机械手分拣大小球课程设计

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1、 摘要 随着经济不断发展，人们的生活水平不断提高，将 PLC 应用到分 离机的电气控制系统， 可实现分离机的自动化控制，降低系统的运行 费用。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设 计拟设计大小球分拣传送机控制系统的 PLC 设计， 采用的德国西门子 S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动 进行控制，用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合 相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 1 目录 摘要 . 0 第一章 PLC 应用系统设计基础知识 . 2 1.1 可编程控制器的产生与发展 . 2 1.2 可编程控制器的用途及特点 .

2、4 1.3 可编程控制器基本工作原理 . 5 1.4 PLC 控制系统设计的原则和内容. 6 1.5 PLC 的选型. 7 第二章 PLC 在大小球的分拣系统中的设计 9 2.1 大、小球分栋传送机械示意图 . 9 2.2 分拣系统的控制要求 . 10 2.3 大小球分拣的设计思想 . 11 2.4 I/O 编址. 12 2.5 机械手分拣球控制系统的接线图 . 13 第三章 软件设计 14 3.1 顺序功能图概述 . 14 3.2 机械手分拣大小球控制程序流程图 . 15 3.3 机械手分拣大小球控制程序的梯形图 . 17 3.4 机械手分拣大小球控制程序的指令表 23 第四章 总结 27

3、参考文献. 28 2 第一章 PLC 应用系统设计基础知识 1.1 可编程控制器的产生与发展 可编程控制器（Programmable Controller，PC） ，是近几年迅速 发展并得到广泛应用的新一代工业自动化控制装置。 早期主要用于计 数、定时以及开关量的逻辑控制，为了和个人计算机相区别，把可编 程控制器缩写为 PLC（Programmable Logic Controller ） 。 国际电工委员会（IEC）于 1985 年发布的可编程器标准草案中， 对可编程控制器的定义如下。 “可编程控制器是一种数字运算操作的 电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。它采用可编程序的存储 器，用来

4、在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数 操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的 机械和生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工 业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 ” 早期的可编程控制器主要有分立元件和中小规模集成电路组成。 随着微电子计数和集成电路的发展， 特别是微处理器和微计算机的迅 速发展，在 20 世纪 70 年代中期，美、日、德等国的一些厂家在可编 程控制器中开始引入微处理器及其他大规模集成电路芯片， 是可编程 控制器具有了自诊断功能，可靠性有了大幅提高， 性能价格比产生了 新的突破。到 20 世纪 80 年代可编程控制器

5、都采用了微处理器、 只读 3 存储器、随机存储器或是单片机作为其核心，处理速度大大提高。20 世纪 90 年代末，PLC 几乎完全计算机化，速度更快，功能更强，各 种智能模块不断被开发出来， 不断地扩展着它在各类工业控制过程中 的作用。 现在，PLC，不仅能进行逻辑控制，在模拟闭环控制、数字量智 能控制。数据采集、监控、通信联网及集散控制系统等各发面都得到 了广泛用用。展望未来，可编程控制器在规模和功能上将向两大方向 发展：一是大型可编程控制器向高速、大容量和高功能方向发展。二 是发展简易经济的超小型可编程控制器， 以适应单机控制及小型设备 自动化的需要。 4 1.2 可编程控制器的用途及特点

6、 简要概括 PLC 的用途如下： (1)数字量逻辑控制 这是 PLC 应用最广泛的领域，用以取代传统的 继电器逻辑控制。含触点的串、并联及组合逻辑控制、定时。计数控 制等。可用于单机控制。多机控制、生产自动线控制。 (2)运动控制 PLC 使用专用运动控制模块，对直线运动或圆周运动 的位置、速度和加速度进行控制，可以实现单轴、双轴、三轴和多轴 位置控制。 (3)过程控制 通过模拟量 I/O 模块 PLC 能控制大量的物理参数，如 温度、压力、速度和流量等。 (4)数据处理 现代可编程控制器具有数学运算、数据传送、转换、 查表、排序、微操作等功能。可以完成数据的采集处理。 (5)通信联网 可编程控制器通信包括主机与远程 I/O 之间的通信、 多台可编程器之间的通信、可编程控制器与其他智能控制设备， 极大 地提高了控制的可靠性。 简要概括 PLC 的特点如下： (1)可靠性高，抗干扰能力强 (2)配套齐全，适应性强，应用灵活 (3)编程方便，易于使用 (4)功能强，拓展能力强，性价比高 (5)PLC 控制系统设计、安装、调试方便 (6)维修方便，维修工作量