物料传送分拣PLC电气控制系统

《电气控制与PLC课程设计》

课程设计报告书

课题名称姓 名学 号专 业

2014

物料传送分拣PLC电气控制系统

电气工程及其自动化

年 4 月 25 日

摘 要 ................................................... 3 引言 .......................................................... 3

1. 设计任务 ........................................... 3 2。 设计要求 .......................................... 3 2. 控制系统电路图的设计 ................................... 5

主电路 ................................................ 5 3。 梯形图的设计 .......................................... 6

3.1 系统的启动 ........................................ 6 3。2 部件的分类 ....................................... 6 3。3 部件的上升 ....................................... 6 3.4 升降机的旋转 ...................................... 7 3.5 升降机的下降 ...................................... 7 3。6 分拣输送带的启动和关断 ........................... 7 3。7 部件的计数 ....................................... 8 3.8 手动控制与自动控制的切换 .......................... 9 3.9 紧急停止与恢复 .................................... 9 3。10 动力设备 ....................................... 10 3。11 元器件明细表 ................................... 10 3。 小结 ............................................. 11

参考文献 ..................................................... 11 附录 梯形图 .................................................. 12

1.

摘 要

分拣控制系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。

本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器(PLC） ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求.

关键词：可编程控制器，分拣装置,控制系统，传感器

引言

1. 设计任务

1）根据控制要求，进行物料传送分拣控制系统硬件电路设计，包括主电路、和PLC硬件配置电路。

2）根据控制要求，编制物料传送分拣控制PLC应用程序。PLC控制程序须在三菱FX-TRN—BEG—C软件中模拟调试、运行。

3）绘制控制系统电路图,包括主电路和PLC硬件配置电路。 4）绘制PLC控制程序（梯形图）。

2. 设计要求

物料传送分拣系统如图2。1所示.

图2。1 物料传送分拣系统

物料箱装有上一道工序完成的部件,系统运行时，首先打开物料箱的出料电磁阀（Y0)，一个部件从物料箱通过出料管道滑到输送带Y1，出料电磁阀关闭，输送带Y1将部件输送到升降机.部件分为大中小三类,输送带Y1两侧安装有三对光电管用于测量部件的高度（即大小）.升降机根据部件的大小，上升到相应的高度后停止,旋转升降机,将部件送到大中小部件对应的输送带（Y7、Y6或Y5），之后，升降机返回初始位置。这3个输送带的左右两侧都装有传感器,检测到部件到来时， 传送带转动把部件传送放到右端的成品盒里。为防止过载堆积，部件经过右边的传感器时传送带继续运行3 秒后自动停止。

当升降机回到初始位置后,物料箱的出料电磁阀(Y0）再次打开，输送下一个部件,不断循环。

当成品盒中的部件达到10件时，相应的指示灯（大、中、小对应PL1、PL2和PL3）亮,系统暂停，工人将部件装箱,1分钟后指示灯灭，系统重新开始运行。

系统既可以自动运行，也可以手动控制，由开关SW1决定（OFF 自动，ON 手动).

系统自动运行时，PB1为启动按钮（按下PB1后,系统按上述过程运行），PB2为正常停止按钮（按下PB2后，部件输送到目的地，升降机回到初始位置后系统停止运行）,PB3为紧急停止按钮.紧急停止后，按下启动按钮系统恢复停止前的状态运行。

系统手动控制时,分别用PB1、PB2、PB3、PB4、SW2点动控制物料箱出料、（所有）输送带转动、升降机上升、升降机下降和转动。

2. 控制系统电路图的设计

主电路

根据物料传送分拣系统的示意图，结合实际生产情况,绘制出如图所示的主电路。

3. 梯形图的设计

3.1 系统的启动

按下按钮PB1(X20）,供给指令（Y0）和时间继电器（T1）通电，并与常开开关（Y0）闭合形成自锁，漏斗补给一个部件，1秒后常开开关（T1）断开。

3.2 部件的分类

系统中有输送带Y1两侧安装有三对光电管用于测量部件的高度(即大小），将其信号通过继电器（M0 M1）保存，其保存的信号在下次供给指令(Y0）触发时时被清空.例如当部件为大件时，传感器（X0）被触发，继电器（M0）接通并自锁，然后关断因大部件触发的中间传感器的继电器。

