1、 电气控制与电气控制与 PLC 工程应用工程应用 课程设计报告课程设计报告 课程名称： 电气控制与 PLC 工程应用 设计题目：大、小球分类传送装置 PLC 控制系统 院 系： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计时间： 电气控制与 PLC 工程应用 1 一、一、可编程控制器可编程控制器简介简介 作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线 逻辑到存储逻辑的飞跃，其功能从弱到强，实现逻辑控制到数字控制的进步，其应用领域从 小到大单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越，今天 的可编程控制器正在成为工业领域的主流控制设备，在
2、世界各地发挥着越来越大的作用。 二、设计目的二、设计目的 2.1 熟悉FX系列可编程控制器的编程软件。 2.2 掌握 FX 系列可编程控制程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 2.3 通过 PLC 设计大小球分类传输装置控制系统。 2.4 通过课程设计使我们更熟练掌握 PLC 课程所获得知识使其与实践结合起来。 三、设计课题三、设计课题 本次设计是基于PLC的机械手大小球分选控制系统的设计，图1为系统工作示意图。 上 限 左 限 原 点 显 示 Y5 SQ1 X1M SQ3 X3 右 限 SQ4 X4 右 限 SQ5 X5 下 限 SQ2 X2 起 动 X0 右 移 Y3 左 移 Y4 下
3、降 Y0 上 升 Y2 （ 吸 大 球 时 不 动 作 吸 小 球 时 动 作 ） 小 球大 球 图 1 工作示意图 控制要求： 本次设计的大、小球分类选择传送 PLC 控制系统的机械臂起始位置在机械 原点，为左限、上限并有显示；通过起动按钮和停止按钮控制运行，停止时机械手臂运行完 本次吸球及放球整套动作然后回到原点; 起动后机械臂动作顺序为：下降吸球上升（至 上限）右行（至右限）下降释放上升（至上限）左行返回（至原点） ；机械臂右 行时有小球右限（X1）和大球右限（X4）之分，下降时，当电磁铁压着大球（未到下限） 时下限开关 X2 断开，压着小球（到下限）时下限开关 X2 接通。 四四、设计
4、过程、设计过程 由工作示意图， 硬件可选用两台三相异步电机实现机械臂的左右上下运动； 启动开关及 循环控制开关用按钮实现；各个限位开关用行程开关实现；吸球用磁吸线圈实现。控制部分 电气控制与 PLC 工程应用 2 则选用 FX2N 系列 PLC 实现。 4.1系统主电路图 M1M2 FU 1 L3L1L2 FR 1FR 2 KM 1KM 4KM 2KM 3 图 2 系统主电路图 主电路图中 KM1 和 KM2 控制电机 M1 正反转， KM3 和 KM4 控制电机 M2 的正反转热 继电器起保护电路做用。 4.2 I/O 点的分配表 据控制要求选择 FX2N型 PLC 来实现，FX2N的 I/
5、O 点数有 16256 个，满足控制需求。 PLC 控制器 I/O 分配图如表 1 所示 输入 输出 X0 启动开关 Y0 下降 X1 左限位（大、小球） Y1 抓球 X2 下限位 Y2 上移动作 X3 上限位 Y3 右移动作 X4 右限位（小球） Y4 左移动作 X5 右限位（大球） Y5 原点指示 X6 循环控制开关 表 1 I/O 点分配表 电气控制与 PLC 工程应用 3 4.3 顺序功能图 PLC 控制的顺序功能图如下图 3 所示 图 3 顺序功能图 按要求只有在原位是才能起动，所以起动是 X1 和 X3 必须闭合，亦即原位指示灯 Y5 须接通，方能起动系统工作。循环一次之后若 X6
6、 接通则继续工作，若 X6 闭合则机械臂停 在原位。当电路接通后，M8002 产生触发脉冲使系统初始化。机械臂处于原点， 电气控制与 PLC 工程应用 4 原点指示灯 Y5 亮，按下启动按钮 X0,系统进入模式选择状态，系统通过按钮对 各部动作进行操作。 4.4 I/O 接线图 图 4 I/O 接线图 五、程序分析五、程序分析 当电路接通后，M8002 产生触发脉冲使系统初始化。机械臂处于原点，上限 位开关 SQ3 和左限位开关 SQ1 闭合，原为指示灯 Y5 亮，显示可以起动系统工作 按下启动按钮 SB1,系统进入自动工作状态，系统开始运行，机械臂下降，设置 下降时延为 2s，通过机械臂是否达到下限位 SQ2 来判断所抓取球的类型(大或 小)，当计时时间到而下限位开关未动作时，那么可以判断是大球，电磁阀通电 后延时 2 秒，吸球
