电气控制与PLC课程设计--工件搬运单元电气控制系统.doc

电气控制与PLC 课程设计 题 目 工件搬运单元电气控制系统 系（院） 机 械 工 程 学院 年 级 2006级 专 业 机械工程及自动化 班 级 0702061 学 号 070206153 学生姓名 许 娜 娜 指导教师 王建平 胡朝斌 职 称 副教授 讲师 论文提交日期 2009－－目录 1.设计任务书 1 1.1设备概况 1 1.2控制要求 1 1.3设计任务 2 2控制系统总体设计方案 2 2.1总体设计方案说明 2 2.1.1 PLC设计的总体思路： 2 2.1.2整个设计过程的总体步骤： 3 2.2 控制系统的电气原理图 3 2.2.1控制系统原理框图 3 2.2.2 控制系统的PLC原理图 4 2.2.3 控制系统的气动原理图 6 3.PLC的选择及技术参数 7 4控制系统的程序设计 9 4.1 PLC编程软件的选择 9 4.2 PLC程序的编写 9 4.2.1 PLC程序设计流程图 9 4.2.2 PLC控制梯形图程序 11 5. PLC程序的 22 6. 设计心得 23 7.参考文献 24 设计任务书 1.1设备概况 本单元的功能是通过三自由度机械手将工件从上一个工作站向下一个工作站传送，工件抓取采用真空吸力实现。在上一个单元的钻孔检测中不合格的工件可以在这里被踢出。本单元设有多个按钮和旋钮，其中运行按钮：使系统开始或继续运行；复位按钮：开始运行前使系统回到复位状态；功能按钮：按下则表示工件为不合格工件，将会被剔除；自动/单步双向旋钮和单机/联网双向按钮：用于选择系统进入单步程序，自动程序或联网程序；暂停按钮：使系统暂停运行；急停按钮：使系统紧急停止，防止意外发生；退出按钮：用于系统急停后退出急停状态。 1.2控制要求 本单元有单步运行、自动运行以及联网运行3种运行方式可供选择。可以通过旋钮选择运行方式。单步运行是将本单元的动作分解成8步来完成，每按一次运行键执行1步动作，方便老师讲解以及学生试验。其中第1步：回转臂向左摆；第2步：水平臂伸出，然后垂直臂伸出；第3步：真空阀打开，将工件吸起；第4步：垂直臂缩回，然后水平臂缩回；第5步：回转臂向右摆；第6步：水平臂伸出，然后垂直臂伸出；第7步：真空阀断，将工件放置到下一个单元；第8步：垂直臂缩回，然后水平臂缩回，恢复初始位置，如此就完成了一个动作循环。如果有工件不合格信号，则第6步水平臂不会伸出，第7步真空阀断，工件直接被放入废料槽中。自动运行就是将这些动作连起来运行，只需按一次运行键就完成一个动作循环。摆动(左)电磁阀1Y1摆动(右)电磁阀1Y2水平(缩)电磁阀2Y1 水平(伸)电磁阀2Y2 垂直(上)电磁阀3Y1 垂直(下)电磁阀3Y2 真空电磁阀4Y1 真空传感器(NPN)4B1运行灯 摆动(左)磁性开关1B1 复位灯 摆动(右)磁性开关1B2 功能灯 水平(缩)磁性开关2B1 水平(伸)磁性开关2B2 垂直(上)磁性开关(NPN)3B1 垂直(下)磁性开关(NPN)3B2 依照控制系统的具体要求，设计控制系统原理框图如图所示： 通过操作台上的各种按钮﹑旋钮，向西门子S7200PLC发出指令（也可以通过PC机上的PLC软件或按钮发送）；信号由PLC处理并通过标准的传输数据线传递，实现控制电磁阀的动作，从而控制气缸的动作使其能够完成系统的设计要求，同时各种传感器也通过数据线向PLC传递开关信号，操作台上的各种指示灯可以指示PLC的工作状态，使得操作人员方便得知系统运作的各种情况。 图控制系统原理框图此次设计中除了要让系统在PLC的控制下完成以上要求的动作，使得操作人员可以系统进行操作。此外，遇到紧急情况时也可采取相应措施控制系统PLC图PLC具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。根据系统的设计要求，确定了PLC的输入输出如表2.1所示PLC的图如所示：表2.1 I/O列表输入元件 输入地址 输出元件 输出地址 运行按钮 I0.0 摆动(左)电磁阀1Y1 Q0.0 复位按钮 I0.1 摆动(右)电磁阀1Y2 Q0.1 功能按钮 I0.2 水平(缩)电磁阀2Y1 Q0.2