plc控制的滾珠直徑分揀系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　一個(gè)國家綜合國力的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是工業(yè)的發(fā)達(dá)程度。而軸承的性能、壽命及可靠性又代表著一定的工業(yè)發(fā)展程度，軸承的質(zhì)量不僅取決于設(shè)計(jì)、制造還取決于檢測環(huán)節(jié)。檢測環(huán)節(jié)中常出現(xiàn)的問題就是檢測誤差，誤差是影響滾珠質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在實(shí)際生產(chǎn)中造成檢測誤差值的因素有兩點(diǎn)，一是測量量大，二是人工測量存在讀數(shù)誤差。為了提高生產(chǎn)中滾珠的測量精準(zhǔn)度，

2、本文中設(shè)計(jì)了一種由PLC控制的滾珠直徑分揀系統(tǒng)，通過機(jī)械傳送、傳感測量的方式完成滾珠的自動(dòng)檢測與分揀，該系統(tǒng)不僅提高測量精度還提高了分揀的效率。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的要求是，推桿將滾珠推到限位擋板處，到達(dá)擋板后，鎢鋼測頭測量直徑誤差，將所得數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電模擬信號(hào)并經(jīng)放大電路放大后送到PLC的模擬量處理模塊，據(jù)此打開相應(yīng)的電磁翻板，再由推桿將滾珠送到不同的分料箱。</p><p>

3、　　此系統(tǒng)既可節(jié)約成本、提高測量精度，又能提高分揀效率，有廣闊的市場發(fā)展前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 精密測量 滾珠分揀</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The measure of a country's comprehensive national strength is a

4、 developed industry.And bearing performance, life and reliability of represents a certain degree of industrial development, the quality of the bearing depends not only on the design, manufacture also depends on the test

5、link.Inspection processes often appears the problem is error, error is a key factor affecting the quality of ball.Value error caused in the actual production there are two factors, one is measured quantity is big, the<

6、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　目 錄3</b></p><p><b>　　第一章 緒論4</b&

7、gt;</p><p>　　1.1系統(tǒng)研究的意義……………………………………………………………………………………………….4</p><p>　　1.2 系統(tǒng)主要研究內(nèi)容…………………………………………………………………………………………..4</p><p>　　1.3系統(tǒng)控制要求 ……………………………………………………………………………………………….5&l

8、t;/p><p>　　1.4系統(tǒng)任務(wù)分析 ……………………………………………………………………………………………….7</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………....8</p><p>　　2.1 PLC的選型 ……………………………………………………………………………………………………… 8</p

9、><p>　　2.2 電磁閥的選型 ……………………………………………………………………………………………….15</p><p>　　2.3 系統(tǒng)中的傳感器 ……………………………………………………………………………………………..17</p><p>　　2.4 電感測微器……………………………………………………………………………………………………. 19<

10、/p><p>　　2.5 電磁驅(qū)動(dòng)器 ………………………………………………………………………………………………….20</p><p>　　2.6計(jì)數(shù)和計(jì)較模塊 ………………………………………………………………………………………. .23</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………………..25</p

11、><p>　　3.1 PLC程序設(shè)計(jì)基本步驟 …………………………………………………………………………………...25</p><p>　　3.2 PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法 ………………………………………………………………………………. 25</p><p>　　3.3 程序流程圖 ………………………………………………………………………………………………..26&

12、lt;/p><p>　　第四章 結(jié)論………………………………………………………………………………………………………..28</p><p>　　第五章 致謝………………………………………………………………………………………………………29</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………………………..30<

13、/p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　傳統(tǒng)的人工滾珠分揀存在浪費(fèi)勞力、測量誤差大等缺點(diǎn)，據(jù)此滾珠自動(dòng)分揀裝置應(yīng)運(yùn)而生，此裝置可以代替高精度需求或大量單調(diào)往復(fù)的工作，它可以分揀物品、代替人的繁鎖勞動(dòng)。此裝置可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化分揀。</p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)通常由輸送裝置、測量裝置、分揀

14、裝置、控制裝置構(gòu)成。 控制裝置的作用是接收和處理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求進(jìn)行自動(dòng)分類。這些分揀需求可以通過不同的途徑，例如通過檢測、鍵盤輸入、重量、條形碼掃描、高度檢測及形狀識(shí)別等途徑，輸入到分揀控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)根據(jù)這些分揀信號(hào)，來判定該商品該進(jìn)入哪一個(gè)分揀道口。本設(shè)計(jì)根據(jù)檢測裝置對(duì)滾珠直徑的測量，從而進(jìn)行實(shí)現(xiàn)滾珠的分類。</p><p>　　本設(shè)計(jì)用PLC對(duì)物料分揀進(jìn)行控制，并使用必要的精密傳

