PLC流水线产品检测与分选控制课程设计方案 .docx

精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习南京工程学院课程设计说明书 论文题 目流水线产品检测与分选掌握可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结课程名称机电传动掌握课程设计院 （ 系 、 部 、 中心）专业班级同学姓名学号设计的点指导老师设计起止时间： 2021 年 06 月 06 日至 2021 年 06 月 10 日目录课程设计任务书1课程设计任务说明341.1课题简介41.2 课程设计的目的52课程设计任务分析62.1设备机构组成分析62.2设备工作过程分析82.2.1 流水线产品检测与分选系统工作过程82.2.2 流水线产品检测与分选系统的掌握要求93控制方案设计········································ 113.1总体方案设计113.1.1 掌握要求分析113.1.2 掌握方案113.2电气系统设计133.3电气掌握系统设计163.3.1系统掌握与信号分析163.4 I/O安排表173.5 I/O端子接线图204掌握流程分析21可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.1功能图214.2梯形图224.3指令表245课程设计总结26参考文献 28机电传动掌握设计任务书设计题目： 挑选第 10 个题目。专业机械设计制造及其自动化班级制造 081 设计者周晓栋学号 2021802531、物品输送系统掌握2、多工步机床的 PLC 掌握3、生产线自动装箱系统掌握4、注塑机掌握5、金属压铸机掌握6、电镀流水线生产系统掌握7、工业污水处理设备掌握8、包装生产线掌握9、送料小车工作系统掌握10、流水线产品检测与分选掌握设计任务：1、熟识典型设备分析的一般方法，分析电气掌握系统的需要和条件。2、查阅技术资料和手册，合理选用设计方案。3、依据设计方案，完成电气掌握系统的电气原理图设计4、把握使用运算机软件编制 PLC 程序的应用方法，完成PLC 程序设计。5、撰写规范的设计总结报告。工作量支配：1、绘制设备与信号布置简图2、绘制电气掌握系统电路图（包括PLC 端子图）3、设计与编制 PLC 用户程序（掌握流程图、梯形图）4、撰写课程设计说明书任务说明。 任务分析。 掌握方案设计。 掌握流程分析。 总结。附件。设计期限： 2021 年 06 月 06 日 至 2021 年 06 月 10 日指导老师： 蒋荣 欧益宝1 设计任务说明可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.1 课题简介自动化生产过程中，物品输送系统是连接各个生产单元的关键设备，系统通常由传送带机构、物品移动机构和物品输送小车等组成。传送带一般采纳电动机驱动，物品移动机构可以采纳电动机驱动，页可以采纳液压系统驱动，运输小车为电动机驱动。此题目针对运输系统设备设计相应的电器掌握系统。图示输送系统有成直角分布的 2 条输送带、附属带的物品移动机构和1 辆物品运输小车组成。物品输送系统将位于传送带1 始端的物品送至尾端，然后通过物品移动机构将物品送到传送带 2 的始端，传送带 2 传送物品至尾端，并通过物品移动机构将物品推入传送小车，运输小车运输物品到其他指定的点。系统中传送带和运输小车 由电动机驱动，物品移动机构采纳液压系统驱动，通过行程开关检测各个运动 部件是否达到预定位置。1.2 课程设计的目的机电传动掌握课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程 中，通过课程设计实践环节巩固和加强机电传动掌握课程所学的学问，把握课程学问实际应用的才能。学会运用机电传动掌握的原理和分析问题、解决问题的方法。同时在设计过程中，综合已学的学问，完成简洁完整的掌握系统设计，以增加掌握系统设计才能。并在联机程序调试过程中，增加实际操作才能。2 课程设计任务分析2.1 设备机构组成分析流水线产品检测与分选系统是一种高效率自动化产品质量检验分类专用设备，系统由产品输送机构，产品质量检测机构，产品分类机构，及成品与次品收纳机构组成。