归纳课程规划报告书 题 目： 学 院： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 辅导教师： 教师职称： PLC 物料分拣体系 机械与电气工程学院 电气工程及其主动化 电气 13-2 *** ***** **** 讲师 2016 年 6 月 16 日 机械与电气工程学院归纳课程规划使命书 专业：电气工程及其主动化 班级：2013-2 名字**学号：** 归纳课程规划标题 PLC 物料分拣体系 归纳课程规划的使命、要求 一、规划使命 （1）分拣出金属和非金属 （2）分拣某一色彩块 （3）分拣出金属中某一色彩块 （4）分拣出非金属中某一色彩块 （5）分拣出金属中某一色彩块和非金属中某一色彩块 二、规划要求 1．查找资料，依据要求的格局，以规划报告书的办法写出规划计划的全进程，操作的 进程、数据以及定论； 2．学习运用 Step 7-micro_win 软件，运用 Step 7-micro_win 完结原理图制作； 3. 学习运用 E8000 软件，运用 E8000 画出触摸屏并进行仿线、廖常初。PLC 编程及运用 2、肖宝兴。西门子 S7-200PLC 的运用经历与技巧 3、周美兰，周封，王岳宇。PLC 电气操控与组态规划 起讫日期 归纳课程规划作业进度计划 首要作业内容 2016.06.6-2016.06.6 选题、调研、搜集资料 2016.06.7-2016.06.15 软、硬件规划、仿线.06.25 辅导教师签名 归纳课程规划辩论 教研室定见 辅导教师： 年月日 负责人： 年月日 目录 PLC 物料分拣体系 ........................................................1 摘 要..................................................................1 Abstract ...............................................................2 1 序言..................................................................3 2 规划意图 .............................................................4 3 规划要求 .............................................................4 4 规划计划 .............................................................5 5 体系的硬件规划 .......................................................6 5.1 体系的硬件结构....................................................6 5.2 硬件挑选与硬件组态 ................................................6 5.2.1 确认 I/O 点数 ....................................................6 5.2.2 PLC 的挑选 ......................................................7 5.2.3 PLC 的输入输出端子分配 ..........................................7 5.2.4 PLC 的输入输出接线端子图 ........................................8 5.3 检测元件的挑选....................................................8 5.3.1 电感式传感器的挑选..............................................8 5.3.2 电容式传感器的挑选 ..............................................9 5.3.3 光纤传感器.....................................................10 5.4 履行元件的挑选 ...................................................10 5.4.1 电机单项可逆永磁同步电机 .......................................10 5.4.2 电磁换向阀.....................................................11 