毕业设计1(基于PLC的搬运输送站控制系统).doc

重庆工业职业技术学院 毕业设计（论文)课题基于PLC的搬运输送站控制系统的设计与实现(起止日期2015年10月10日2016年4月30日）自动化学院电气自动化专业13电气303班学生姓名周凡胜学号201340130305指导教师郭艳萍职称教授教研室主任邱宇摘 要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品,逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC，实现机械手搬运控制系统,该系统充分利用了可编程控制器（PLC)控制功能.使该系统可靠稳定,时期功能范围得到广泛应用。 关键词：材料搬运 可编程控制器PLC 机械手 限位开关目 录三级目录需要加上摘要1 绪论11.1选题背景11。2设计目的及主要内容11.2。1设计目的11.2.2主要内容12 搬运输送站的介绍及选择32.1搬运输送站简介102.2搬运输送站的选择123设计主体部分133.1控制要求133。2控制流程图133.3I/O分配143。4PLCI/O接线图203.5梯形图.213。6指令表173。7模拟调试214结论22参考文献23致谢241 绪 论1。1选题背景随着我国经济的迅速发展，采用PLC的工作原理来控制材料搬运装置的技术基本已经成熟，其中得到愈来愈广泛的就是采用PLC控制搬运机械手来实现搬运材料的装置。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的.对于PLC对机械手搬运材料的控制设计这个实践性非常强的设计课题,进行了大量的实习。经过在几家单位的生产实习,对于PLC对搬运机械手的控制设计有了一个全新的认识，丰富了许多PLC方面的知识，而对于PLC方面的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下，同时在现场查阅了很多相关资料，明确了PLC的一般工作原理、制造、工艺过程。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。（不要以第一人称写）在设计的过程中,将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正.1.2设计目的及主要内容1。2。1设计目的1、培养机械设计能力；2、扩展知识结构;3、培养综合运用能力;4、是课堂教学的有益补充。通过本次论文，进一步加强自己对机械手和PLC的认识，以及它们在生活中广泛应用.1。2。2主要内容(是你做了哪些工作，下面的内容需要改）在自动生产线设计的基础上,使用plc对搬运系统进行硬件和软件的设计，给出了系统的I/O分配图。通过对步进电击迈冲量（什么意思?）的计算，实现了生产线的自动化，使控制系统稳定可靠.生产效率和产品品质都有很大提高。2搬运输送站的介绍及选择2.1搬运输送站简介1、装卸搬运的功能装卸搬运的基本功能是改变物品的存放状态和空间位置。无论在生产领域还是在流通领域，装卸搬运都是影响物流速度和物流费用的重要因素。因此，不断提高装卸搬运的合理化程度，无疑对提高物流系统整体功能有极为重要的意义。装卸搬运在物流系统中的功能表现在以下几方面：(1)装卸搬运既是伴随生产过程和流通过程各环节所发生的活动，又是衔接生产各阶段和流通各环节之间相互转换的桥梁。因此,装卸搬运的合理化，对缩短生产周期、降低生产过程的物流费用、加快物流速度、降低物流费用等,都起着重要的作用。例如，据典型调查，我国机械工业企业1吨的产品,需要经过252次吨的装卸搬运；在苏联，铁路运输的货物，少则需要6次，多则需要十几次乃至数十次的装卸搬运,其费用约占运输费用的25一30。(2）装卸搬运是保障生产和流通其他各环节得以顺利进行的条件.装卸搬运活动本身虽不消耗原材料,不产生废弃物，不大量占用流动资金，不产生有形产品，但它的工作质量卸对生产和流通其他各环节产生很大的影响，或者生产过程不能正常进行，或者流通过程不畅。所以，装卸搬运对物流过程其他各环节所提供的服务具有劳务性质,具有提供“保障和“服务”的功能。(3）装卸搬运是物流过程中的一个重要环节，它制约着物流过程其他各项活动,是提高物流速度的关键.无论在生产领域还是在流通领域，装卸搬运功能发挥的程度，都直接影响着生产和流通的正常进行，其工作质量的好坏，关系到物品本身的价值和使用价值。由于装卸搬运是伴随着物流过程其他各环节的一项活动，因而往往引不起人们的足够重视.可是，一旦忽视了装卸搬运，生产和流通领域轻则发生混乱，重则造成停顿。例如，我国铁路运输曾由于忽视装卸搬运,出现过“跑在中间、窝在两头”的现象；我国港口由于装卸设备、设施不足以及装卸搬运组织管理等原因,曾多次出现过压船、压港、港口堵塞的现象。所以，装卸搬运在流通和生产领域具有“闸门”和“咽喉”的功能，制约着物流过程各环节的活动。