流水线产品检测与分选系统的输送机构采纳电动机驱动，分类机构采纳气动系统驱动，由电气掌握系统实现自动工作过程掌握，是典型的机电或机电液一体化的自动化的自动化设备。流水线产品检测与分选系统工作时，待检测和装箱哦产品由输送带 1 送往质量检测位置，质量检测头检测为合格产品将连续前移，通过计数传感器后落入成品箱，就由推板推入次品箱。采纳行程开关检测与掌握推板的位置，同时采纳行程开关检测空箱是否到达预定位置。流水线产品检测与分选系统结构与自动工作过程功能如图 3 1 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3 1 流水线产品检测与分选系统组成结构与工作过程示意图2.2 设备工作过程分析2.2.1 流水线产品检测与分选系统工作过程流水线产品检测与分选系统工作过程如图320 所示。由人工将产品放置在传送带上，启动自动工作过程，输送带1 启动，待检测装箱的产品向前移动，到达检测位置，检测传感器检测产品是否合格，依据检测结果，成品进入成品箱，次品进入次品箱，进入成品箱的产品经过计数，满箱为100 件，成品满箱后。输送带 1 停，输送带 2 启动，移出满箱，移入空箱到位，一次循环工作终止，输送带 1 运行，开头下一次工作循环。图 3 2 流水线产品检测与分选系统工作过程2.2.2 流水线产品检测与分选系统的掌握要求流水线产品检测与分选系统的掌握要求，是掌握系统的功能必需满意全部的工作要求。流水线产品与分选系统的工作要求包含三哥方面，工作方式要 求，工作过程要求，安全稳固工作要求。（1）流水线产品检测与分选系统工作方式要求为保证流水线产品检测与分选系统能够处于正常工作，要求系统具备二种工作方式：输送带 1、2，推板机构能够点动调整。流水线产品检测与分选系统自动完成循环工作过程。（ 2）流水线产品检测与分选系统工作过程要求流水线产品检测与分选系统自动循环工作过程需要满意如下工作要求：按下启动按钮，流水线产品检测与分选系统开头工作，输送带1 启动。待测产品到达检测位检测。检测合格产品连续前行，经过计数传感器检测技术，进入成品箱。检测不合格产品，前移到推板位置，推板前移将产品推入次品箱，推板退回。成品计数满 100 件，输送带 1 停，输送带 2 启动，移出满箱。装成品空箱到达接成品位置，输送带2 停，输送带 1 启动，开头新的检测装箱循环。（3）流水线产品检测与分选系统元件配置与工作要求流水线产品检测与分类系统输送带1、2 驱动电动机为 2.2KW，推板装置动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作方向通过电磁阀掌握。自动循环工作时，电器元件工作如表320 所示。工步输送带推板主令电器启 动 系 统SB2检测SQ3、SQ4合格SQ1计 数 箱 满-+-+-+SQ2不合格次品出推板进SQ5推 板 退 回SQ6表 3 1 电器元件工作关系表带 1， M1+带2， M2-YV1-YV2-+-注：加号，电器元件为得电状态，减号，电器元件为失电状态。（ 4）流水线产品检测与分选系统安全稳固工作要求具有运动部件安全工作的联锁功能。具有位置爱护功能（如极限位、越位、相对位置爱护）电气掌握系统具有短路，电动机过载爱护功能。具有应急操作功能。具有照明、指示灯帮助功能。3 掌握方案设计3.1 总体方案设计总体方案设计阶段是设计的初步设计阶段，在此阶段，通过对设备的工作要求分析、工作环境和条件分析、操作与安全要求分析、电气掌握装置技术可行性分析和经济性分析，确定电气掌握系统装置的技术性能、基本构建形式以及主要技术参数。3.1.1 掌握要求分析依据流水产品检测与分选掌握系统设计任务分析，确定设备条件和掌握要求如下（1） 电气掌握系统的掌握对象为一进行自动循环流水线产品检测与分选的设备，采纳电气 - 液压- 机械组合的传动方式进行驱动和掌握。设备位于温带室内车间，工作环境较好，对掌握系统无特别要求。（2） 设备安装在加工车间，由车间低压电网供电，设备驱动电压380V， 供电频率 50 赫兹。（3） 设备电气掌握为一般开关量掌握，要求自动完成检测与分选过程，单个运动部件能够独立调整操作，同时设备具有电气爱护及联锁爱护等功能。