畢業(yè)論文基于PLC的傳送帶控制設(shè)計(jì)

1、中央廣播電視大學(xué)馬鞍山電大課 程 設(shè) 計(jì)課題名稱(chēng)： 傳送帶plc的設(shè)計(jì) 系 部：機(jī)械系 班 級(jí) ：09秋機(jī)械本科學(xué)生姓名：張偉 指導(dǎo)教師： 2011年 月 號(hào)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 09秋機(jī)械本科學(xué)生：張偉課題名稱(chēng)：傳送帶plc的設(shè)計(jì)要求：在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域中，傳送帶是經(jīng)常用到的。如圖所示為一輸送工件的傳送帶，其動(dòng)作過(guò)程如下：1. 按下啟動(dòng)按鈕sb1，電機(jī)1、2運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)傳送帶1、2移動(dòng)。按下停止按鈕sb2,電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，輸送帶停止。2. 當(dāng)工件到達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)a，使輸送帶1停止，氣缸1動(dòng)作，將工件送上輸送帶2。氣缸采用自動(dòng)歸位型，當(dāng)sq2檢測(cè)氣缸1到達(dá)定點(diǎn)位置時(shí)，氣缸1復(fù)位。3. 當(dāng)工件到達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)b，sq3使

2、輸送帶2停止，氣缸2動(dòng)作，將工件送上搬運(yùn)車(chē)。當(dāng)sq4檢測(cè)氣缸2到達(dá)定點(diǎn)位置時(shí)，氣缸2復(fù)位。根據(jù)本課題要求，用plc實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送帶的控制，并畫(huà)出電氣接口圖。指導(dǎo)教師：目 錄引言 51.1傳送帶控制系統(tǒng)的發(fā)展概述61.1.1我國(guó)傳送機(jī)的發(fā)展61.1.2國(guó)內(nèi)傳送帶輸送機(jī)的發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)61.2總體方案說(shuō)明7傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及plc的選取72.1 plc的選取及介紹72.1.1三菱fx2n plc的主要特點(diǎn)72.1.2 plc的性能指標(biāo)和分類(lèi)7硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)81. i/o口與內(nèi)部資源的分配82. plc控制電路接線圖83.主電路接線圖8軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)111. 控制功能的實(shí)現(xiàn)112. 梯形圖語(yǔ)言123.

3、指令表13全文總結(jié)13參考文獻(xiàn)13【引言】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展, 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,為提高效率、降低生產(chǎn)成本, 傳送帶得到了廣泛的應(yīng)用。傳送帶廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。傳送帶的應(yīng)用不僅節(jié)約了勞動(dòng)力, 提高了生產(chǎn)效率, 而且降低了生產(chǎn)成本, 在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。未來(lái)傳送帶設(shè)備的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動(dòng)分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。本設(shè)計(jì)結(jié)合傳送帶的實(shí)際模型, 針對(duì)plc本身具有的功能特點(diǎn),成功的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶系統(tǒng)的控制, 達(dá)到了預(yù)期的控制效果。可編程控制器（plc）是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算和操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)

4、部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。自從可編程控制器誕生以來(lái)，電氣工程技術(shù)人員感受最深刻的也正是可編程控制器二次開(kāi)發(fā)編程十分容易。它在很大程度上使得工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)從專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院走進(jìn)了廠礦企業(yè)，變成了普通工程技術(shù)人員甚至普通工人力所能及的工作。再加上其體積小、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、控制功能完善、適用性強(qiáng)、安裝接線簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)點(diǎn)，在問(wèn)世后的短短幾十年中獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在工業(yè)控制中得到了非常廣泛的應(yīng)用。傳送帶在工業(yè)生產(chǎn)中是必不可少的，以傳統(tǒng)繼電接觸器為控制核心的傳送控制系統(tǒng)通過(guò)接線表達(dá)各元器件之間的關(guān)

5、系，要想改變邏輯關(guān)系就要改變接線關(guān)系，顯然是比較麻煩的。隨著可編程控制器的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)接觸繼電器控制系統(tǒng)已逐漸被plc控制系統(tǒng)所替代。以plc為控制核心的傳送控制系統(tǒng)，在它的接口上接有各種元器件，而各種元器件之間的邏輯關(guān)系是通過(guò)程序來(lái)表達(dá)的，改變這種關(guān)系只要重新編排原來(lái)的程序就行了，比較方便。1.1 傳送帶控制系統(tǒng)的發(fā)展概述傳送帶的發(fā)展起源于17世紀(jì)美國(guó)架空索道傳送散狀物料; 19 世紀(jì)中葉, 各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的傳送帶輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。此后, 傳送帶又受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響, 不斷完善,逐步由完成車(chē)間內(nèi)部的傳送, 發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn), 成