5.4.3 文本显现器.....................................................11 6 操控体系软件规划 ....................................................12 6.1 操控体系流程图规划 ...............................................12 6.2 操控体系程序规划 .................................................13 7 操控体系调试 ........................................................16 7.1 硬件调试 .........................................................16 7.1.1 电感传感器的调试 ...............................................16 7.1.2 电容传感器的调试 ...............................................16 7.1.3 色彩传感器的调试 ...............................................16 7.2 软件调试.........................................................16 7.2.1 梯形图调试 .....................................................16 7.2.2 触摸屏调试 .....................................................19 总结................................................................... 19 参阅文献 ..............................................................21 附 录.................................................................22 附录一：总梯形图 ..................................................... 22 附录二：触摸屏规划图 ................................................. 27 PLC 物料分拣体系 PLC 物料分拣体系 ** 摘要 主动分拣体系是指能够辨认物品特色并对物品进行分类传输的主动体系。主动分拣体系 由传输供件同步导入设备、辨认及操控体系、机械分拣组织及信息处理体系等组成。规划目 的便是为企业削减劳动力，添加出产速度，大大加大企业的经济效益。 本文首要介绍在主动出产线上经过 PLC 操控为中心,MCGS 组态软件为监控软件，变频器、 传感器和电磁阀为电气元件，气缸和电动机为动力设备来完结物料的分拣，然后把物料运送 到出产线上。 经过一系列的调试用运转，该规划体系，能够分拣出金属与非金属物件；也能够分拣处 不同色彩的物件；也适宜一些特别方位的分拣作业。主动分拣体系能够依据企业出产线的各 种需求对物料进行分拣，具有较大的经济和社会含义。 要害词： PLC 变频器 物料分拣 1 机械与电气工程学院课程规划 PLC material sorting system Abstract Automatic sorting system is able to identify the item attributes and items for the automatic classification of transmission system. Automatic sorting system for by the transmission synchronization import composition of the device, to identify and control systems, mechanical sorting institutions and information processing systems, etc.The design goal is for companies to reduce labor, increase production speed, and greatly increase the economic efficiency of enterprises. This paper describes