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（4） 设备驱动电动机由设备设计人员选定，设配置有2 台沟通异步电动机，电源要求沟通电压380V，电动机无制动要求，电动机功率不大，可采纳直接启动方式启动。液压系统使用气动换向阀阀电磁铁工作电压为直流24v.3.1.2 掌握方案由设备条件和掌握要求分析结果可确定掌握方案如下（1） 流水线产品检测与分选掌握系统采纳开关量掌握。（2） 基于设备自动工作的要求，选用PLC为主要掌握器件构成掌握系统， 由于掌握对象为单片设备，掌握系统属于小型系统，因此选用三菱公司型号为FX2N-48MR-D的 PLC产品。（3） 由工作要求确定，掌握系统可运行2 种模式下即全自动工作循环，手动调整工作。（4）2 台电动机均为直接启动掌握，单方向转动。电动机无制动掌握。（5） 电动机驱动电路为三相电源供电，线电压380V。（6） PLC主机工作电源为沟通电源，电源220V，沟通接触器线圈使用沟通电源，电压 220V。气动阀使用 24V 直流电源，主令掌握电器及行程开关等使用24V 直流电源。（7） 掌握系统具有短路和过载爱护功能，机床各运动部件之间具有联锁爱护功能。（8） 使用信号灯显示机床工作状态。3.2 电气系统设计统设计流水线产品检测与分类系统的电气掌握系统主要有两部分组成，即电动机 驱动系统（主电路）和由PLC 设备构成的掌握部分，驱动系统通过沟通接触器主触点掌握电动机电路的断开与接通，采纳熔断器和热继电器进行短路和过载 爱护，同时采纳掌握变压器和整流器。系统电路图如图 3-3 所示，电器元件明细表如表 3-2 所示：图 3-3流水线产品检测与分类系统的电气掌握系统电路图符号名称及用途符号名称及用途M1输送带 1 电动机TC掌握变压器M2输送带 2 电动机FU1一 FU5短路爱护熔断器表 3-2 电器元件明细表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KM1输送带 1 电动机FR1一 FR2过载爱护继电器的起动接触器KM2输送带 2 电动机HL1气阀系统工作指的起动接触器示灯SQ1产品合格检验HL2M1工作状态指示灯SQ2产品计数传感器HL3M2工作状态指示灯SQ3次品空箱到位行HL4调整工作状态指示程开关灯SQ4成品空箱到位行HL5正品指示灯程开关SQ5推板原位行程开HL6次品指示灯关SQ6推板前移行程开SB1总停按钮关SA1自动工作方式选SB2M1启动按钮择开关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SA2M1工作挑选开关SA3M2工作挑选开关QFPLC电源开关SB3SB4开头自动循环按钮停止自动循环按钮可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SB5M1点动前进QS电源隔离开关SB6M2点动前进可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FR1、FR2过载爱护热继电器SB7推板前进按钮YV1掌握推板电磁阀电磁铁SB8推板复位按钮YV2掌握推板电磁阀电磁铁3.3 电气掌握系统设计电气掌握系统中由 PLC 构成掌握部分掌握部分需要接受机床设备的掌握信号，需要对全部信号按程序要求进行运算，并将计数结果作为输出信号送到机床设备上被掌握电器，以实现设备的运动掌握。掌握部分的工作要求及PLC 的使用特点，形成掌握系统的三个主要工作内容，即设备的掌握与驱动信号分析，制定掌握流程和编制掌握程序。3.3.1 系统掌握与信号分析由设备条件和掌握要求分析，流水线产品检测与分类系统信号分为输入信号和输出信号两大类，其中，输入信号又包括主令掌握信号和传感器信号，输出信号包括掌握沟通接触器工作线圈，掌握气动阀电磁铁的信号和各种照明及指示灯信号。（1） 输入信号分析机床设备中要求，流水线产品检测与分类系统有如下几类输入开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关信号完成起、停掌握的按钮开关信号，电器元件为：SB1、SB2。完成工作方式挑选的挑选开关信号，电器元件为：SA1、SA2、SA3。