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1、可编程控制器实训项目设计书专业 机电一体化班级 10秋 姓名 高亦超 学号 108071282 上海电视大学2012年 12 月 1 日目录步骤1 零件排列、装箱单元系统总体方案设计.31.1控制要求陈述.31.2设计方案解析41.3 I/O端口配置.51.4可靠性及创新设计分析5步骤2 零件排列、装箱单元控制系统设计.62.1控制程序流程图设计62.2控制程序梯形图设计62.3硬件接线图设计.92.4控制程序设计思路10步骤3 零件排列、装箱单元系统优化方案设计104.1优化程序设计10步骤1 零件排列、装箱单元系统总体方案设计1.1控制要求陈述如图所示，在振动筛中的零件由于振动筛的频率，方
2、向，幅度和零件的共振频率相近，零件翻滚，逐渐排列整齐，并向出口处移动。振动筛的出口处安装光电传感器判断零件的到来，启动两轴自动装箱机在出口处夹住零件，依次将零件放入箱中的指定位置。箱子装满后，自动盖箱盖，换新箱子，然后再重新进行装箱。零件排列，装箱的工作步骤是：一般振动筛只要打开电源即可工作，不需要进行其他电器控制。振动筛出口处的光电开光启动自动装箱机的机械手，到出口处夹持已排列整齐的零件，根据预定的装箱数和装箱次序，将零件搬运到装箱的第一个位置，放松机械手退回。再夹持第二个零件到位的第二个位置，放松，机械手退回。如此循环，直到完成一整箱的零件装箱后，自动盖盖，换新箱子，开始新的装箱。1.2设
3、计方案解析零件在振动盘中排队到出口，出口处的光电传感器判别到有排列整齐的零件，立即启动两轴自动装箱机到出口夹住零件，将零件放入箱中指定位置，自动装箱机不断的将出口的零件依次放入箱中的各个部位，直到该箱子放满，在执行盖箱子，换新箱子，在进行装箱。(X、Y轴导轨回零点定义为如图左上角)以2x2方案为例：启动（X0）振动筛（Y4）Y轴导轨回零（Y3） X5 X轴导轨回零（Y0） X2 光电检测到零件1（X10）下降到位（Y5） X11 夹零件(Y6) 1S 上升到位（Y7） X12 X轴导轨到1位（Y1） X3 Y轴导轨到1位（Y2） X6 下降到位（Y5） X11 放零件（Y6） 1S 上升到位（
4、Y7） X12 Y轴导轨回零（Y3）X5 X轴导轨回零（Y0） X2 光电开关检测到零件2（X10） 下降到位（Y5） X11 夹零件（Y6） 1S 上升到位（Y7） X12 X轴导轨到回到2位（Y1）X4 Y轴导轨到1位（Y2） X6 下降到位（Y5）X11 放零件（Y6）1S 上升到位（Y7）X12 Y轴导轨回零位（Y3） X5 X轴导轨回零（Y0） X2 光电开关检测零件3（X10） 下降到位（Y5）X11 夹零件（Y6） 1S 上升到位（Y7） X12 X轴导轨到1位（Y1） X3 Y轴导轨到2位（Y2） X7 下降到位（Y5） X11 放零件（Y6） 1S 上升到位Y7 X12 X轴
5、导轨到2位(Y1) X4 Y轴导轨到2位（Y2） X7 下降到位（Y5） X11 放零件（Y6） 1S 上升到位（Y7） X12 Y轴导轨回零（Y3） X5 X轴导轨回零（Y0） X2 光电开关检测零件4（X10）下降到位（Y5）X11 夹零件（Y6） 1S 上升到位（Y7） X12 X轴导轨到2号位（Y1）X4Y轴导轨到2位（Y2）X7 下降到位（Y5） X11 放零件（Y6） 1S 上升到位（Y7） X12 Y轴导轨回零（Y3） X5 X轴导轨回零（Y0） X2（2X2方案完成） 盖箱盖（Y10）X13 旧箱推出（Y11） X14 放新箱（Y12） X15 完成一箱。1.3 I/O端口配置