由此可见，改善装卸搬运作业,提高装卸业合理化程度对加速车船周转，发挥港、站、库功能，加快物流速度，减少流动资金占用，降低物流费用，提高物流服务质量，发挥物流系统整体功能等，都具有重要的意义,起着十分明显的作用.2、装卸搬运作业的分类（下面的序号需要改)装卸搬运作业可以按照不同的标志进行不同的分类，诸如作业场所、装卸搬运对象的属性和作业特点等.（一）、按作业场所不同进行分类（1）、铁路装卸。它是指在铁路车站进行的装卸搬运作业,包括汽车在铁路货场和站旁的装卸作业,铁路仓库和理货场的堆码拆取、分拣、配货、中转作业，铁路车辆在货场及站台的装卸作业，装卸时进行的加固作业,以及清扫车辆、揭盖蓬布、移动车辆、检斤计量等辅助作业.（2)、港口装卸.它是指在港口进行的各种装卸搬运作业，包括码头前沿的装卸船作业,前沿与后方间的搬运作业，港口仓库的码揉拆垛作业，分拣理货作业，港口理货场的堆取用转作业，后方的铁路车辆和汽车的装卸作业，以及清舱、平舱、扫车、破拱、配料、计量、分装、取样等辅助作业。（3）、场库装卸。它是指在货主处进行的装卸搬运作业,即铁路车辆和汽车在厂矿或储运业的仓库、理货场、集散点等处所进行的装卸搬运作业.（二）、根据装卸搬运物品的属性进行分类(1）、成件包装物品的装卸搬运。有些物品虽然并不需要包装,但是为了方便装卸搬运作业，需要经过临时捆扎或装箱,从而形成装卸搬运单元。对这些装卸搬运单元的装卸搬运作业,称之为成件包装物品的装卸搬运。（2）、超大超重物品的装卸搬运。在流通过程中所谓的超大超重物品,一般是根据人力可以方便装卸搬运的重量和体积来制订标准的。例如，单件物品的重量超过50公斤，或单件物品体积超过0。5立方米，都可算作超大超重物品.（3)、散装物品的装卸搬运。散装货物本身是在物流过程中处于无固定的形态，如煤炭、水泥、粮食等。因此,对这些散装物品的装卸搬运可以进行连续装卸搬运作业，也可以运用装卸搬运单元技术进行装卸搬运.（4）、流体物品的装卸搬运。流体物品是指气态或液态物品.如果对这些气体、液体物品经过包装，盛装在一定的容器内，如瓶装、桶装，即形成成件包装物品；如果对这些物品采取罐装车形式，则需要采用相应的装卸搬运作业。(5)、危险品的装卸搬运。危险品是指化工产品、压缩气体、易燃易爆物品等。这些物品在装卸搬运过程中有特殊的安全要求，如果装卸搬运不慎，随时都有发生重大事故的危险.因此，对其的装卸搬运作业有特殊要求，严格操作程序，确保装卸搬运作业的安全.(三）、按装卸搬运作业的特点进行分类（1）、堆垛拆垛作业。堆垛拆垛又称堆码取拆，它包括堆放作业、拆垛作业、高垛作业和高垛取货作业.如果按这些堆垛拆垛作业的场地不同，堆垛拆垛作业又区分为车厢、船舱内、仓库内和理货场的堆垛拆垛作业等。（2）、分拣配货作业.它是将货物按品种、到站、货主等不同特征进行分类的作业，并且按去向、品类构成等一定的原则，将已分类的货场集合车辆、汽车、集装箱、托盘等装货单元的作业。（3）、搬运移动作业.为了进行上述各项作业而发生的，以进行这些作业为主要目的的搬运移动作业.它包括水平、垂直、斜行等几种搬运移动作业以及由它们几种形式组成为一体的作业。显然，这属于改变空间位置的作业.除此之外,装卸搬运作业还可按物流设施属性分为自用和公用物流设施的装卸搬运；可按货物形态分为单个物品的装卸搬运、集装货物的装卸搬运和散装货物的装卸搬运;可按输送设备的不同分为卡车装卸、货车装卸、船舶装卸和飞机运输的装卸；可按装卸机械分为传送带装卸、吊车装卸、叉车装卸和各种装载机装卸等.2。2搬运输送站的选择你自己的课题一点都没有涉及,全是与课题不相干的内容一、装卸搬运设备的配置、选择原则（序号需要改）(1）根据作业性质和作业场合进行配置、选择 装卸搬运作业性质和作业场合不同，需配备不同的装卸搬运设备。根据作业是单纯的装卸或单纯的搬运，还是装卸、搬运兼顾,从而可选择更合适的装卸搬运设备;作业场合不同，也需配备不同的装卸搬运设备. （2)根据作业运动形式进行配置、选择 装卸搬运作业运动形式不同，需配备不同的装卸搬运设备.水平运动，可配备选用卡车、牵引车、小推车等装卸搬运设备；垂直运动,可配备选用提升机、起重机等装卸搬运设备；倾斜运动,可配备选用连续运输机、提升机等装卸搬运设备；垂直及水平运动,可配备选用叉车、起重机、升降机等装卸搬运设备;多平面式运动,可配备选用旋转起重机等装卸搬运设备。 （3）根据作业量进行配置、选择 装卸搬运作业量大小关系到设备应具有的作业能力,从而影响到所需配备的设备类型和数量。作业量大时，应配备作业能力较高的大型专用设备;作业量小时，最好采用构造简单、造价低廉而又能保持相当生产能力的中小型通用设备. （4)根据货物种类、性质进行配置、选择 货物的物理性质、化学性质以及外部形状和包装千差万别,有大小，轻重之分,有固体、液体之分,有散装、成件之不同，所以对装卸搬运设备的要求也不尽相同。 （5)根据搬运距离进行配置、选择 长距离搬运一般选用牵引车和挂车等装卸搬运设备，较短距离搬运可选用叉车、跨运车等装卸搬运设备，短距离搬运可选用手推车等装卸搬运设备。