the automatic production line PLC control MCGS configuration software for the monitoring software, inverter, sensors and solenoid valves, electrical components, cylinder and motor-powered equipment to achieve the sorting of materials, then transport the materials toproduction line. After a series of debugging in running, the design system, can be sorting out the metal and non-metal objects; And I can sort different colors of objects; Also suitable for some special location of the sorting work.automatic sorting system based on the production line a variety of materials are sorted, have greater economic and social significance. Keywords ：PLC、inverter、material、sorting 2 PLC 物料分拣体系 1.序言 主动化的程度是作业开展程度的标志，主动分拣正是主动化中的一个必不行 的部分，而 PLC 操控分拣设备以其本钱低，功率高的长处，现已成为干流，他可 以依据设定的程序无人的，高效的作业，维护费用很少。由于悉数选用机械主动 化作业，因而，分拣处理才能较大，分拣分类数量也较多。节约了许多的人力劳 动，削减了企业的额外开销，是企业节约本钱最好的办法。 尤其在需求进行资料分拣的企业，以往一向选用人工分拣的办法，由于人工 作的个人限制性，因人而致使有的出产功率很低，差错多，出产本钱高，企业的 竞赛才能差，阻止了企业的正常开展。所以分拣设备人 PLC 操控体系必定会替代 人工的分拣作业。这也正是其能够迅猛开展的根本原因，好是社会和企业开展的 必定。跟着工业的越来越开展，业水平的越来越高，主动分拣设备彻底替代人工 作业是有必要的也是必定的。 PLC 操控是现在工业上最常用的主动化操控办法，由于其操控便利，能够承 受恶劣的环境，因而，在工业上优于单片机的操控。 资料分拣设备的 PLC 操控体系运用了 PLC 技能、方位操控技能、气动技能、 传感器技能、电动技能传动技能等，这些技能都是主动化技能中必要的，能够说 是现代作业出产现场出产设备的一个细小的模型。 本论文首要介绍了资料分拣设备的 PLC 操控体系的结构、硬件组成、软件控 制、程序流程以及软硬件的拼装和调试办法。让咱们对资料分拣设备的 PLC 操控 体系有一个较为深化的了解。 3 机械与电气工程学院课程规划 2.规划意图 PLC 课程规划是电气操控类专业学生需求完结的教育实践使命，计办法，掌 握 PLC 各元器材的拼装和调试技能，把握查阅有关资料的技能。根本使命是规划 一个物料分拣操控体系。首要是经过运用 PLC 言语规划规则使命的电气操控装 置，是有关专业教育重要的实践环节。其首要意图是经过本课程，培育、启示学 生的创造性思维，进一步 PLC 编程及运用的概念，把握简略 PLC 编程的规划。 本课题企图开发 PLC 对物料与分拣物料的操控，并凭借必要的精细传感器， 使其能够对不同色彩以及种类的物料按预先设定的程序进行分拣，适用于可改换 出产种类的中小批量主动化出产，广泛运用于柔性出产线。选用 PLC 操控，是一 种预先设定的程序进行物料分拣的主动化设备，可部分替代人工在高温文风险的 作业区进行单调耐久的作业，而且在产品改动或暂时需求对物料传感器，气缸进 行新的分配使命时，能够答应便利的改动或从头规划其新部件，而关于方位改动 时，只需从头编程，并能很快地投产，降低了设备和转化作业的费用。 3.规划要求 1 按下零点发动按钮，机械手回到原点。机械手原点方位状况为：机械手处 于皮带方位的笔直上方，机械手爪处于松开状况。 2 按下发动按钮，体系开端作业，给料组织动作，送料至传送带，然后依据 工件的性质进行分拣，若机械手处于非零点状况，则按下发动按钮，体系不能运 行。 3 按下中止按钮或急停开关动作时，体系中止，中止指示灯亮。 4 PLC 物料分拣体系 4.规划计划 计划一 总电源接通后，按下驱动按钮，电机滚动并带动传送带运转，当传感器在一 分钟后没有检测到物料时，传送带中止，当传感器检测到物料时，检测传送带传 送过来的物料是否契合相应的要求，若契合要求，宣布信号给 PLC，使电磁换向 阀得电接通相应触电，对气缸做出动作，推杆推出物料后，主动缩回。