15、感器，使其能夠?qū)ξ锪习搭A(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行分揀。PLC控制其實(shí)是預(yù)先設(shè)定好程序然后對(duì)物料進(jìn)行分揀的自動(dòng)化裝置，該設(shè)計(jì)代替了人工單調(diào)持久的作業(yè)。本設(shè)計(jì)主要完成分揀系統(tǒng)的硬件選型與軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　　1．1 系統(tǒng)研究的意義</p><p>　　自動(dòng)分揀系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在制造業(yè)中，主要用在電器制造、機(jī)械制造、汽車制造、塑料加工、金屬加工等工業(yè)。其優(yōu)越性如下：</p>

16、<p>　　1．能大批量、連續(xù)地分揀貨物  在大的生產(chǎn)流水線自動(dòng)作業(yè)中，自動(dòng)分揀系統(tǒng)可以不受天氣、時(shí)間、人的體力等限制，連續(xù)運(yùn)行。自動(dòng)分揀系統(tǒng)不僅能夠單位時(shí)間分揀件數(shù)多，而且可以長時(shí)間分揀，而人工分揀不僅單位時(shí)間工作量小，而且由于人體力的限制，員工不可長時(shí)間工作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于自動(dòng)分揀。</p><p>　　2.分揀誤差率極低  由于自動(dòng)分揀系統(tǒng)使用高精度傳感器測量，

17、所以測量誤差值極小，大大地保障了測量的精度要求。</p><p>　　3．實(shí)現(xiàn)分揀無人化操作 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的使用減少了人員的使用，減輕員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高人員的使用效率。自動(dòng)分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于控制分揀系統(tǒng)的運(yùn)行，分揀線尾端由人工將分揀出來的物料進(jìn)行打包、儲(chǔ)存，自動(dòng)分揀系統(tǒng)的經(jīng)營、管理與維護(hù)也由員工進(jìn)行。</p><p>　　1．2系統(tǒng)主要研究的內(nèi)容 </p>&

18、lt;p>　　本課題主要研究物料分揀系統(tǒng)以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：</p><p>　　1．滾珠自動(dòng)分揀裝置執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 </p><p>　　該執(zhí)行系統(tǒng)由傳動(dòng)部件與機(jī)械構(gòu)件組成，主要包括落料斗、氣缸、測微器、擋板、電磁翻板等，在選擇這些構(gòu)件時(shí)本著結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)的原則。</p><p>　　2．滾珠分揀裝置驅(qū)動(dòng)和傳感系統(tǒng)的分析與選擇 </p&

19、gt;<p>　　驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是提供執(zhí)行系統(tǒng)各部分動(dòng)力的裝置，主要包括電磁閥，電磁閥驅(qū)動(dòng)器，本設(shè)計(jì)選擇電氣驅(qū)動(dòng)的方式。</p><p>　　傳感系統(tǒng)是檢測系統(tǒng)中動(dòng)作知否到位的裝置，包括光電傳感器，位置傳感器。</p><p>　　3．滾珠分揀裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　控制系統(tǒng)是分揀裝置的指揮系統(tǒng)，它控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，讓執(zhí)行系統(tǒng)按規(guī)定的要求和時(shí)序進(jìn)

20、行動(dòng)作。本系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，主要包括對(duì)PLC的型號(hào)選擇、I/O口的選擇、I/O接線、程序流程圖繪制等。 </p><p>　　1.3 系統(tǒng)控制要求</p><p>　　1.3.1 滾珠直徑分揀系統(tǒng)控制系統(tǒng)示意圖</p><p>　　滾珠直徑分揀系統(tǒng)示意圖如下圖所示。系統(tǒng)由1個(gè)推料氣缸、1個(gè)落料管、1個(gè)電感測微器、1個(gè)限位擋板7個(gè)

21、料斗及料斗電磁翻板組成。在落料管的底部裝有缺料傳感器B0，有料時(shí)為0，無料時(shí)為1；推料氣缸為雙向作用氣缸，由電控閥Ta和Tb控制，當(dāng)Ta得電時(shí)，氣缸縮回，Tb得電時(shí)氣缸伸出；在氣缸的兩端各自裝了1個(gè)位置傳感器（常開），氣缸縮回到位時(shí)B8-1為動(dòng)作，氣缸伸出到位時(shí)B8-2動(dòng)作；測量機(jī)構(gòu)的鎢鋼測頭，通過彈簧的作用，可以自然接觸被測滾珠，不需要驅(qū)動(dòng)裝置，測量機(jī)構(gòu)可根據(jù)滾珠直徑誤差大小輸出-10～+10V的電壓信號(hào)；限位擋板裝有位置傳感器B9（

