基于PLC分拣系统设计.docx
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1、毕业设计说明书基于PLC分拣系统设计专业2学生姓名2班级鲤学号指导教师完成日期2013年6月7日基于PLC分拣系统设计摘要:随着社会的不断开展,市场的竞争也越来越剧烈,因此各个生产企业都迫切地需要改良生产技术,提高生产效率,尤其在需要进行材料分拣的企业,以往一直采用人工分拣的方法,致使生产效率低,生产本钱高,企业的竞争能力差,材料的自动分拣己成为企业的唯一选择。针对上述问题,利用PLC技术设计了种本钱低,效率高的材料自动分拣装置,在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制,能连续、大批量地分拣货物,分拣误差率低且劳动强度大大降低,可显著提高劳动生产率。而且,分
2、拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接,实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装,具有系统布局灵活,维护、检修方便等特点,受场地原因影响不大。同时,只要根据不同的分拣对象,对本系统稍加修改即可实现要求。PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容,是实际工业现场生产设备的微缩模型。应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术,设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强,程序开发简单,可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。这篇论文主要介绍了PLC控制系统的硬件和软件设计,以及一些调试方法。本论文采用三菱FX2N系列的PL
3、C实现控制分拣装置的系统设计。主要内容是在工艺要求的根底上,首先进硬件系统的设计,然后再进行梯形图的编程,并对梯形图中关键步骤进行了解释和说明。最后在三菱PLC学习软件FX-TRN-BEG-C仿真软件进行了仿真研究,通过仿真结果,说明硬件和软件编制的正确性。关键词:分拣;PLC;三菱:电气自动化PLC-basedsortingsystemdesignAbstract:Withthecontinuousdevelopmentofincreasinglyfiercemarketcompetition,thevariousproductioncompaniesarethereforeanurgent
4、needtoimproveproductiontechnology,improveproductionefficiency,especiallyintheneedformaterialsortingbusinessinthepasthasbeenusingmanualsortingmethods,resultinginlowproductivity,highproductioncosts,thecompetitivenessofenterprisesispoor,automaticsortingofmaterialshasbecometheonlyoption.Inresponsetothes
5、eproblems,theuseofPLCtechnologytodesignalow-cost,highefficiencymaterialsautomaticsortingdevice,materialsortingprocessachievedgoodcontroleffect.SortingofmaterialsusingprogrammablecontrollersPLCcontrol,continuous,largequantitiesofcargosorting,sortingerrorrateislowandthelaborintensitygreatlyreduced,can
6、significantlyimprovelaborproductivity.Moreover,thesortingsystemcanbeflexiblyconnectedseamlesslywithotherlogisticsequipment,toachieverealmaterialslogistics,materialsdistributionandmanagementofinformationflow.Thedesignusesstandardized,modularassembly,havingaflexiblesystemlayout,maintenance,overhauland
7、convenientfeatures,subjecttositecauseslittleimpact.Meanwhile,aslongastheobjectdependingonthesorting,thesystemrequireslittlemodificationcanberealized.PLCcontrolsortingdevicecoversPLCtechnology,pneumatictechnology,sensortechnology,positioncontroltechnologyandothercontent,istheactualindustrialfieldprod