完成点动调整的按钮开关信号，电器元件：SB3、SB4、SB5、SB6、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SB7。完成设备自动运行过程中获得设备状态信号的传感器信号，电器元件为：行程开关 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6。（2） 床设备中要求，流水线产品检测与分类系统有如下几类输出驱动电器元件掌握电动机电路接通与断开的沟通接触器工作线圈，电器元件为：KM1、KM2。掌握驱动的气动阀电磁铁，电器元件为：YV1、YV2。掌握显示机床设备工作状态的显示灯，电器元件为：HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.4 I/O安排表电器元件信号与 PLC通道安排的目的是为每一个需要PLC处理的设备信号获得进入 PLC的通道和存放信号状态的的址。依据掌握方案选定的三菱FX2n系列 PLC产品，以及对设备信号分析结果，电器元件与PLC连接的通道安排如表3-3 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表 3-3 电器元件信号与 PLC连接的通道安排表输入输 出元件通道的址说明元件通道的址说明SQ1X011产品合格检验HL1Y001气阀系统工作指示灯SQ2X012产品计数传感器HL2Y002M1工作状态指示灯SQ3X013次品空箱到位行程开关HL3Y003M2工作状态指示灯SQ4X014成品空箱到位行程开关Y004调整工作状态指示灯HL4SQ5X015推板原位行程开关Y005正品指示灯HL5SQ6X016推板前移行程开关次品指示灯HL6SA1X006自动工作方式挑选开关YV1Y021掌握推板电磁阀电磁铁SA2X007M1工作挑选开关YV2Y022掌握推板电磁阀电磁铁SA3X010M2工作挑选开关KM1Y010输送带 1 电动机的起动接触器YV1Y021掌握推板电磁阀电磁铁KM2Y012输送带 2 电动机的起动接触器YV2Y022掌握推板电磁阀电磁铁X021旋转编码器SB1X000总停按钮Y006X001SB2M1启动按钮可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SB3X002开头自动循环按钮可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X003SB4停止自动循环按钮X004SB5M1点动前进X005SB6M2点动前进X017SB7推板前进按钮SB8X020推板复位按钮3.5 I/O端子接线图依据流水线产品检测与分类系统的电气掌握系统电路图绘制出多流水线产品检测与分类系统的电气掌握系统I/O 端子接线图，如图 3-4 所示：图 3-4 流水线产品检测与分类系统的电气掌握系统I/O 端子接线图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 掌握流程分析4.1 功能图设计完成的设备自动工作流程图如图4-1 所示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.2 梯形图图 4-1流水线产品检测与分选系统掌握流程图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据前一节的流程图，在三菱编程软件fxgpwin上绘制梯形图，如图4-2所示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.3 指令表图 4-2流水线产品检测与分选系统自动工作梯形图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在三菱编程软件 fxgpwin 上把梯形图自动转化为指令表如图4-3 所示图 4-3流水线产品检测与分选系统自动工作指令表短暂的课程设计已经终止，我感觉这次课设的时间有些紧急，但着实受益匪浅。起初拿到课题时，由于平常基础不扎实，不知道如何下手，但是紧迫的时间又不容我拖拉。在把课本内容复习了下后，仿照课程设计指导书的范例， 用了一晚上的时间构思了一下掌握流程图的基本布局，将所需要的元器件对应列好了表格。