22、常開），擋板伸出到位時(shí)B9動(dòng)作，縮回到位時(shí)B9復(fù)位；在7個(gè)料斗入口處均裝有1個(gè)光電傳感器(B1～B7，常開)及1個(gè) (Y1～Y7)，每落下一個(gè)滾珠，光電傳感器就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)以便對(duì)落下的滾珠進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>　　滾珠直徑分揀系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)控制說明</p><p>　　初始狀態(tài)：各料斗的電磁翻板均處于關(guān)閉位置、氣缸推桿（Y

23、8）及限位擋板(Y9)處于伸出位置。</p><p>　　在初始狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)首先檢查落料管中有無滾珠，如果沒有滾珠則發(fā)出報(bào)警（按消警按鈕可消除警報(bào)），補(bǔ)充滾珠后需再次按下啟動(dòng)按鈕；如果有滾珠，則推料氣缸縮回，被測滾珠由落料管落下，然后推料氣缸伸出將滾珠推到鎢鋼測頭的下方，也就是限位擋板的位置，然后鎢鋼測頭開始測試滾珠直徑的誤差，并將測量值經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換送到可編程控制器（PLC）的模擬量輸入模塊。<

24、;/p><p>　　經(jīng)可編程控制器（PLC）處理后，根據(jù)誤差大小來決定具體打開哪一個(gè)翻板（Y1～Y7），再由電磁機(jī)構(gòu)將限位擋板抽離，滾珠在推料氣缸的作用下落入對(duì)應(yīng)料斗并計(jì)數(shù)，如果料斗計(jì)數(shù)滿則發(fā)出報(bào)警信號(hào)（按消警按鈕可消除警報(bào)），更換料斗后可再按啟動(dòng)按鈕繼續(xù)進(jìn)行滾珠測量；如果料斗計(jì)數(shù)器未滿，則直接進(jìn)入下一個(gè)滾珠的測量，并如此循環(huán)。</p><p>　　按停止按鈕系統(tǒng)停機(jī)并復(fù)位：限位擋板伸出、推料

25、氣缸伸出、各電磁翻板關(guān)閉。</p><p>　　1.4 系統(tǒng)任務(wù)分析</p><p>　　把測量機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生測量誤差值送到可編程控制器（PLC）進(jìn)行處理,通過PLC轉(zhuǎn)換執(zhí)行下面的動(dòng)作。</p><p>　?、偃绻`差值<15，則將滾珠送入料斗1；</p><p>　　②如果誤差值≥15且<30，則將滾珠送入料斗2；</p>

26、;<p>　?、廴绻`差值≥30且<45，則將滾珠送入料斗3；</p><p>　?、苋绻`差值≥45且≤55，則將滾珠送入料斗4；</p><p>　?、萑绻`差值>55且≤70，則將滾珠送入料斗5；</p><p>　　⑥如果誤差值>70且≤85，則將滾珠送入料斗6；</p><p>　?、呷绻`差值>

27、;85，則將滾珠送入料斗7。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　2．1 PLC 的選型</p><p>　　2.1.1 PLC的基本概念</p><p>　　PLC全稱為 Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用

28、一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分,如今的PLC不僅在邏輯控制工業(yè)領(lǐng)域有很好的應(yīng)用，在過程控制和運(yùn)動(dòng)控制工業(yè)領(lǐng)域也起著重要的作用。本文采用西門子S7-300 PLC。</p><p>　　2.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　可編程控

29、制器主要由中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾組成。中央處理器是PLC控制器的控制中樞，它能夠接受程序和數(shù)據(jù)，并且能夠檢查程序中的錯(cuò)誤，以及檢查與它所連接硬件的狀態(tài)。PLC存儲(chǔ)器有兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，分別為系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件存儲(chǔ)。編程器主要用于程序的輸入、修改和監(jiān)視。PLC硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示。</p><p>　　PLC的硬件結(jié)構(gòu)示意圖</p>&l

30、t;p>　　2.1.3 系統(tǒng)中所用的PLC---S7-300的特點(diǎn)</p><p><b>　　（1）.概述</b></p><p>　　S7-300是德國西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器(PLC)系列產(chǎn)品之一。其模塊化結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及性價(jià)比高、電磁兼容性強(qiáng)、抗震動(dòng)沖擊性能好，使其在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域中，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。</

31、p><p>　　(2). S7-300系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　a. 能耗低，體積小，重量輕，。體積小容易裝入機(jī)械內(nèi)部，為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化提供了有效路徑。</p><p>　　b. 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。高可靠性是電氣控制設(shè)備的主要性能。PLC內(nèi)部電路采用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)及時(shí)