8、uctionequipmentminiatures.ApplicationofPLCtechnologycombinedwithpneumatic,sensorsandpositioncontroltechnology,thedesignofautomaticsortingofdifferenttypesofmaterialscontrolsystem.Strongflexibilityofthesystem,programdevelopmenteasysortingofmaterialscanbeadaptedtoflexibleproductionlinerequirements.This
9、paperintroducesthePLCcontrolsystemhardwareandsoftwaredesign,aswellassomedebuggingmethods.Inthis山esis,MitsubishiFX2NseriesPLCsortingdeviceforcontrolsystemdesign.Maincontentsarebasedontherequirementsintheprocess,thefirstadvancedhardwaresystemdesign,andthentheladderprogramming,andthekeystepsoftheladder
10、explanation.FinallylearningsoftwareinMitsubishiPLCFX-TRN-BEG-Csimulationsoftwareforthesimulation,thesimulationresultsillustratethecorrectnessofhardwareandsoftwaredevelopment.Keywords:Sortout;PLC;Mitsubishi;Electricalautomation目录l绪论11.1 选题背景与意义11.2 分拣系统研究的主要内容12系统方案设计12.1 设计要求12.2 系统结构框图2主要控制器件选择22.4
11、 其他外围电气原件的选择简介32.5 编程语言的选择33PLC简介根本结构和工作原理简介43.1 PLC的开展史与简介43.2 PLC的根本构成53.3 PLC的根本工作原理5PLC的扫描工作方式53.5三菱PLC仿真软件FX-TRN-BEG-C说明74PLC分拣系统的设计94.1 系统功能的介绍和控制的细节94.2 分拣系统的I/O口清单94.3 分拣系统硬件接线图10PLC分拣系统的电路原理图10梯形图及局部程序说明105基于PLC控分拣系统的PLC仿真调试125.1仿真界面12仿真过程说明12结束语13参考文献13致谢14附录15基于PLC分拣系统设计1绪论选题背景与意义这篇设计三菱PL
12、C软件为背景,主要是对基于PLC控制分拣系统进行说明。在20世纪80年代,微电子技术和计算机技术的迅速开展极大的推动了PLC的开展,在分拣系统中采用工业机械设备,不仅可以提高产品的控制力度,而且对人身平安保障进一步加强,改善了工作的环境,减轻劳动力度,大大的提高劳动生产率,可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品,逐渐开展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置,如今在机械手控制系统中使用最多的控制方式。如PLC可进行模拟量控制、位置控制和PID控制等,易于实现柔性制造系统。远程通信功能的实现更使PLC如虎添翼。采用FX-TRN-BEG-C仿
13、真软件作为平台,将机械手的动作过程进行了动画显示,使机械手的动作过程更加形象化。这样一来更进一步学习PLC的相关知识,了解世界先进水平。这篇论文设计主要是介绍的是基于PLC分拣系统的设计。1.2 分拣系统研究的主要内容首先对基于PLC的分拣系统做一个大体的介绍,了解分拣系统的开展历史、工作情况及控制系统组成;接着阐述PLC的特点:然后全面介绍可编程控制器FX2N;随后确定主电路图;利用PLC编程实现分拣系统的控制;完成PLC选型和I/O接口的分配和连接,编制梯形图:最后进行仿真跟调试以到达预期的效果。2系统方案设计系统设计方案主要是根据设计要求,首先确定系统结构框图,然后对各种控制器件进行性能
14、价格比拟,选择适宜的方案设计。现分别表达如下。设计要求根据任务书的内容,本次设计的基于PLC分拣系统设计必须满足如下要求。A.满足工艺上的要求。B.要能够正确地传送出大中小件物品。C.能够画出系统流程图。D.设计出硬件接线图。E.进行梯形图编制。F.通过仿真证明这篇设计的正确性。1.3 系统结构框图系统以数字控制作为控制核心,以输入端IJ的信号为数据输入,经过数字处理器进行处理,确定输出到达要求的控制结果。其结构框图如图2-1所示。图2-1系统结构框2.3主要控制器件数字处理器的 一个局部,一般情 PLC利单片机两种 市场上比拟低廉, 序编制比拟繁琐, 差。但PLC接线方 程方便,抗干扰能 实
15、际情况,要综合 选用的数字处理器 低价格、开发简单的特点。A.单片机的特点 单片机具有小巧灵活,图选择选择是最关键的 况,数字处理器有 选择,单片机虽然 但是设计复杂,程 而且抗干扰能力 便,控制简单,编 力强,因此要根据 考虑。这篇设计所 需要满足低功耗、卜面分别介绍单片机和PLC各自特点。本钱低,易于产品化,可靠性高;控制能力强,具有位操作指令,也可实现多机和分布式控制。单片机的主要系列是51单片机,性价比高。也有16以及32位的ARM芯片。根据单片机的特点,单片机主要应用在测控系统中,如电镀生产自动控制系统,人工气候测控系统等,这些应用主要是到达测量与控制的目的;智能仪表,如温度,浓度,
