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文檔簡介
1、<p><b> 模擬化生產(chǎn)實驗臺</b></p><p> “上料檢測站”課程設(shè)計報告</p><p><b> 課 程:</b></p><p><b> 班 級:</b></p><p><b> 設(shè) 計:</b>
2、;</p><p><b> 指導(dǎo)老師:</b></p><p><b> 時 間:</b></p><p> 1上料檢測站控制系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p><b> 1.1 系統(tǒng)概括</b></p><p> 該模擬生產(chǎn)線是由獨立的六
3、個工作站相互連接而成。它們分別是上料檢測站、搬運站、加工檢測站、安裝站、安裝搬運站和分類站。這六個站連接成生產(chǎn)線后可完成工件類別的檢測、加工、搬運、安裝和分類。</p><p> 上料檢測站功能:回轉(zhuǎn)上料臺將工件依次送到檢測工位;</p><p> 提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。</p><p> 系統(tǒng)采用西門子S7-200,CPU型號為226,額定電壓為
4、220V,系統(tǒng)的傳動以氣動為主,氣源為空氣壓縮機,工作壓力為1Mpa,公稱容積為10升,控制面板分別由開始、復(fù)位、特殊、手/自、單/聯(lián)、上電、急停、停止組成,傳感以光電開關(guān)為主。</p><p> 1.2 上料檢測站說明及工藝流程</p><p> 本站為上料檢測站,回轉(zhuǎn)上料臺將工件依次送到檢測工位,提升裝置將工件提升并檢測工件顏色,向后站發(fā)出信息。</p><p&
5、gt; 此站的工作流程如圖1所示。</p><p> 圖1 上料檢測站工作流程圖</p><p> 2 上料檢測站控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p> 2.1 PLC選型</p><p> 上料檢測站采用PLC進(jìn)行控制,而且PLC的型號均為S7-200, S7-200 是一種小型的可編程序控制器,適用于各行各業(yè),各種場合中的檢測、監(jiān)
6、測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中,或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面:①極高的可靠性;②極豐富的指令集;③易于掌握;④便捷的操作;⑤豐富的內(nèi)置集成功能;⑥實時特性;⑦強勁的通訊能力;⑧豐富的擴展模塊。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣
7、泛,覆蓋所有與自動檢測,自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域,包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如:沖壓機床,磨床,印刷機械,橡膠化工機械,中央空調(diào),電梯控制,運動系統(tǒng)。S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供您使用,CPU 221~226各有2種類型CPU,具有不同的電源電壓和控制電壓。</p><p> 此次設(shè)計采用了CPU226, 該機集成24輸入點,16輸出點,共4
8、0個數(shù)字量I/O 點。可連接7個擴展模塊,最大擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數(shù)器,2路獨立的20kHz高速脈沖輸出,具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口,具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng),具有更多的輸入/輸出點,更強的模塊擴展能力,更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。
9、可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng),CPU226的外形如圖2所示。</p><p> 圖2 CPU226的外形圖</p><p> 2.2 I/O地址定義</p><p> 在PLC接線及其編程中需要定義I/O地址,這樣可以清晰簡單的完成一系列所期望的工作臺運作。本工作站的I/O地址定義如下。</p><p> 公共I/O地址定
10、義如表1所示。</p><p> 表1 公共I/O地址定義</p><p> 上料檢測站I/O地址定義如表2所示。</p><p> 表2 上料檢測站I/O地址定義</p><p><b> 2.3 系統(tǒng)電路</b></p><p> 我們下面將對控制面板電路,傳感器電路,電機電路,上
11、料檢測站電路進(jìn)行研究與探討。</p><p> 2.3.1 控制面板</p><p> 1. 控制面板內(nèi)容</p><p> 控制面板有五個按鈕開關(guān)、二個選擇開關(guān)和一個急停開關(guān)。</p><p><b> (1)按鈕</b></p><p><b> 按鈕1:開始</
12、b></p><p><b> 按鈕2:復(fù)位</b></p><p> 按鈕3:特殊功能按鈕</p><p> 兩位旋鈕4:自動/手動</p><p> 兩位旋鈕5:單站/聯(lián)網(wǎng)</p><p><b> 按鈕6:停止/報警</b></p><