当传感器 检测到物料时，宣布信号给 PLC，检测到金属元件，并抵达传送带方位，机械手 开端回转运动，依照 plc 程序持续作业，捡完金属元件后，体系持续作业。当检 测件，传感器动身 1 号缸动作，推完工件，体系持续作业；当检测到白色工件， 传到蓝色工件，传感器动身 3 号缸动作，推完工件，体系持续作业；当检测到黑 色工感器动身 2 号缸动作，推完工件，体系持续作业； 计划二 总电源接通后，按下驱动按钮，电机滚动并带动传送带运转，当传感器在一 分钟后没有检测到物料时，传送带中止，当传感器检测到物料时，检测传送带传 送过来的物料是否契合相应的要求，若契合要求，宣布信号给 PLC，使电磁换向 阀得电接通相应触电，对气缸做出动作，推杆推出物料后，主动缩回。当传感器 检测到物料时，宣布信号给 PLC，内部有计数器计数，并在文本显现器显现，本 体系选用了四个独自计数器和一个总的计数器。计数器计满今后，指示灯亮，报 警提示。比方，一个独自计数器计满 30 个今后指示亮，当物料满 30 个后，指示 灯就亮，从头计数。 5 机械与电气工程学院课程规划 5.体系的硬件规划 PLC 操控体系的硬件规划，首要是依据被操控目标对 PLC 操控体系的功用要 求，确认体系所需的用户输入、输出设备，挑选适宜的 PLC 类型，并分配 I/O 点。 5.1 体系的硬件结构 规划体系的硬件结构框图，如图5.1所示。 下料传感器 传送带及下料气动阀 物料传感器 1 1 号气缸 空 物料传感器 2 PLC 2 号气缸 气 压 物料传感器 3 缩 3 号气缸 机 物料传感器 4 机械手 图5.1 硬件结构框图 5.2 硬件选型与硬件组态 体系要害技能即剖析操控体系的要求，确认I/O点数，挑选PLC的类型，然后 进行I/O分配。 5.2.1 确认 I/ O 点数 依据操控要求，输入应该有3个开关信号，5个传感器信号，包含电感传感器、 电容传感器、色彩传感器、备用传感器，以及检测下料的传感器。有 4个汽缸运 动方位信号，每个汽缸有动作限位和回位限位，合计个10信号。有一个机械手动 作信号。输出包含操控电动机运转的接触器，以及4 个操控汽缸动作的电磁阀。 共需I/ O 点25个，其间14 个输入，11个输出。 5.2.2 PLC 的挑选 6 PLC 物料分拣体系 依据上面所确认的 I/ O 点数，且该资料分拣设备的操控为开关量操控。 因而，挑选一般的小型机即可满意操控要求。本体系选用西门子公司的 S7-200 系列 CPU224 型 PLC。它有 24 个输入点，16 个输出点，满意本体系的 要求。 5.2.3 PLC 的输入输出端子分配 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.4 I0.5 I0.6 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 描绘 急停按钮 发动按钮 中止按钮 拾料气缸 给料气缸伸出到位 金属原料 分拣 3 号传感器 分拣 2 号传感器 分拣 1 号传感器 皮带到位 机械手左限位 机械手右限位 机械手上限位 机械手下限位 地质 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 描绘 发动指示灯 中止指示灯 给料气缸 分拣槽 3 号推料气缸 分拣槽 2 号推料气缸 分拣槽 1 号推料气缸 机械手升降气缸 机械手夹料气缸 机械手左移气缸 机械手反向移动 皮带电机发动 5.2.4 PLC 输入输出接线端子图 依据上表能够制作出PLC的输入输出接线端子图，如下图所示。 7 机械与电气工程学院课程规划 5.3 检测元件的挑选 规划一个好的有用的体系，先择好适宜的器材是要害，为了既保体系能安全 牢靠安稳的作业又能做到最小的经济投入，对器材的挑选不能太高也不能太低， 要尽量做到适宜。 5.3.1 电感式传感器的挑选 1）原理 电感式传感器运用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流 量、 振荡等转化成线圈自感量 L 或互感量 M 的改动, 再由丈量电路转化为电压 或电流的改动量输出。 2）特色电感式传感器具有结构简略, 作业牢靠, 丈量精度高, 零点安稳, 输出功率较大等一系列长处, 其首要缺点是活络度、线性度和丈量规模彼此限制, 传感器自身频率呼应低, 不适用于快速动态丈量。 3）此次挑选的是 EJA71M-3010NH 类型的电容式挨近开关（传感器）,如图： 8 PLC 物料分拣体系 电感传感器作业原理图 5.3.2 电容式传感器的挑选 电容传感器也归于具有开关量输出的方位传感器，是一种挨近式开关．它的 丈量头一般是构成电容器的一个极板，而另一个极板是待测物体的自身．