6、输入输出设备端口编号设备端口编号电机启动开关SB1X0X轴导轨向后继电器KM1Y0子程序1启动开关SB2（优化设计）X1X轴导轨向前继电器KM2Y1X轴导轨回0号位限位开关SB3X2Y轴导轨向前继电器KM3Y2X轴导轨到1号位限位开关SB4X3Y轴导轨向后继电器KM4Y3X轴导轨到2号位限位开关SB5X4振动筛振动电机M0Y4Y轴导轨回0号位限位开关SB6X5夹子下降电磁阀KM5Y5Y轴导轨到1号位限位开关SB7X6夹子夹零件电磁阀YVY6Y轴导轨到2号位限位开关SB8X7夹子上升电磁阀KM6Y7光电传感器开关SB9X10盖箱盖电机M2Y010下降到位限位开关SB10X11旧箱推出继电器KM7
7、Y011上升到位限位开关SB11X12放新箱子继电器KM8Y012盖箱盖限位开关SB12X13旧箱推出限位开关SB13X14放新箱限位开关SB14X15 图1-11.4可靠性及创新设计分析在零件排列、装箱单元系统控制过程中，运用光电传感器来检测振动筛零件排列到位，我们在设计时，特别添加上位、下位限制传感器来检测零件到位，夹具然后根据传感器的信号，来进行夹零件以及通过导轨依次将零件放置在箱中制定位置。 在梯形图设计时，根据实际情况分析，我们采用置位来夹取零件，通过复位来放零件，在放置过程夹具一直保持置位状态确保零件被夹放到位，这是此程序的一个关键点，在工业控制能够得到实际运用。 在系统优化设计是
8、我们采用子程序调用来减少X轴导轨、Y轴导轨归零的重复步骤，使程序结构优化简单，鉴于对功能指令的掌握程度较低，我们此次设计主要程序还是以步进指令为主。步骤2 零件排列、装箱单元控制系统设计2.1控制程序流程图设计（见附件1）2.2控制程序梯形图设计X轴动作到一位夹子回升夹零件架子下降光电开光检测到零件到来X轴回零Y轴回零振动筛振动 放零件夹子回升Y轴回零X轴回零光电开关检测到零件2架子下降Y轴动作到一位架子下降夹零件夹子回升X轴动作到2号位Y轴动作到1号位夹子下降放零件夹子回升Y轴回零X轴回零光电开关检测到零件3夹子下降夹零件夹子上升X轴动作到1号位Y轴动作到2号位夹子下降放零件夹子回升Y轴回零
9、X轴回零光电开关检测到零件4夹子下降夹零件夹子回升X轴动作到2号位Y轴动作到2号位夹子下降放零件夹子回升Y轴回零X轴回零盖箱盖旧箱子推出放新箱子返回到12步循环 图1-22.3硬件接线图设计步骤3 零件排列、装箱单元系统优化方案设计3.1优化程序设计 x轴导轨动作x3，x导轨到1号位限位开关y轴动作x6，y轴导轨到号位限位开关 x11子程序2启动按钮，进行子程序2x12夹子上升到位限位开关子程序1运行X轴导轨动作X导轨到2号位，x4，到2号位限位开关y轴导轨到1号位，x6，y轴导轨1号位限位开关启动子程序2，x1子程序启动开关夹子上升到位，x12上升到位限位开关启动子程序2夹子上升到位X导轨到
10、1号位x3为限位开关是Y轴导轨到2号位，x7为限位开关启动子程序2夹子上升到位启动子程序1夹子上升到位X轴导轨动作X导轨到2号位的Y轴动作Y轴动作到2号位启动子程序2夹子上升到位盖箱盖旧箱推出放新箱振动筛振动Y轴导轨回零X导轨回零夹子下降的夹零件计时器1秒夹子上升夹子下降下降到位放零件计时1秒夹子上升 图1-4五、小结可编程控制器是机电一体化的一门专业课，是一门实践性很强的课程，且是工业自动化领域中不可缺少的一种逻辑控制器。通过这次的课程设计，使我掌握了PLC技术在现在工厂设备控制中的重要性。此课程运用了模拟设备来让我们了解电路在自动化控制中的实际操作过程，通过设计一条控制线路，根据加工工艺要求，以及在输送过程中的一系列的情况，输送的位置等不同的要求，让我们正确的选择控制方式以及考虑生产现场的实际条件，如何采取比较合理的措施和解决方案。根据输送机的启动和工艺过程中给出的变化，保证启动过程和输送过程中系统要求的情况和加工的条件下，设计理想的控制线路。通过这次的课程设计实训，使我更加深刻理解了课本上的知识，并使我熟悉和掌握了PLC基本指令的使用掌握了PLC的I/O分配程序调试等。加深了对可编程控制器的了解和实际应用，如何把所学到的理论知识运用到实际生产工作中，以理论结合实际的方法来处理工作中的问题。所以我个人认为这是一门非常有用的课程，对我们在实际工作中也有相当大的帮助。