6、為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。1.1.1 我國(guó)傳送機(jī)的發(fā)展我國(guó)早期的工業(yè)生產(chǎn)資源傳送帶輸送工序主要是采用手工傳送，后來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸采用機(jī)械化裝送。我國(guó)最早使用的傳送帶輸送機(jī)主要是從國(guó)外進(jìn)口的，20世紀(jì)70年代中期，天津力生制藥廠就曾經(jīng)井口過(guò)意大利生產(chǎn)的全傳送帶輸送機(jī)，但由于當(dāng)時(shí)我國(guó)傳送材料的質(zhì)量及礦產(chǎn)資源制作工藝等都達(dá)不到機(jī)器傳送的要求，使得傳送帶輸送機(jī)一直無(wú)法正常使用。所以，全傳送帶輸送機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用也一直無(wú)法得到廣泛的推廣，以致我國(guó)礦產(chǎn)資源生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里不得不放棄傳送帶輸送機(jī)而采用手工操作，使得生產(chǎn)效率極端低下。20世紀(jì)80年代后，相關(guān)技

7、術(shù)水平獲得了飛速發(fā)展，傳送材料的質(zhì)量及箱子制作工藝等方面的技術(shù)有了明顯的進(jìn)步，全傳送帶輸送機(jī)開(kāi)始得到了應(yīng)用與推廣。也是此時(shí)，我國(guó)的礦產(chǎn)資源傳送帶輸送機(jī)改變了國(guó)外礦產(chǎn)資源一統(tǒng)天下的局面，國(guó)產(chǎn)礦產(chǎn)資源傳送帶輸送機(jī)開(kāi)始面市并得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代末期，一些生產(chǎn)量大的生產(chǎn)企業(yè)相繼開(kāi)始采用國(guó)產(chǎn)的全傳送帶輸送機(jī)來(lái)代替手工傳送，同時(shí)國(guó)內(nèi)一些相關(guān)的企業(yè)也在研制與生產(chǎn)功能更加全面的全自動(dòng)傳送帶輸送機(jī)。1.1.2 國(guó)內(nèi)傳送帶輸送機(jī)的發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)目前，我國(guó)傳送產(chǎn)業(yè)發(fā)展的正處于飛速發(fā)展的趨勢(shì)中。隨著自動(dòng)化生產(chǎn)不斷發(fā)展，輸送機(jī)械化得到了廣泛應(yīng)用。從大型的工業(yè)生產(chǎn)，如礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)；到中心型的作坊工廠，如零件流

8、水線等等，傳送帶輸送機(jī)的應(yīng)用日益重要。帶式輸送機(jī)因作為一種輸送量大、運(yùn)行費(fèi)用低、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、能耗較小、使用成本低的輸送設(shè)備而會(huì)得到更寬廣的應(yīng)用范文，市場(chǎng)發(fā)展前景十分看好。未來(lái)輸送機(jī)將向著大型化發(fā)展，擴(kuò)大適用范圍，產(chǎn)品多元化，物料自動(dòng)分揀，減低能量消耗，減少污染等方面發(fā)展。1.2 總體方案說(shuō)明如圖所示，系統(tǒng)有兩個(gè)傳送帶，即傳送帶1和傳送帶2。均負(fù)責(zé)傳送工件，傳送帶1把工件送到傳送帶1的末端sq1處，由氣壓缸1推至傳送帶2，傳送帶2把工件送至傳送帶2的末端sq3處，由氣壓缸2推至搬運(yùn)小車(chē)，運(yùn)至車(chē)間。2.傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及plc的選取可編程序控制器（programmable l

9、ogical controller）是20世紀(jì)70年代以來(lái)以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)計(jì)術(shù)，自動(dòng)控制計(jì)數(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，由于它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，使其在自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)由于微電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，使具有完全功能的超大規(guī)模集成電路的價(jià)格日益便宜，同樣也促進(jìn)可編程序控制器成本大大降低，對(duì)于采用可編程序控制器來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器接觸器電氣控制的系統(tǒng)來(lái)改造傳統(tǒng)機(jī)床，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上，還是可靠性、維修性，工作壽命及功能上來(lái)說(shuō)，可編程序控制器都是十分經(jīng)濟(jì)和劃算的，也是的優(yōu)選方案。本次設(shè)計(jì)的傳送帶控制系統(tǒng)就是基于p

10、lc控制原理而設(shè)計(jì)的。2.1 plc的選取及介紹本次設(shè)計(jì)采用的是日本三菱fx2n系列的plc2.1.1 三菱fx2n plc的主要特點(diǎn)：l 一個(gè)程序包的單元型可編程序控制器l 采用裝卸式端子臺(tái)l 內(nèi)裝pun/stop開(kāi)關(guān)l 程序存儲(chǔ)器l 鐘表功能l pun寫(xiě)入l 利用鍵盤(pán)保護(hù)程序（編程手測(cè)、外圍設(shè)備手冊(cè)）l 元件注解l 豐富的輸出入和特殊擴(kuò)展設(shè)備l 用sfc表現(xiàn)的編程l 簡(jiǎn)便的應(yīng)用指令庫(kù)l 高速處理2.1.2 plc的性能指標(biāo)和分類(lèi)1.主要性能指標(biāo)l 1）（i/o點(diǎn)數(shù)）i/o點(diǎn)數(shù)是指可編程序控制器外部輸入。輸出端子數(shù)的總和。它標(biāo)志著可以接開(kāi)關(guān)的多少、按鈕和可以控制負(fù)載的多少。l 2）儲(chǔ)存容量存