当物体 移向挨近开关时，物体和挨近开关的介电常数发生改动，使得和丈量头相连的电 路状况也随之发生改动．由此，便可操控开关的接通和关断．本设备中电容传感 器是用于检测非金属物料。 电容式传感器 用电测法丈量非电学量时，首要有必要将被测的非电学量转化为电学量然后输 入之。一般把非电学量改换成电学量的元件称为改换器；依据不同非电学量的特 点规划成的有关转化设备称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等） 转化成电容改动的传感器称为电容传感器。 9 机械与电气工程学院课程规划 5.3.3 光纤传感器 1）原理 将物体色彩同前面现已示教过的参阅色彩进行比较来检测色彩的机器咱们 称之为色彩传感器。色彩传感器是经过将物体色彩同前面现已示教过的参阅色彩 进行比较来检测色彩，当两个色彩在必定的差错规模内相吻合时，输出检测成果。 2）特色 ①分辨率高； ②无活动触点、牢靠度高、寿命长； ③活络度高； ④线性度高、重复性好； ⑤丈量规模宽（丈量规模大时分辨率低）； ⑥无输入时有零位输出电压，引起丈量差错； ⑦对鼓励电源的频率和幅值安稳性要求较高； ⑧不适用于高频动态丈量。 3） 此次规划挑选的是 E3S-VS5E42R 类型的光纤开关（传感器）,如图： 5.4 履行元件的挑选 5.4.1 电机单项可逆永磁同步电机 A 首要参数 机身直径 60MM 机身高 60MM 功率:14W 旋转方向:CW/CCW 轴径:7MM 轴长:20MM(能够依据要求定做) 额外电压:AC12V 24V 110V 220V 额外频率:50/60HZ 额外转速:2.5/5/10/15/20/30/40/50/60/110RPM 60KTYZ 单相可逆永磁同步电动机是一种带有齿轮减速器的小型沟通可逆同步电动 机。 10 PLC 物料分拣体系 5.4.2 电磁换向阀 1）特性 (1) 先导办法：外部与内部可选； (2) 滑柱式结构，密封性好，反响活络； (3) 三方位电磁阀有三种中心功用可供挑选； (4) 双头二方位电磁阀具有回忆功用； (5) 内孔选用特别工艺加工，磨擦阻力小，发动气压低，运用寿命长； (6) 附设手动设备，利于设备调试； (7) 有多种规范电压等级可供选用。 2）设备及运用 (1) 运用前留意检查组件在运送进程中是否损坏,然后设备运用; (2) 设备时请留意气体活动方向及接收牙型是否正确。运用介质有必要经过 40um 滤芯过滤; (3) 请留意设备条件是否契合技能要求(如 “电压”、“作动频率” 、“工 作压力” 、“运用温度规模” 等),然後设备运用; (4) 设备时留意气体活动方向,P 为进气口、A(B)为作业口、R(S)为排气口; (5) 尽量防止在轰动的环境下运用,并留意低温下的防冻办法; (6) 整机调试时,主张先用手动设备调试,然後再通电调试。 3）此次规划挑选的是类型为 4V210-08 的电磁换向阀 5.4.3 文本显现器 1）TD400C 是 S7-200 专用的文本显现器，用于检查、监控和修正 S7-200 用 户程序中的进程变量. 2）TD400C 是 TD200C 的晋级产品，可显现 4 行文本，每行最多 12 个中文字 符，分辨率为 192×64 像素。TD400C 支撑两种显现字体和中英文显现。 TD400C 有 8 个功用键，与 Shift 键协作，最多能够界说 16 个功用键。 11 机械与电气工程学院课程规划 6.操控体系软件规划 软件规划是 PLC 操控体系的中心，程序规划的首要使命是依据操控要求及工 艺流程，画出状况流程图并规划出梯形图。 6.1 操控体系流程图规划 据体系出产工艺的要求，剖析各个设备的操作内容和操作次序，可画出程序 流程图， 12 PLC 物料分拣体系 6.2 操控体系程序规划 1）按下急停 S0.0 按钮体系悉数复位，按下 S0.1 发动按钮，体系开端作业。M0.1 能够完结自锁功用；机械手回到原方位 S1.5 后，可使传送带作业；当 1 号、2 号、3 号气缸动作 1 秒后，可使传送带持续作业。完结一个主动循环的周期。 2）当检测到 M4.0 金属物件后，触发机械手机械手反滚动作，完结机械手主动分 拣物料，当机械手回转抵达 S1.5 右限位，机械手开端下降，抵达下限位 S1.7 后 机械手夹住工件；夹住后 1 秒机械手上升，抵达上限位 S1.6 后；机械手向左走， 抵达左限位 S1.4 后下降；抵达下限位 S1.7 后机械手松开工件；1 秒后机械手回 复原位。触发体系下一个周期的开端。 13 机械与电气工程学院课程规划 14 PLC 物料分拣体系 3）当检测到 S1.1 白色物料，2 号 M1.5 气缸动作；1 秒后触发下一个周期开端。 7.操控体系调试 在PLC软硬件规划完结后，应进行调试作业。由于在程序规划进程中，不免 会有遗漏的当地，因而在将PLC衔接到现场设备之前，必需进行软件测验，以排 除程序中的过错，一起也为全体调试打好根底，缩短全体调试的周期。