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摘要
 
本设计是研制自动化程度高、工作可靠、稳定的机械手控制系统,使其完成分拣大小球的全自动的机械设计。本文阐述了应用三菱公司的具有高性能价格比的微型可编程控制器FX系列PLC的自动分拣大小球控制系统。该系统充分利用了学习中讲述的可编程控制器(PLC)的多方面的设计知识和方法,再加上步进电机两者巧妙的配合精确的实现了机械手从圆点的上升、伸臂、判断、下降、抓取、摆动、下降、释放还原等一系列的动作完成这一工序。这一控制系统的实现和应用,充分体现了PLC系统在工业现场的应用,以及根据设计和不同的需求改变数据和状况,还可以使其应用的范围更加广泛。
 
目录
 
摘要...................................................(2)
 
第一章PLC系统设计的基础知识...........................(4)
1.1 PLC控制系统设计的原则和内容.......................(4)
 
1.2 PLC的选型.........................................(4)
 
第二章 PLC在大小球分选系统中的设计....................(5)
 
2.1 PLC分拣大小球的控制要求...........................(5)
 
2.2分拣大小球系统的结构示意图.........................(5)
 
2.3分拣大小球系统的工作原理...........................(6)
 
2.4分拣大小球I/O接线图...............................(7)
 
第三章 大小球分选系统的PLC程序设计....................(7)
 
3.1程序指令表.........................................(7)
 
3.2状态流程图.........................................(8)
 
3.3梯形图.............................................(9)
 
3.4程序调试..........................................(16)
 
3.4使用说明..........................................(16)
 
第四章 总结..........................................(17)
 
致谢.................................................(17)
 
参考文献.............................................(17)
 
第一张 PLC应用的系统设计基础知识
 
PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本设计着重在系统设计和程序设计。
 
1.1 PLC控制系统设计的原则和内容
 
PLC的选择除了应满足技术指标的要求外。还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。
 
最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求。使用PLC后,将很容易实现。
 
在满足控制要求前提下,力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化,通过内部程序化外部接线及操作方式。
 
保证系统的安全、可靠。同时采用“软件兼施”的方法。
 
考虑到生产的发展和工艺的改进,选择PLC容量及I/O点数时,应适当留有裕量。一个系统完成后,往往会发现一些原来没有考虑的问题,或者新提出的问题,如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户,要求的侧重点不同,设计的原则也应有所区别,如果以提高产品和安全为目标。则应将系统可靠性放在设计重点,设置考虑采取冗余控制系统;如果要求系统改善信息管理,则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化;如果系统工艺经常变更,则事先充分考虑。
 
1.2 PLC的选型
 
在满足控制要求的前提下,选型时选择最佳性能价格比,在这里我们将选用我们最熟悉的三菱PLC系列的FX2N控制系统.
 
第二章 PLC在大小球分选系统中的设计
 
2.1 PLC分拣大小球的控制要求
 
1 该系统可完成大小球自动识别,自动运送和自动到大球缸或小球缸释放对应的球
 
2正常运行时,按下启动按钮,系统连续循环运行
 
3系统正在运行时,突然按下停止按钮,系统不能立即停止,要把当前该周期运行完后方可停止
 
4当系统正在运行时,突然断电后,要保证被抓工件不能被释放, 来电后,手动控制回原点
 
2.2 分拣大小球的系统结构示意图
 
2.3分检大小球系统的工作原理
 
    1、机械手的原始状态在左上角原位处,也就是捡球装置停在左限位SQ1处时,按下启动按钮X0,捡球装置下降,定时5S是下降到位,当下降的捡球捡到小球时,将碰到下限开关SQ3,捡到大球时将不碰到下限开关。
 
2、机械手夹到球并加紧到位后(注:2S后加紧到位),SQ16闭合机械手上升,碰到上限开关SQ2时,开始右移。如果是大球将碰到SQ5处,如果是小球则碰到右限SQ6。此时机械手开始下降,碰到下限开关释放球放入大球容器里,小球则放入小容器里。
 
3、机械手放松到位后SQ17闭合,机械手开始上升,碰到上限开关SQ2时,开始左行,碰到左限开关SQ4时开始下降,进入第二个循环过程。
 
4、如果运行中按下停止按钮,SQ4闭合,系统将停止运行。
 
2.4分拣大小球I/O接线图
 
 
第三章 大小球分选系统的PLC程序设计
 
3.1程序指令表
 
 
3.2状态流程图
 
 
3.3梯形图
 
3.4程序调试
 
(1)将构思转为顺序功能图
 
(2)将顺序功能图转化为梯形图
 
(3)将设计好的梯形图输入到计算机PLC软件中并连接到PLC
 
(4)将指令写入PLC,按下启动按钮观察程序的运行状况
 
(5)根据要求好机械手是否循环运行和按顺序运行
 
(6)根据要求看按下停止后是否停止
 
(7)根据要求关闭PLC在打开看是否保持
 
(8)调试运行程序看机械手是否能在断电后手动控制
 
(9)结束后保存结果
 
3.4使用说明

X0 启动按钮 X5 大球的有限开关 X12 手动右移按钮
X1 停止按钮 X6 小球的有限开关 X13 手动加紧按钮
X2 上限开关 X7 手动上升按钮 X14 手动放松按钮
X3 下限开关 X10 手动下降按钮 X16 加紧到位开关
X4 左限开关 X11 手动左移按钮 X17 放松到位开关
X15 急停
 
第四章 总结
 
通过本次课程设计,对我们以前的学习进行了一个验证。本次设计中,主要用FX2N系列的PLC机械臂在大小球分拣系统进行控制。使我了解了PLC机械臂在大小球分拣系统的工作原理,又一次学习了机械臂的工作原理及使用方法。其中程序是此次设计的主要部分。通过这次的综合实践,我更加看清了自己的不足之处。通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下,最终达到了设计要求。在实践的基础上,不仅巩固了理论知识,也提高了将所学知识实际应用的能力,对PLC有了新的认识。
 
课程设计即将结束,纵观整个设计过程,可以说在这一过程中我的收获很大,充分认识到自己的不足,通过理论分析与实践的反复进行和论证,许多的问题都有了较好的解决方案。依次实现了PLC流程图、梯形图、指令表三种机械手控制方式,用此种方法编写程序条理清晰,连贯性强,通过此次设计,了解了PLC机械手在大小球分拣系统的工作原理,学习了机械手的工作原理和使用方法,其中程序是这次设计的主要部分。
 
通过这次毕业设计综合实践,我更加看清了自己的不足。为了搞好这次的毕业设计,通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下,最终基本达到了设计要求。通过实践,巩固了理论知识的学习,提高了实际应用所学知识的能力,还积累了许多宝贵的经验。在这次设计实践过程中,我认识到不管做什么事,都需要假设,小心求证。任何一个方案都要经过周全的论证后才能着手去做,不管以后再做什么事情都要认真,细心,思考,假设,反复论证反复动手.
 
致谢
 
本论文从选题到完成,每一步都是李老师的指导下完成的,倾在此,谨向老师表示感谢。
 
在完成论文到现在除了感谢一直指导我们的李老师,也要感谢和我一同完成的同学,表示真心的感谢。
 
论文顺利的完成也同样的离不开教导我们并传授知识的PLC老师,以及平时帮助我的其他同学。在此,感谢你们。
 
参考文献:
 
(1)《PLC基础与应用》
 
(2)网上关于分拣大小球设计的资料
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