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工件搬運單元電氣控制系統論文

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更新時間：2014-09-14
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工件搬運單元電氣控制系統論文
目錄
1.設計任務書 1
1.1設備概況 1
1.2控制要求 1
1.3設計任務 2
2控制系統總體設計方案 2
2.1總體設計方案說明 2
2.1.1 PLC設計的總體思路： 2
2.1.2整個設計過程的總體步驟： 3
2.2 控制系統的電氣原理圖 3
2.2.1控制系統原理框圖 3
2.2.2 控制系統的PLC原理圖 4
2.2.3 控制系統的氣動原理圖 6
3.PLC的選擇及技術參數 7
4控制系統的程序設計 9
4.1 PLC編程軟件的選擇 9
4.2 PLC程序的編寫 9
4.2.1 PLC程序設計流程圖 9
4.2.2 PLC控制梯形圖程序 11
5. PLC程序的調試 22
6. 設計心得 23
7.參考文獻 24
1.設計任務書
1.1設備概況
本單元的功能是通過三自由度機械手將工件從上一個工作站向下一個工作站傳送，工件抓取采用真空吸力實現。在上一個單元的鉆孔檢測中不合格的工件可以在這里被踢出。本單元設有多個按鈕和旋鈕，其中運行按鈕：使系統開始或繼續運行；復位按鈕：開始運行前使系統回到復位狀態；功能按鈕：按下則表示工件為不合格工件，將會被剔除；自動/單步雙向旋鈕和單機/聯網雙向按鈕：用于選擇系統進入單步程序，自動程序或聯網程序；暫停按鈕：使系統暫停運行；急停按鈕：使系統緊急停止，防止意外發生；退出按鈕：用于系統急停后退出急停狀態。
1.2控制要求
本單元有單步運行、自動運行以及聯網運行3種運行方式可供選擇。可以通過旋鈕選擇運行方式。單步運行是將本單元的動作分解成8步來完成，每按一次運行鍵執行1步動作，方便老師講解以及學生試驗。要完成好電氣控制的設計任務，除掌握必要的電氣設計基礎知識外，還必須經過反復實踐，深入現場，將不斷積累的經驗應用到設計中來。其中第1步：回轉臂向左擺；第2步：水平臂伸出，然后垂直臂伸出；第3步：真空閥打開，將工件吸起；第4步：垂直臂縮回，然后水平臂縮回；第5步：回轉臂向右擺；第6步：水平臂伸出，然后垂直臂伸出；第7步：真空閥斷，將工件放置到下一個單元；第8步：垂直臂縮回，然后水平臂縮回，恢復初始位置，如此就完成了一個動作循環。如果有工件不合格信號，則第6步水平臂不會伸出，第7步真空閥斷，工件直接被放入廢料槽中。自動運行就是將這些動作連起來運行，只需按一次運行鍵就完成一個動作循環。如果選擇聯網運行就是使本單元進入聯網狀態，動作將不受按鈕控制（急停按鈕除外），由上機組態監控系統控制。
技術參數：
工作壓力：0.3mpa-0.8mpa；I/O端口：14輸入/10輸出

表1.1 工件搬運單元輸入輸出元件
輸入元件輸出元件
運行按鈕擺動(左)電磁閥1Y1
復位按鈕擺動(右)電磁閥1Y2
功能按鈕水平(縮)電磁閥2Y1
自動/單步旋鈕水平(伸)電磁閥2Y2
單機/聯網旋鈕垂直(上)電磁閥3Y1
暫停按鈕垂直(下)電磁閥3Y2
急停/退出檢測開關真空電磁閥4Y1
真空傳感器(NPN)4B1 運行燈
擺動(左)磁性開關1B1 復位燈
擺動(右)磁性開關1B2 功能燈
水平(縮)磁性開關2B1
水平(伸)磁性開關2B2
垂直(上)磁性開關(NPN)3B1
垂直(下)磁性開關(NPN)3B2
1.3設計任務
1.3.1根據控制要求，對分類存儲及立體倉庫單元硬件電路設計，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。
1.3.2根據控制要求，編制分類存儲及立體倉庫單元PLC系統電路圖。
1.3.3編寫設計說明書，內容包括：
（1）設計過程和有關說明
（2）基于PLC的工件搬運單元電路圖
（3）PLC控制程序
（4）電器元器件的選擇和有關計算
（5）電氣設備明細表
（6）參考資料，參考書及參考手冊
（7）其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調試過程、遇到的問題和解決問題辦法、對課程設計的認識和建議。
2.控制系統總體設計方案
2.1總體方案說明
2.1.1 PLC設計的總體思路：
本次設計PLC程序的編制方法采用較常用的梯形圖程序設計法。該方法的好處是形象、直觀、易于使用、條理清楚，而且之后調試與修改也較為方便。
梯形圖的設計方法常有經驗法、根據繼電器電路圖設計法、順序控制設計法。對于類似本次設計那樣，需控制較多變量而且動作較多的情況，順序控制設計法因為直觀和條理性較強的優勢，是首選的方法。因此，接下來的設計工作就是根據順序功能圖將實現裝置基本動作的程序編制出來。
2.1.2 整個設計過程的總體步驟：
1.明確控制對象，列出輸入輸出列表，畫出電路圖。
2.明確控制要求，畫出動作順序圖和順序功能圖。
3.參考查閱資料完成PLC程序編寫。
4.將程序輸入電腦，并與PLC聯機。下載程序
5.調試PLC程序，修改優化。
6.編寫課程設計說明書。 ...

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