16、压力等,这主要是推动仪表的数字化,多功能化;单片机的多机应用系统可分为功能集散系统,并行多机处理及局部网络系统。8. PLC特点a.通用灵活,功能完善,抗干扰能力强PLC具有各种扩展单元,结构形式多种做样。可以方便地适用不同工业控制需要的I/O节点数,为了工业局部网络,它还有许多通信连网的接口模块等。它也可用于各种数字控制领域。现今PLC的功能单元越来越多,让PLC的控制也编程非常容易,即使是复杂的系统。b.编程简单方便,深受工程技术人员欢送PLC也就是用工业控制计算机,它的接口多,功能强,编程方便,简单易学。很多编程人员都用PLC编程。c.调试周期短,维护方便,容易改造PLC采用了软件来取代
17、大量的中间继电器、计数器等器件,而安装线那么比继电器控制系统少了很多。如此一来,便减少了设计和施工的工作量,同时PLC软件设计和调试都在实验室模拟进行,模拟好后再进行现场调试,方便省时。这也大大提高了工作效率,缩短设计时间,加快了系统的设计周期。d.体积小,重量轻,能耗低PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品,其结构紧密,巩固,功耗低。它在系统上配置灵活,同时所具有的技术条件,能在高温,震动等恶劣环境下工作,能在强电磁干扰下工作,这便是PLC产品的市场存在价值。综上所述,本次设计经过比拟后选用PLC作控制核心。2.4 其他外围电气原件的选择简介本次采用220V电压等级的接触器。接触器电压等级
18、选择很重要,应根据其所控制负载任务等情况,选择接触器的电流压等级。按键,是一种电闸(或称开关),用来控制机械或程式的某些功能。假设按钮是红色的,那么是用来停止某一功能,假设按钮是绿色的,那么可开始某一项功能.按钮的形状通常是圆形或方形。按键这个最根本人机接口工具,电子产品大都有用到。现代工艺中按键的外观也变的越来越多样化。本次采用普通工业按钮。对于电阻极大的指示灯,-般通过电流小,在电压达不到额定电压时不能亮。一般情况下这种指示灯内有一个电容,而且一个小小的指示灯是耐不了220V的电压的。因此选用36V电压等级。用于电气控制系统中实现顺序控制、定位控制和位置状态检测的行程开关。用于控制机械设备
19、的行程及限位保护。构造:由操作头、触点系统和外壳组成。感应开关也是分拣系统中所必须的,当检测到物体的时候开关会自动接通负载。物件不离开且在活动,开关就会持续导通;当物件由此离开后,开关会延长一段时间自动关闭,物件到的时候灯亮,物件离开的时候灯熄,平安节能,又亲切方便。2.5 编程语言的选择当前,PLC为客户提供了多种多样编程语言,以来适应用户编制程序的需要。PLC通常提供的有以下几种编程语言:梯形图、指令表、顺序功能图和功能块图。A、梯形图梯形图编程的语言是在继电器控制系统原理图的前提下演化而来的。梯形图的特点是易于理解、简单明了、形象、直观,非常适合于开关量逻辑的控制,是PLC最普遍、最根本
20、的编程语言。B、语句表(STL)语句表是用助记符来表达PLC的各种功能。一般可以与梯形图互相转化,互为补充。目前,大多数PLC都有语句表编程功能。C、顺序功能图(SFC)顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,同时也是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。D、功能块图(FBD)逻辑功能图沿用了半导体逻辑电路的逻辑方块图,使用非常方便.3PLC简介根本结构和工作原理简介3.1 PLC的开展史与简介随着计算机技术的开展,存储逻辑开始进入工业控制领域。近30年来,PLC不断开展更新,功能日益强大。一些大规模的集成电路和数据通信技术的逐渐改善,PLC的开展过程大致分为三大阶段:早期P
21、LC的雏形是在世界性技术不断改造下,需要找寻更可靠的功能好且响应快的工业控制器,经过屡次尝试,从而把计算机的功能以及继电器控制系统的简单移动操作方便等优点集合,从而创立了工业控制的新局面,这就称为可编程序逻辑控制器。中期的PLC开展,也就是20世纪70年代中期到80年代中后期。随着微电子技术和计算机技术的开展,PC具有了更多功能,增加了运算,数据传送等功能,而且做到了小型化,微电脑技术的工业控制器,它为工业控制方面带来了很大的改革。到了20世纪80年代中了后期至今。集成电路有了更大规模的开展,微处理器的构成的微机化PLC也有了惊人的变化,功耗和体积,设计,性能等方面有了新的突破。目前PLC已经
22、在智能化方面得到了很好的开展。可以实现控制的几乎是全程自动化,只需要简单的人为控制。他在工业控制中占又非常重要的地位的原因,也是因为它具有这样的特点。而这篇设计也对PLC的开展、根本结构也做了相关的介绍。PLC的指令系统相当完善,它有各种各样的I/O接口、有大容量的内存,有可靠的自身监控系统,PLC也具有以下根本功能:程序与数据存储功能;逻辑处理功能;高速计数功能;数据运算功能;中断处理(可以实现各种内外中断)功能;准确定时功能;联网通信功能;自检测、自诊断功能。根据本课题所设计的部件分配控制的需要,主要介绍以下几种功能的选择。A.控制功能PLC的开关量逻辑控制功能应用的最为广泛。它可用于单机
23、控制或多机控制,也可用于运动控制,位置的变化,如何变动,在什么方向上运动,这些运动程序都是由PLC语言完成。B.数据处理如今的PLC具有数学运算,包括函数逻辑运算、数据传输、排序和查表等功能,可以完成数据的采集,分析和处理。数据处理一般应用在大中型控制系统中,它具有CNC功能,也就是计算机数字控制功能,把支持顺序控制的PLC与数字控制设备紧密集合起来。C.通信连网如今的PLC几乎都采用了通信,网络技术,有RS232和RS485接口,乐意进行远程I/O控制。那么多台PLC彼此之间也就可以联网,通信,外部器件和一台或者多台PLC的信号处理单元之间可以实现程序和数据的交换,例如一些程序转移,数据文档
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