为了提高设备的利用率，应当结合设备种类和特点，使行车、货运、装卸、搬运等工作密切配合。 (6）装卸搬运设备的配套 成套地配备装卸搬运设备，使前后作业相互衔接，相互协调,是保证装卸搬运工作持续进行的重要条件。因此,需要对装卸搬运设备在生产作业区、数量吨位、作业时间,场地条件、周边辅助设备上作适当协调。 3 设计主体部分3。1设计要求1。 完成控制系统的总体设计,绘制硬件结构图、电气原理图等；2。 完成PLC的选型、传感器的选型等；3. 完成PLC程序结构与控制功能创新设计；4完成系统调试,实现控制要求；3。2控制流程图没有一点文字叙述？电器原理图呢？硬件结构图（图只显示一部分，这个图是实物图，缺少图号）这个是什么图?3。3I/O分配缺少I/O接线图输入电器输入点输出电器输出点起动按钮X0输送带A驱动接触器KMY0停止按钮(常开）X1手臂左旋电磁阀YV1Y1手指抓紧检测开关LS1X2手臂右旋电磁阀YV2Y2手臂左旋限位开关LS2X3手臂上升电磁阀YV3Y3手臂右旋限位开关LS3X4手臂下降电磁阀YV4Y4手臂上升限位开关LS4X5手臂抓紧电磁阀YV5Y5手臂下降限位开关LS5X6手臂放松电磁阀YV6Y6物品检测光电开关PS1X73。4梯形图没有一点文字说明?图34-1图号不正确，没有图的名称图3-4-2图号不正确,没有图的名称图3-43图号不正确,没有图的名称说明：SET（置位)线圈得电保持，RST（复位）线圈失电保护，SFTL位左移，ZRST区间复位3。5指令表有了梯形图，不需要指令表3.6PLC连线图你的论文整个就是乱的，一个是先硬件，再软件，你前面已经把梯形图说了，这里却又出现I/O接线图，这合适吗？图的序号、名称3.7模拟调试1） 按下起动按钮SB1时,机械手系统工作.首先上升电磁阀通电,手臂上升，至上升限位开关动作；2) 左转电磁阀通电，手臂左转,至左转限位开关动作；3) 下降电磁阀通电，手臂下降，至下降限位开关动作;4) 启动传送带A运行，由光电开关PS/PH检测传送带A上有无物品送来，若检测到物品，则抓紧电磁阀通电，机械手抓紧,至抓紧限位开关动作；5) 手臂再次上升,至上升限位开关再次动作；6） 右转电磁阀通电，手臂右转，至右转限位开关动作；7） 手臂再次下降，至下降限位开关再次动作;8) 放松电磁阀通电,机械手松开手爪，经延时2秒后，完成一次搬运任务，然后重复循环以上过程.9) 按下停止按钮SB1或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时,机械手按停止前的动作继续工作。（说明：SB1为一复合按钮，功能实现是一开一停)4结论说过多次了，结论不是心得体会，重新写这次毕业论文，对我来说非常有意义,在写论文的过程中我学到很多的关于机械手和PLC方面的知识，我以后会加强对它们的学习和应用。我觉得PLC会有更大的发展.从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用.当然机械手在工业中的应用更是越来越成熟，它必然会发挥它的最大作用。我坚信我们国家的工业会是越来越棒，我为我是一个中国人而自豪.参考文献1 李金城。三菱FX2N PLC功能指令详解。北京:电子工业出版社,2011，112 向晓汉。三菱FX系列PLC完全精通教程。北京：化学工业出版社,2012，53 廖常初.FX系列PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2006,54 张桂香。 机电类专业毕业设计指南.北京:机械工业出版社，20055 胡学林。 可缡程控制器应用技术.北京:高等教育出版社,20056吴启红。 变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术实探指导书。北京：机械工业出版社，2007。 7 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATIONFX系列编程手册,20018 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATIONFX系列用户手册，2001致谢 经过了一个多月的时间,我终于完成了论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。本设计在老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着他的心血和汗水，在大学三年的学习和生活期间,也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成,在此向华宇学院的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培.在论文完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意！