3.3 部件的上升

在之前的分类中已将部件的大中信号保存，当部件在升降机上（X3)闭合,若为大部件,继电器（M0）闭合。则升降机上升（Y2）至上段位置（X6）停止.中部件亦然。

3.4 升降机的旋转

部件在相应位置时，传感器（X4)闭合，升降机旋转（Y4）。当部件离开升降机，常闭开关（X3）断开。Y4失电。下段位置时由常闭开关（M0 M1）串联，中段位置由常闭开关(M0）串联，以防止错乱。

3.5 升降机的下降

当升降机触发旋转下降沿脉冲。若部件不在升降机上，升降机就进行下降且到下段位置停止。

3.6 分拣输送带的启动和关断

当传送带在一个部件经过传送带右边的传感器X11，X13或X15时，接通继

电器（M3)和3秒时间继电器（T0）并自锁，3秒后，常闭开关（T0)断开，输送带也停止输送。

3.7 部件的计数

以大部件为例,当传感器（X15)感应到部件通过时,计数器（C0）加一，达到十个时，开关（C0）闭合.指示灯（Y20）和60秒时间继电器（T2）接通。60秒后，开关(T2）闭合，计数器（C0）断电并复位。

3.8 手动控制与自动控制的切换

以按钮PB3（X22）为例,自动控制中为紧急停止按钮.在手动控制中,为点动上升按钮。只是在上升线圈的基础上串联常闭开关（X24）和并联常开开关（X22)和（X24）即可实现，其他类推.

3.9 紧急停止与恢复

为每个电机提供一个中间继电器，按下紧急停止按钮PB3（X22）后切断中间继电器和电机的连接，此时中间继电器还在运转。按下启动开关PB1（X20）时，接通中间继电器和电机之间的。

3.10 动力设备

物料传送分拣系统中的动力设备均采用三相异步电动机，直接启动。 Y1输送带电动机：2.2kW，AC380V,4.8A； 大部件输送带电动机：2.2kW，AC380V,4.8A； 中部件输送带电动机：1.5kW，AC380V，4.0A； 小部件输送带电动机：1.1kW，AC380V，2.4A; 升降机上下电动机:3.0kW，AC380V，6.1A； 升降机平台旋转电动机：2.2kW,AC380V，4.8A； 出料电磁阀：100mA,AC220V； 指示灯:100mA,DC24V； LED数码管:10mA，DC24V。

3.11 元器件明细表

符号 Y0 M2 M3 M4 M5 名称及用途 出料电磁阀 Y1输送带电动机 小部件输送带电动机 中部件输送带电动机 大部件输送带电动机 符号 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 SQ10 SQ11 SQ12 SQ13 PB1 PB2 PB3 名称及用途 位置传感器 下段位置传感器 中段位置传感器 上段位置传感器 下段左传感器 下段右传感器 中段左传感器 中段右传感器 上段左传感器 上段右传感器 启动按钮 正常停止按钮 紧急停止按钮 M6 升降机平台旋转电动机 M7 升降机上下电动机 KM1 出料电磁阀控制接触器 KM2 输送带正传控制接触器 KM3 升降机上升控制接触器 KM4 升降机下降控制接触器 KM5 升降机旋转控制接触器 KM6 下段输送带控制接触器 KM7 中段输送带控制接触器 KM8 上段输送带控制接触器

PB4 升降机下降按钮（手动） SW1 手动切换开关

PL1 上段输送带指示灯 PL2 中段输送带指示灯 SW2 升降机旋转开关（手动） FR1～FR7 热继电器 PL3 SQ1、2、3 下段输送带指示灯 分拣传感器 FU1 T1 熔断器 变压器 小结

通过这次实验我充分的了解到了PLC的功能，

一、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制;并能与上位机构成复杂的控制系统.

二、使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外,可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

三、能适应各种恶劣的运行环境,抗干扰能力强,可靠性强，远高于其他各种机型。

参考文献

［1] 范永胜，王岷。电气控制与PLC应用（第二版）［M].北京:中国电力出版社,2007。2

附录 梯形图

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