基于s7-300plc物料分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-03 19:34本頁面
【正文】 程序流程圖的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的工作流程及控制要求設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的程序流程圖。當(dāng)按下緊急停車按鈕后，系統(tǒng)立即停止工作。系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)后，按下開始按鈕，系統(tǒng)開始運(yùn)行，首先是倉庫A送料，當(dāng)物料檢測器檢測到物料時(shí)，機(jī)械手A開始動作，其動作流程依次為：左移、下降、夾緊、延時(shí)2秒、上升、右移、下降、松開、延時(shí)2秒、上升；機(jī)械手A動作完成后，傳送臺A（右端）傳感器檢測物料，檢測到物料后，其動作流程依次為：左移、下降、右移、上升、延時(shí)2秒（A、B、C傳感器檢測）、左移、下降、右移、上升；當(dāng)物料送到傳送臺B（左端）處時(shí)，傳送臺B物料傳感器檢測，檢測到物料時(shí)，機(jī)械手B開始動作，其動作流程依次為：下降、夾緊、延時(shí)2秒、上升、左移、下降、松開、延時(shí)2秒、上升、右移；A、B、C傳感器檢測到物料種類后，倉庫B倉庫B2分別右移，最終將倉庫A中的物料分揀到倉庫B中。表2 PLC程序的地址分配表西門子PLC（I/O）物料分揀系統(tǒng)接口（I/O）輸入部分輸入部分倉庫A左限開關(guān)傳送臺左限開關(guān)倉庫A物料檢測開關(guān)機(jī)械手A右限開關(guān)機(jī)械手A左限開關(guān)機(jī)械手A上限開關(guān)機(jī)械手A下限開關(guān)傳送臺A物料傳感器傳送臺上限傳送臺下限緊急停車機(jī)械手B右限開關(guān)機(jī)械手B左限開關(guān)傳送臺B物料傳感器機(jī)械手B上限開關(guān)機(jī)械手B下限開關(guān)A傳感器B顏色傳感器C顏色傳感器倉庫B1右限倉庫B1左限倉庫B2左限倉庫B2右限開始停止傳送臺右限輸出部分倉庫A物料傳送（氣缸0）機(jī)械手A下移（氣缸1）機(jī)械手A夾緊（氣缸2）傳送臺左移（氣缸3）傳送臺下移（氣缸4）機(jī)械手B夾緊（氣缸5）機(jī)械手A左移（氣缸6）機(jī)械手B左移（氣缸7）機(jī)械手B下移（氣缸8）倉庫B1右移（氣缸9）倉庫B2右移（氣缸10） 程序流程圖的設(shè)計(jì) 物料分揀系統(tǒng)的工作流程分揀系統(tǒng)采用PLC控制。圖7 機(jī)械手工作流程圖 PLC程序的地址分配根據(jù)系統(tǒng)的控制要求分配PLC中的地址。傳感器的檢測信號作為PLC的輸入信號，經(jīng)PLC程序處理后，由PLC輸出口輸出控制信號，控制電磁閥的接通，電磁閥做出相應(yīng)的機(jī)械動作。機(jī)械手搬運(yùn)物料時(shí)的簡單工作流程，如圖7所示。 機(jī)械手移動的工藝流程物料分揀系統(tǒng)中主要由傳感器和機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)物料的傳送與搬運(yùn)，而控制系統(tǒng)是機(jī)械手的指揮系統(tǒng)。PLC程序設(shè)計(jì)可遵循以下五個(gè)步驟進(jìn)行[11]。系統(tǒng)中采用PLC控制，大大縮短了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。基于S7300物料分揀系統(tǒng)的實(shí)物圖如圖2所示。色標(biāo)傳感器用來檢測物料的顏色，從而使機(jī)械手分揀不同顏色的物料到不同的位置。電源為PLC、電控閥、接近開關(guān)及傳感器提供電源，空氣壓縮機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)提供動力。主要設(shè)備有：計(jì)算機(jī)、觸摸屏（西門子TP170B 6）、PLC（西門子S7300）和機(jī)械手工作臺，其中機(jī)械手工作臺主要包括以下部分：電源、空氣壓縮機(jī)、電感式接近開關(guān)、色標(biāo)傳感器、電控?fù)Q向閥、帶磁性開關(guān)的氣缸。NPN型電平與PNP型的轉(zhuǎn)換電路如圖6所示。與此次設(shè)計(jì)所用的模塊不符合，所以需要將NPN型轉(zhuǎn)換為PNP型。源型輸入與漏型輸入正好相反。PLC中數(shù)字量的輸入分為源型輸入和漏型輸入。