下啟動(dòng)，系統(tǒng)將繼續(xù)運(yùn)行，若此時(shí)按下急停開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)立刻停止，此時(shí)，綠燈滅，停止紅燈亮，同時(shí)，急停故障的紅燈也亮，指示出系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，當(dāng)排除了故障以后，按下急停開(kāi)關(guān)，則系統(tǒng)可回到正常的狀態(tài)，通過(guò)啟動(dòng)按鈕可再次啟動(dòng)。</p><p>　　將制得的傳送帶應(yīng)用到車(chē)間，通過(guò)系統(tǒng)控制柜的計(jì)數(shù)器，可以對(duì)貨物數(shù)量（即日產(chǎn)量）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在傳感器1側(cè)加裝一個(gè)傳感器，對(duì)貨物的

27、長(zhǎng)度進(jìn)行檢測(cè)，如果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，貨物驗(yàn)收通過(guò)，如果為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)則重新進(jìn)行加工。另外，通過(guò)將多個(gè)傳送帶并行，可以將合格產(chǎn)品和不合格進(jìn)行分裝。</p><p><b>　　角度調(diào)整模塊</b></p><p>　　圖3.6 角度調(diào)整模塊梯形圖</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)多次運(yùn)行后，翻身電機(jī)在運(yùn)行時(shí)受慣性、摩擦等因素，多次翻轉(zhuǎn)后會(huì)產(chǎn)生累加誤差，使得翻身電機(jī)

28、不能返回初始位置，因此要進(jìn)行角度調(diào)整，使其回到初始位置。X2代表角度調(diào)整，T2定時(shí)器定時(shí)，這樣角度調(diào)整時(shí)翻轉(zhuǎn)電機(jī)每次翻轉(zhuǎn)0.5s，達(dá)到了微調(diào)的目的。第四章 系統(tǒng)調(diào)試</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試步驟</p><p>　　在電腦上安裝GX-Developer軟件，程序編號(hào)后，將程序輸入GX-Developer軟件中，在電腦上進(jìn)行初步仿真調(diào)試。 </p><

29、;p>　?。?）先將PLC程序傳入程序控制器中。 </p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)各個(gè)輸入I/O口給信號(hào)處理，再看各個(gè)輸出口是否有相應(yīng)的輸出（相應(yīng)的輸出用指示燈來(lái)表示，即有輸出燈就亮），如果沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求輸出，對(duì)程序進(jìn)行更改，直到各輸出口有相應(yīng)的輸出。 </p><p><b>　　問(wèn)題分析</b></p>&l

30、t;p>　　一、在剛開(kāi)始下載程序的時(shí)候，我們沒(méi)有將PLC設(shè)置成power狀態(tài)，所以程序燒不進(jìn)去，后來(lái)經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，才發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，下次必須細(xì)心謹(jǐn)慎。</p><p>　　二、由于傳感器2壞了，所以我們對(duì)梯形圖進(jìn)行了重新調(diào)整，將原本翻轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)需接收傳感器2的信號(hào)才進(jìn)行動(dòng)作，更改為由傳感器1進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)，從而取代傳感器2 的作用，同理，原本由傳感器2控制的推桿電機(jī)也由傳感器1進(jìn)行控制。</p>

31、<p>　　三、我們發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)電機(jī)先于重物到達(dá)而反轉(zhuǎn)了，經(jīng)過(guò)我們測(cè)試，發(fā)現(xiàn)是翻轉(zhuǎn)電機(jī)接收到傳感器輸入后的延時(shí)時(shí)間設(shè)置過(guò)長(zhǎng)所致，經(jīng)調(diào)整后問(wèn)題解決，翻轉(zhuǎn)電機(jī)的功能全部實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　傳送帶正常運(yùn)行，當(dāng)貨物到達(dá)翻轉(zhuǎn)電機(jī)側(cè)時(shí)，翻轉(zhuǎn)電機(jī)開(kāi)始翻轉(zhuǎn)，順利將貨物運(yùn)送到另一傳送帶上，進(jìn)行反轉(zhuǎn)恢復(fù)原狀，貨物到達(dá)推

32、桿電機(jī)側(cè)時(shí)，推桿電機(jī)將其推送到指定位置后恢復(fù)原狀，傳送電機(jī)繼續(xù)工作。</p><p>　　第五章 總結(jié)和心得體會(huì)</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)將課本的知識(shí)實(shí)體化，化抽象為具體，我受益匪淺，收獲了很多在課堂上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，不僅有如何確定設(shè)計(jì)方案，還有解決問(wèn)題的方法，以前學(xué)得的PLC理論知識(shí)的應(yīng)用能力也得到了大幅度的提高。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)以分組的

33、方式進(jìn)行，每組有兩個(gè)題目。我們做的是基于三菱的傳送帶。由于平時(shí)大家都是學(xué)理論，沒(méi)有過(guò)實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿到的時(shí)候毫無(wú)頭緒。但通過(guò)各方面的查資料學(xué)習(xí)和與組員積極討論后，我們基本學(xué)會(huì)了PLC設(shè)計(jì)的步驟和基本方法。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的掌握都是思想上

34、的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，問(wèn)題出現(xiàn)了，要么不能運(yùn)行，要么運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合（某些按鍵無(wú)效，或者功能發(fā)生改變）。通過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題后，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了理論與實(shí)踐的差距。 </p><p>　　通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)，合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的

35、方式，每個(gè)人負(fù)責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，每個(gè)人都毫無(wú)保留將自己的意見(jiàn)和方案提出，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法，這讓我們的表達(dá)能力也得到了一定的提高。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)者殆。”我們應(yīng)當(dāng)做到學(xué)思結(jié)合。</p>

36、<p>　　總的來(lái)說(shuō)，此次設(shè)計(jì)不僅是老師對(duì)我的一種考驗(yàn)，考驗(yàn)我對(duì)書(shū)本知識(shí)的掌握程度及動(dòng)手能力，更是給我鳴響了一次警鐘，讓我時(shí)刻提醒我自己：理論知識(shí)并不能代表一切，只有不斷地在實(shí)踐中將理論知識(shí)應(yīng)用起來(lái)，不斷在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題，在不斷地解決問(wèn)題的過(guò)程中收獲知識(shí)，才能讓提升自己的能力，讓自己不斷地取得進(jìn)步。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p>&l

37、t;p>　　[1] 吳中俊、黃永紅.《可編程序控制器原理及應(yīng)用》.機(jī)械工業(yè)出版社.2009</p><p>　　[2] 《三菱電機(jī)FX2N.編程手冊(cè)》.2010</p><p>　　[3] 韓常.《PLC編程及應(yīng)用》.機(jī)械工業(yè)出版社.2005</p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b&