周三下午和晚上完成了掌握流程图，周四编程和进一步改进。第一需要完成掌握流程图的设计。由两条传送带确定用两电机直接启动运行。在系统开头工作之前需要用X006自动/ 手动工作方式挑选开关 进行模式判定。自动循环运行时，在各个行程开关到位、M1电机挑选按钮按下的情形下方可启动运行。在产品经过 SQ1（产品合格检验传感器）时需要对产品进行计次品判别，所以需要用到移位寄存器，次品将在下一个脉冲（由旋转编码器输出）时被推板推入次品箱。在成品进入成品箱之前需要进行计数，因此需要用到计数器。从完善的角度考虑，在推板将次品推出时，M1电机应有一个延时启动的过程，确保下一个产品到达推板位置时推板已经回到原位，产品不会由于触遇到推板而影响生产过程。完成一次循环后需要判别是否有停止循环信号。 在手动掌握推板的前进后退时需要用到互锁，在推板到达两个极限位置时需要自动停止推板的运动。以上是掌握流程图设计的基本思路。5 课程设计总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在涉及移位寄存器的问题时，三个接入端分别为SQ1（产品合格检验传感器）、 X021（旋转编码器）、 X003停止循环按钮 ，其中 X021 是旋转编码器， 这是精确掌握和判定产品的关键，此图中未供应旋转编码器，与老师争论后已经在图中加上。在掌握流程图中不论从正品仍是次品分支走，均需判定完成相关动作后是否有停止自动循环信号输入，有无此信号影响到下一步系统的动 作。完成掌握流程图后进行绘制梯形图。其中移位寄存器命令花了挺长时间，查阅资料后确定使用左移命令 SFTL X021 K8 K1，其中 K8表示 M0-M7八位，在所借得的可编程掌握器入门与应用实例（三菱FX2n系列）中， M7M0依次由左到右从高到低排列，左移时先从M0开头依次向左移至 M7，高位溢出， K1 表示从 X021 开头的一位同时表示在 X021 有输入的条件下每次左移一位，通过 M0位判定是正品仍是次品，因从 SQ1产品检验传感器到推板只移动了一个产品位置，所以通过 M1位判定次品是否到达推板位置。由于时间有些紧急，在绘制梯形图时难免手忙脚乱，有些转移点和转移条件没有搞清晰，不是非常完善，对一些诸如定时器、计数器、移位寄存器的使用很生疏，我想假如平常上课更集中一点课后花点时间，这样的情形会有所改善。本次课程设计中，我认为整体的掌握流程图、通道安排、端子接线、梯形图的编制完成的仍可以，原来不是很懂这方面的东西现在相当于很好的复习了一下。但是在掌握流程图的自动循环与停止自动循环的连接那里布置得不是很好，因此可能会影响到局部的梯形图编制，自己感觉在这一块有点纷乱，没有范例中那么次序井然。虽然这次课设遇到的困难不少，但是通过自己的分析、老师的讲解能够较 好的解决。通过这次实践，极大的增强了自己对PLC及其工业应用的懂得，提高了连续学习的爱好。参考文献6 海心、赵华主编 . 机电传动掌握 . 高等训练出版社出版 .2021 年6 周军、海心 . 电器掌握及 PLC.北京：机械工业出版社,2001,66 海心、马银忠刘树青主编 . 西门子 PLC开发入门与典型实例 . 人民邮电出版社.2021 年 1月6 宋伯生 .PLC 编程有用指南 . 北京：机械工业出版社，2007， 26 陈志新，宗学军. 电器与 PLC 掌握技术 . 北京：北京高校出版社，中国林业出版社2006， 8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6 付家才， PLC试验与实践 . 北京：高等训练出版社,2006,56 胡健 .西门子 S7-300PLC 应用教程 .北京：机械工业出版社.2007 ， 36 汪小澄、袁立宏，张世荣.可编程序掌握器运动掌握技术. 北京：机械工业出版社，2006， 16 洪志育 .例说 PLC. 北京：人民邮电出版社,2006,66 孙晋、张万忠 .可编程掌握器入门与应用实例（三菱FX2n 系列） . 中国电力出版社，2021,10版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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