工件自动分选装置控制系统设计毕业设计

XX 学 院

毕业设计（论文）中期报告

设计（论文）题目： 工件自动分选装置控制系统设计

系 别： 机电工程系

专 业： 测控技术与仪器

姓 名： XXX

指 导 教 师： XXX

辅 导 教 师： XXX

2014年5月5日

一、 毕业设计题目说明

本设计通过PLC、组态软件等技术对工件自动分选装置进行控制，实现自动化控制、人机交互等功能，在现场可以通过传感器对工件进行识别，同时用机械手对工件进行分选。通过上位机对PLC控制实现装置的启停，在现场的人机界面上可以对现场的运行状况进行显示。

对于系统输入点分别有信号采集与模式选择两种方式,工件识别传感器通过数据通讯与PLC相连,急停按钮、信号判断采集、位置采集等部分组成。模式选择分别自动、手动、回原点3部组成,正常运行时整个过程自动完成，用户可以通过上位机对机器进行操作，改变机器的运行状况。另增设手动状态下的开关,作调试或

检修过程的步进。紧急停车于对突发故障的处理，防止突发故障对系统的破坏，保证生产线的安全。

二、 设计内容

1.设计任务

总体设计方案是根据工件自动分选装置控制系统的要求，以可编程控制器（PLC）为中心，进行硬件选型，并绘制梯形图、电器原理图及外部接线图，最后制作人机交互界面，实现仿真。

首先，收集有关资料，掌握可编程控制器（PLC）的编程和使用方法，并学会使用组态王软件，为本课题编写相应的人机界面程序做准备。

其次，分析控制系统的控制要求，熟悉工件自动分选装置的流程，掌握应用到的气缸技术、电机控制技术及相关的基础知识。

再次，根据分选装置工艺要求，合理布置机械机构各运动部件，熟悉气缸和电机的驱动方式。并列出所设计的PLC控制系统中的I/O清单，方便梯形图的编写和电气原理图与外部接线图的绘制。

接下来，对电器元器件进行选型，尤其是PLC的选型；分配PLC的I/O接口，画出该控制系统的电气原理图及外部接线图。

然后，编写PLC梯形图和程序清单，用组态王软件制作人机操作界面，并实现仿真。

最后，撰写毕业设计论文。包括中英文摘要，引言、方案拟定、问题解决方法、硬件设计说明等。

2.预期成果

本课题通过对自动生产线上两种工件进行自动分选, 对自动分选装置动作过程进行分析, 按实际工况要求, 设计出自动控制系统。研究系统中各软硬件的配置, 以及系统中顺序控制智能化创新设计和解决的关键问题。

3.硬件系统说明

本系统采用西门子公司的S7-200系列的PLC作为本控制系统的核心控制器，所选的CPU型号为226，并充分利用了可编程控制器简捷、迅速的I/O控制和快速的模拟量与数字量的传递通信功能。上位PC机与PLC之间的通信使用PLC自带的一个RS-485接口。系统运行信号的采集主要依靠工件识别传感器，压力传感器以及光电传感器。控制执行器主要是系统中的6台容量不同的三相异步电动机，其中控制主传送带的电动机通过变频器控制其速度，提高精度。机械手通过气缸推动已来达到要到达的位置。系统控制框图如下图所示：

图1.控制系统框图

4.软件部分说明

该控制系统在设计过程中，使用到了STEP 7-Micro软件和组态王软件。其中STEP 7主要用于梯形图的编写与仿真，便于程序的调试与修改，组态王用于制作人机交互界面，使操作过程更加简单直观。同时采用Auto CAD进行电气原理图、接线图的绘制。下图为该系统的控制流程图：