當(dāng)電磁閥線圈斷電時(shí)，依靠彈簧作用，活塞保持初始狀態(tài)，當(dāng)電磁閥線圈通電時(shí)，活塞向左運(yùn)動，即可通過電磁閥線圈的通電與斷電便可改變氣缸內(nèi)氣體流向，從而實(shí)現(xiàn)對氣缸活塞運(yùn)動的控制。二位五通表示有兩個(gè)工作位置和五個(gè)通氣口。它是通過電控改變氣缸中進(jìn)氣和排氣方向，從而改變活塞運(yùn)動方向的元件。本次設(shè)計(jì)使用D11SN6FP光纖傳感器，其接線圖如圖5所示。色標(biāo)傳感器實(shí)際是一種反向裝置，光源垂直于目標(biāo)物體安裝，而接收器與物體成銳角方向安裝，讓它只檢測來自目標(biāo)物體的散射光，從而避免傳感器直接接收反射光，并且可使光束聚焦很窄[9]。磁性開關(guān)電路原理圖如圖4所示。當(dāng)磁鐵接近磁性開關(guān)時(shí)，磁性開關(guān)中的磁性開關(guān)閉合，電路導(dǎo)通，指示燈亮；反之，磁性開關(guān)斷開，指示燈滅。對于氣缸進(jìn)、排氣口，當(dāng)左邊進(jìn)氣，右邊排氣時(shí)，活塞向左運(yùn)動，反之活塞向右運(yùn)動。 帶磁性開關(guān)的氣缸的工作原理氣缸是一種氣動元件，其種類很多。圖3 電感式接近開關(guān)工作原理圖這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬導(dǎo)電體。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，當(dāng)金屬物體接近這一磁場，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以致停振。 接近開關(guān)的工作原理本次設(shè)計(jì)使用的是LJ8A32Z/BX電感式接近開關(guān)，電感式接近開關(guān)的工作原理圖如圖3所示?？諝鈮嚎s機(jī)的日常維護(hù)[8]。表1 PLC系統(tǒng)硬件配置序號名稱型號說明數(shù)量1電源模塊6ES73071BA000AA0PS30712CPU模塊6ES73152AF030AB0CPU3152DP13數(shù)字量輸入模塊6ES73211BH020AA0SM321 DI16*DC24V24數(shù)字量輸出模塊6ES73221BH010AA0SM322 DO16*DC24V/1 空氣壓縮機(jī)的工作原理及使用空氣壓縮機(jī)由壓縮機(jī)、儲氣桶、氣壓儀表及啟停按鈕組成。輸入模塊可以采用一個(gè)32點(diǎn)輸入模塊或者兩個(gè)16點(diǎn)輸入模塊，輸出模塊采用一個(gè)16點(diǎn)輸出模塊。要正確、合理的選擇PLC，這對控制系統(tǒng)的程序開發(fā)設(shè)計(jì)有非常重要的作用。物料分揀控制系統(tǒng)就其實(shí)現(xiàn)來說，不論是硬件還是軟件部分，都應(yīng)滿足功能完備實(shí)用且工作穩(wěn)定可靠、具有良好的系統(tǒng)可擴(kuò)展性和維護(hù)性等基本要求[5]。主要有兩方面功能：一方面對PLC發(fā)送控制命令，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)械手的控制；另一方面及時(shí)監(jiān)控PLC及其他設(shè)備的工作狀態(tài)，對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并且還應(yīng)具有良好監(jiān)視和模擬運(yùn)行功能。利用PLC的高可靠性、模塊化結(jié)構(gòu)及編程簡單等特點(diǎn)，讓其作為完成實(shí)時(shí)采集和控制任務(wù)；另一方面利用個(gè)人計(jì)算機(jī)及其人機(jī)界面程序?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能。 物料分揀系統(tǒng)的分析在物料分揀系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的大腦，負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、高效的運(yùn)行。2 物料分揀系統(tǒng)的硬件分析 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)是物料分揀系統(tǒng)的一個(gè)重
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