基于PLC的自动生产线分拣单元控制系统设计

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1、编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目基于PLC的自动生产线分拣单元控制系统设计学生姓名学号系部电气系专业机电一体化班级指导教师顾问教师二〇一〇年七月摘要摘要本课题主要运用气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网技术、以及变频器技术等专业核心课程展开自动线分拣单元控制系统设计。分拣单元是自动生产线的最后一单元，是整条生产线中不可缺少的自动生产设备，它靠气动传动，依靠气缸等执行元件推动物料，在控制系统中起着举足轻重的作用，而控制运行的PLC系统要求也越来越高，要求达

2、到系统运行的“稳”、“准”、“快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流电机、变频器、编码器、传感器和笔形气缸组成为一体的自动控制系统。本机控制单元采用西门子公司的PLC对机器进行全过程控制，其控制系统结构简单，运行效率高，易于理解与掌握。关键词：PLC交流电机变频器编码器传感器I目录目录摘要I第1章绪论11.1课题的提出及选题依据11.2课题设计的重要意义21.3课题主要内容与工作要求2第2章自动生产线的控制方案设计42.1设计思路42.2分拣单元的结构和工作过程42.3传送

3、和分拣机构52.4传送和分拣的工作原理52.5传动带驱动机构52.6电磁阀组和气动控制回路5第3章主要功能器件概述73.1PLC概述73.2传感器概述93.2.1磁性传感器的工作原理93.2.2电感式接近开关的工作原理103.2.3漫射式光电接近开关的工作原理113.2.4光纤传感器的工作原理133.3变频器的工作原理143.3.1交流异步电机变频调速原理143.3.2变频调速系统的控制方式143.4编码器的工作原理163.5标准双作用直线气缸的工作原理183.6电磁换向阀的工作原理193.7气源处理

4、装置的工作原理19第4章系统硬件设计214.1PLC的选择214.2I/O点的选择214.3PLC型号的选择214.4变频器的选择224.4.1主电路接线端224.4.2控制电路接线端23II目录4.5传感器的选择234.6编码器的选择244.7触摸屏的选择25第5章系统软件设计285.1高速计数器的编程285.2旋转编码器脉冲当量的现场测试295.3变频器参数的设定305.4分拣单元流程图31第6章组态监控系统设计326.1触摸屏与计算机的连接326.2组态界面设计326.3采用人机界面实现监控34

5、6.3.1人机界面组态356.3.2变频器输出的模拟量控制36第7章结论与展望387.1结论387.2展望38致谢39参考文献40附录41III第1章绪论第1章绪论工业自动化是一门应用学科，它主要包括单机系统自动化，工业生产过程自动化和工业系统管理自动化等三个方面，现代工业企业自动化涉及到自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术和管理学等诸多学科，目前工业企业自动化系统主要呈现开放性，集散性、智能性和信息电子化与网络化的特点。在现代工业企业自动化中，计算机控制技术充当了极为重要的角色，它是计算机

6、技术和控制理论有机的结合，自动控制理论的发展是伴随着被控制对象的复杂性，不确定性等因素的研究成果而发展的，它由经典控制理论（频域方法）和现代控制理论（时域）发展到第三代控制理论，——智能控制理论，计算机控制系统分为数据采集与处理系统、计算机在线操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分级控制系统和集散控制系统以及分布式智能控制系统。从当前计算机技术和自动控制技术发展状况来看，高性能工业控制机系统、智能控制系统和基于网络系统的虚拟企业自动化系统将是未来工业企业自动化的重要发展方向。1.1课题的

7、提出及选题依据现代化的自动生产设备（自动生产线）的最大特点是在于它的综合性和系统性。这里的综合性是指，机械技术、微电子技术、电子电工技术、传感器测试技术、接口技术、信息变化技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统系指的是，生产线的传感检测，传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下的有机的融合在一起，并协调有序的工作。自动生产线的设计与安装在铝合金导轨式安装平台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统的各机构都采用

8、启动驱动、变频器驱动和步进电机伺服电机位置控制等技术，系统的每一个工作单元都由一台PLC承担其控制任务，各PLC采用RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此，此课题综合运用很多技术知识，如启动控制技术，机械技术（机械传动、机械连接等），传感器应用技术、PLC控制和组网技术，步进电机位置控制技术，以及变频器技术等。此课题的设计可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，从而达到模拟实际生产线的功能和综合应用能力。可编程控制器（PLC）以其高抗干扰