13、;p><b> 按鈕7:上電</b></p><p><b> 按鈕8:急停</b></p><p><b> (2)顯示燈</b></p><p> 綠色顯示燈1:開始指示</p><p> 黃色顯示燈:復(fù)位指示</p><p> 紅
14、色顯示燈:停止指示</p><p> 綠色顯示燈2:上電指示</p><p><b> 2. 按鈕電路</b></p><p> 按鈕電路如圖3所示。</p><p><b> 圖3 按鈕電路</b></p><p><b> 3. 顯示燈電路</b
15、></p><p> 顯示燈電路如圖4所示。</p><p><b> 圖4 顯示燈電路</b></p><p> 4. 控制面板電路圖</p><p> 控制面板電路圖如圖5所示。與PLC的接線見圖13。</p><p> 圖5 控制面板電路圖</p><p&
16、gt; 2.3.2上料檢測站</p><p><b> 1.上料檢測站內(nèi)容</b></p><p> 上料檢測站的作用是將毛胚件依次送到檢測工位,提升裝置將工件提升并檢測毛胚件的顏色,并向后站發(fā)出信息。</p><p> 上料檢測站共有2個光電開關(guān)(光電傳感器)、2個磁性開關(guān)(磁感應(yīng)傳感器)、1個氣壓缸、1個步進(jìn)電動機、1個繼電器和1個
17、電磁閥組成。</p><p> 2.上料檢測站各組成部分簡介</p><p><b> (1) 傳感器</b></p><p> 本站共有兩種傳感器,分別為光電開關(guān)和磁性開關(guān)。</p><p><b> 1)光電開關(guān)</b></p><p> 光電開關(guān)為紅外線光電開
18、關(guān),型號為SB03—1K,如圖6所示。</p><p> 圖6 SB03-1K外形圖</p><p> 外型尺寸圖如圖7所示。</p><p> 圖7 SB03-1K外型尺寸圖</p><p> 光電開關(guān)的原理如圖8所示。</p><p> 圖8 光電開關(guān)原理圖</p><p> 其
19、參數(shù)為:U:10 V~30 V DC ;</p><p> I:≤200mA ;</p><p><b> NPN常開;</b></p><p> 檢測距離(Sn):30 cm(可調(diào))。</p><p><b> 2) 磁性開關(guān)</b></p><p> 電磁開關(guān)
20、的型號為D-C73,接線如圖9所示。</p><p> 圖9 磁性開關(guān)接線圖</p><p> D-C73的參數(shù),如表3所示。</p><p> 表3 D-C73參數(shù)</p><p><b> (2) 電動機</b></p><p> Q0.0輸出的為一個由繼電器控制的24V直流電機,電
21、源為24V,接線如圖10所示。</p><p> 圖10 電動機接線原理圖</p><p><b> (3) 氣缸</b></p><p> Q0.3輸出控制的是電磁換向閥,電磁換向閥控制氣缸, 其接線原理如圖11所示。</p><p> 圖11 控制氣缸的接線原理圖</p><p>
22、3. 上料檢測站接線圖</p><p> 上料檢測站PLC端子分布如圖12所示。</p><p> 圖12上料檢測站PLC端子分布圖</p><p> 上料檢測站的電路如圖13 所示。</p><p> 圖13上料檢測站電路圖</p><p><b> 3程序舉例</b></p&g
23、t;<p> 實驗臺的整個工作流程是通過一系列PLC程序來實現(xiàn)的,由電腦界面往PLC中輸入,S7-200是用梯型圖的方式來完成編程,以上料檢測站為例此梯形圖如圖14所示。</p><p> 圖14上料檢測站程序圖</p><p><b> 4結(jié) 論</b></p><p> 經(jīng)過兩個星期的努力,完成了課程設(shè)計。本次課程設(shè)
24、計課題為“模塊化生產(chǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計”,其具體任務(wù)是對上料檢測站進(jìn)行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計及軟件設(shè)計,且經(jīng)檢測畫出輸入輸出元器件的電路圖及工作站的總的電路圖。在整個設(shè)計過程中,對工業(yè)模塊控制系統(tǒng)、S7-200控制系統(tǒng)有了較深入的認(rèn)識,對課程后的工作打下了較堅實的基礎(chǔ)。</p><p> 整個任務(wù)完成過程中,我的工作主要包括以下幾項內(nèi)容:</p><p> 較好地掌握了S7-200控制系統(tǒng)。<
25、;/p><p> 進(jìn)行了工業(yè)模塊控制面板的設(shè)計。</p><p> 進(jìn)行了光電傳感器、磁感應(yīng)傳感器的選型和電路設(shè)計。</p><p> 進(jìn)行了上料檢測站的電路設(shè)計。</p><p> 對上料檢測站部分軟件設(shè)計。</p><p> 由于時間關(guān)系,以及個人能力問題,這次設(shè)計中肯定存在不少問題,本設(shè)計只是針對工作臺的接
26、線電路圖作了研究學(xué)習(xí),未能涉及到PLC的軟件程序的深入研究,這是本設(shè)計的遺憾之處。</p><p> 總之,在這次課程設(shè)計中,通過我個人的努力以及老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助,我學(xué)到了許多有用的知識,并順利地完成課程設(shè)計任務(wù)。這個過程使我的理論知識和動手實能力都有所提高,知道怎樣把PLC的書本知識放到實踐中,同時也學(xué)會怎樣將理論和實踐相結(jié)合。同時,與指導(dǎo)老師的交流合作,使我逐漸的建立起一種工程思想,并且有了一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?/p>
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