11、儲(chǔ)容量是指可編程序控制器內(nèi)部用于存放用戶(hù)程序的存儲(chǔ)器容量，一般以步為單位，二進(jìn)制 16位 即以一個(gè)字為一步 3）掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需要的時(shí)間來(lái)衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需要時(shí)間來(lái)計(jì)算的，單位用s/步。l4） 功能擴(kuò)展能力可編程序控制器除了主模板之外，通常度可配置一些可擴(kuò)展模板，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如a/d模板、d/a模板、位置控制模板等。 5）l 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指一臺(tái)可編程序控制器指令的總和，是衡量可編程序控制器的主要指標(biāo)。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1. i/o口與內(nèi)部資源的分配本設(shè)計(jì)的i/o口與內(nèi)部資源的分配如表所示：用m1和m2分別作為電動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)2的啟

12、停輔助繼電器。輸入器件名稱(chēng)輸出器件名稱(chēng)x000啟動(dòng)按鈕sb1y000電動(dòng)機(jī)1x001限位開(kāi)關(guān)sq1y001氣缸1x002限位開(kāi)關(guān)sq2y002電動(dòng)機(jī)2x003限位開(kāi)關(guān)sq3y003氣缸2x004限位開(kāi)關(guān)sq4y004輸送帶1工作指示燈x005停止按鈕sb2y005輸送帶2工作指示燈內(nèi)部器件功能說(shuō)明m1電動(dòng)機(jī)1啟停輔助繼電器m2電動(dòng)機(jī)2啟停輔助繼電器2.plc控制電路接線圖輸送帶的plc控制電氣接口圖如圖1示：圖中km1、km2分別為電動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)的接觸器。km3和km4分別為氣缸1和氣缸2動(dòng)作與復(fù)位的接觸器。hl1、hl2分別為輸送帶1和輸送帶2的工作指示燈。3.主電路接線圖主控制電路

13、如圖2.所示軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1. 控制功能的實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)中，因?yàn)榭刂乒δ鼙容^簡(jiǎn)單，所以采用基本指令組合實(shí)現(xiàn)其控制功能。各部分功能實(shí)現(xiàn)如下：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sb1時(shí)，m1與m2導(dǎo)通，將sb1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)按下停止按鈕sb2時(shí),m1和m2都斷開(kāi)，將sb2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)。當(dāng)工件到達(dá)a點(diǎn)時(shí)，輸送帶1停止，氣缸1動(dòng)作，因此，將限位開(kāi)關(guān)1的常閉觸點(diǎn)串入線圈m1的前面，將限位開(kāi)關(guān)1的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸1動(dòng)作，并將其自鎖；

14、當(dāng)?shù)竭_(dá)限位開(kāi)關(guān)2時(shí)，氣缸1要復(fù)位，所以在氣缸1線圈前串入限位開(kāi)關(guān)2的常閉觸點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)氣缸1的動(dòng)作與復(fù)位。當(dāng)工件到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，輸送帶2停止，氣缸2動(dòng)作，將限位開(kāi)關(guān)3的常閉觸點(diǎn)串入線圈m2的前面，將限位開(kāi)關(guān)3的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸2動(dòng)作，并將其自鎖；當(dāng)?shù)竭_(dá)限位開(kāi)關(guān)4時(shí)，氣缸2要復(fù)位，所以在氣缸2線圈前串入限位開(kāi)關(guān)4的常閉觸點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)氣缸2的動(dòng)作與復(fù)位。最后，使m1常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1和輸送帶1的指示燈hl1，使m2的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2和輸送帶2的指示燈hl2。2. 梯形圖語(yǔ)言3.指令表ldx000orm1orm2anix005mpsanix001outm1mppanix003outm2ldx001

15、ory002anix002outy002ldx003ory003anix004outy003ldm1outy000outy004ldm2outy001outy005end全文總結(jié)通過(guò)本次基于三菱fx2n型號(hào)plc控制全自動(dòng)傳送帶的系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了傳送帶系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行和裝載功能,提高了傳送帶的性能與效率。在實(shí)際生產(chǎn)中,可應(yīng)用于產(chǎn)品的流水加工和裝箱的生產(chǎn)過(guò)程,提高了生產(chǎn)效率,防止了產(chǎn)品的堆積和人工的輔助加工。若在此基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶全自動(dòng)化以及調(diào)速控制,使其能應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域中,從而提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造更多的價(jià)值。通過(guò)plc程序的控制使得裝配的工作過(guò)程更加的安全可靠，使得自動(dòng)裝配技術(shù)應(yīng)用得到更好推廣和發(fā)展。同時(shí)利用plc程序的控制能夠大大的節(jié)約人員勞動(dòng)力，從而使的裝配運(yùn)輸行業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)了一步。傳送帶輸送機(jī)的多元化功能選擇及其廣泛的應(yīng)用，已逐漸成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。通過(guò)這次plc課程設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了plc的基本編程方法，對(duì)plc