别的，一 些硬件如传感器等，在运用前，也需事前调试好。 7.1 硬件调试 7.1.1 电感传感器的调试 在电感传感器下方的传送带上，放置铁资料块，调整传感器上两螺母，使传 感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质资料的 检出点。 7.1.2 电容传感器的调试 在电容传感器下方的传送带上，放置铝资料块，调整传感器上两螺母，使传 感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质资料的 检出点。 7.1.3 色彩传感器的调试 通电状况下，在色彩传感器下方的传送带上，放置带有某一色彩料块，调理 传感器上的电位器，调查窗口中红绿（或蓝）指示灯，当两灯恰一起发光时，该 活络点即为料块色彩检出点。（注：顺时针旋转检测色温向低端移动，不然反之） 7.2 软件调试 将所编写的梯形图程序进行编译，经过上下位机的衔接电缆把程序下载到 15 机械与电气工程学院课程规划 PLC中。刚编好的程序不免有这样那样的缺点或过错。为了及时发现和消除程序 中的过错，削减体系现场调试的作业量，保证体系在各种正常和异常情况时都能 作出正确的呼应，需求进行离线测验，既不将PLC的输出接到设备上。依照操控 要求在指定输入端输入信号，调查输出指示灯的状况，若输出不契合要求，则查 找原因，并扫除之。 7.2.1 梯形图调试 1 按下发动按钮，开端主动循环动作 2 按下给料开关，给了气缸动作，给料灯亮； 3 检测到蓝色物件，1 号缸动作。 16 PLC 物料分拣体系 4 检测到金属工件，机械手动作； 5 机械回转到右限位 6 机械手抵达下限位，夹住工件一秒后上升； 17 7 抵达上限位后； 机械与电气工程学院课程规划 8 抵达左限位后； 9 机械手下降并松开工件，然后上升右移。 7.2.2 触摸屏调试 西门子人机界面触摸屏面板 TP177A 是 TP 170A 触摸式面板的立异后续产品， 触摸屏面板 TP177A 运用简略、便利，一起，触摸屏面板 TP177A 具有进步出产率， 最小化工程费用，削减生计周期本钱的优势，适用于用于小型机器与设备的操作 操控与监控。不管是加工主动化，仍是进程主动化或楼宇主动化，它们在各个部 门中有着广泛的运用。 (1) 新建简略 PLC 示例程序，树立外部输入点 I0.0,I0.1，辅佐继电器 M0.0， 外部输出点 Q0.0，数据寄存器 VW0，VW2。 (2) PLC 通讯参数设置：在体系块下，通讯端口设置，设置端口 0：PLC 地 址 2，波特率 19.2kbps。 (3) EB8000 软件,PLC 设备特色通讯参数设置：通讯参数如波特率等有必要与 第(2)步的通讯端口设置一起， 18 PLC 物料分拣体系 1 检测到白色物件，1 号缸动作，灯亮； 2 检测蓝色物件，2 号缸动作，灯亮； 3 检测到蓝色工件，3 号缸动作，灯亮； 19 机械与电气工程学院课程规划 总结 经过这次规划实践。我学会了 PLC 的根本编程办法，对 PLC 的作业原理和 运用办法也有了更深化的了解。在对理论的运用中，进步了咱们的工程本质，在 没有做实践规划曾经，咱们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加注重， 当咱们把自己想出来的程序与到 PLC 中的时分，问题呈现了，不是不能运转，就 是运转的成果和要求的成果不相契合。能过处理一个个在调试中呈现的问题，我 们对 PLC 的了解得到加强，看到了实践与理论的距离。 经过协作，咱们的协作认识得到加强。协作才能得到进步。上大学后，许多 同学都没有过深化的沟通，在规划的进程中，咱们用了分工与协作的办法，每个 人互责必定的部分，一起在必定的阶段一起评论，以处理分工中个人不能处理的 问题，在沟通中咱们活跃讲话，和提出定见；这次课题规划感谢教师夜以继日的， 替咱们处理问题。在学习的进程中，不是每一个问题都能自己处理，向教师讨教 或向同学评论是一个很好的办法，不是有句话叫做思而不学者殆。干事要学思结 合。 20 PLC 物料分拣体系 参阅文献 [1] 孙余凯，吴鸣山，项绮明.传感器运用电路 300 例[M]. 北京：电子工业出版社，2008.3 [2] 陶红艳，余成波. 传感器与现代检测技能[M]. 北京：清华大学出版社，2009.3 [3] 刘迎春，叶湘滨. 传感器原理规划与运用[M]. 长沙：国防科技大学出版社，1997.8 [1] 郝芸，传感器原理与运用[M]. 北京：电子工业出版社，2000.5 [2] 郭爱芳，王恒迪. 传感器原理及运用[M]. 西安：西安电子科技大学出版社， 2007:281-290. 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