32、發(fā)出警報(bào)信號(hào)。應(yīng)用者也自行可以寫入外圍設(shè)備的故障自診斷程序，使除PLC以外的電路及設(shè)備也具有故障自診斷保護(hù)功能。</p><p>　　c. 易學(xué)易用，廣受工程技術(shù)人員歡迎。它接口簡單，編程語言很容易被工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以輕巧地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。</p><p>　　d.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，

33、維護(hù)方便，易改造 。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，減少了控制設(shè)備外部的接線，縮短控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期，同時(shí)維護(hù)也很方便。尤為重要的是，這一特點(diǎn)可以使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序就改變生產(chǎn)過程成為可能，這點(diǎn)對(duì)于批量生產(chǎn)的企業(yè)有巨大的幫助，極大地提高了企業(yè)的效益。</p><p>　　e.PLC通信能力的加強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的快速發(fā)展，使PLC構(gòu)成各種控制系統(tǒng)變得輕而易舉。 </p><p>　　f

34、.規(guī)模齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC有大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可根據(jù)工業(yè)規(guī)模選擇合適的PLC規(guī)模。除了邏輯處理功能以外， PLC大多具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。</p><p>　　2.1.4西門子可編程控制器模塊連接</p><p>　　S7-300采用緊湊的，無槽位限制的模塊結(jié)構(gòu)，其模塊主要有電源模塊（PS）、CPU模塊、信號(hào)模塊（SM）、功能模塊（FM）、

35、接口模塊（IM）、通信處理器（CP）。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)模塊式結(jié)構(gòu)化可編程控制器（PLC） ：各種模塊相互獨(dú)立，并安裝在固定的機(jī)架（導(dǎo)軌）上，構(gòu)成一個(gè)完整的可編程控制器（PLC）應(yīng)用系統(tǒng)。如：西門子S7-300、S7-400系列。</p><p>　　S7-300用背板總線將除電源之外的各個(gè)模塊連接起來。背板總線繼承在模塊上，模塊U形總線連接器連接，每個(gè)模塊都有一個(gè)總線連接器，后者

36、插在各模塊的背后，如圖所示。</p><p>　　S7-300模塊連接圖</p><p>　　2.1.5 S7-300系列可編程控制器（PLC）的工作過程</p><p>　　可編程控制器（PLC）工作流程圖，如下圖所示。</p><p>　　可編程控制器（PLC）工作流程圖</p><p>　　2.1.6 PLC的I

37、/O信號(hào)表 </p><p>　　2.1.6.1 PLC輸入端信號(hào)表</p><p>　　2.6.1.2PLC輸出端信號(hào)表</p><p>　　2.1.6.3 PLC的I/O接線圖</p><p>　?。╝）圖滾柱直徑分揀系統(tǒng)端子接線圖</p><p>　　SM321 SM3

38、31</p><p><b>　　至</b></p><p>　　(b)圖滾柱直徑分揀系統(tǒng)端子接線圖</p><p>　　2.2 電磁閥的選型</p><p>　　2.2.1 電磁閥的概述</p><p>　　電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來控制流

39、體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。</p><p>　　2.2.2本設(shè)計(jì)中的電磁閥--先導(dǎo)式電磁閥</p><p>　　2.2.2.

40、1.先導(dǎo)式電磁閥工作原理</p><p>　　先導(dǎo)式電磁閥，通電時(shí)，依靠電磁力提起閥桿，導(dǎo)閥口打開，此時(shí)電磁閥上腔通過先導(dǎo)孔卸壓，在主閥芯周圍形成上低下高的壓差，在壓力差的作用下，流體壓力推動(dòng)主閥芯向上移動(dòng)將主閥口打開；斷電時(shí)，在彈簧力和主閥芯重力的作用下，閥桿復(fù)位，電磁閥上腔壓力升高，流體壓力推動(dòng)主閥芯向下移動(dòng)，主閥口關(guān)閉。</p><p>　　2.2.2.2.先導(dǎo)式電磁閥特點(diǎn)及特性&l

41、t;/p><p>　　流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。</p><p>　　先導(dǎo)膜片式結(jié)構(gòu)，低功能。</p><p>　　保護(hù)型膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，壽命延長兩倍。</p><p>　　配管方式可以任意角度安裝，為增強(qiáng)壽命最好是水平管接線圈朝上。</p><p>　　線圈防護(hù)等級(jí)IP65。<

42、/p><p>　　適用介質(zhì)：液體、水、熱水、氣體、油、瓦斯等</p><p>　　2.2.2.3.先導(dǎo)式電磁閥參數(shù)如下圖所示。</p><p><b>　　電磁閥參數(shù)表</b></p><p>　　2.2.2.4.先導(dǎo)式電磁閥的實(shí)物及原理圖</p><p>　　2.2.2.5.電磁閥的作用</p

43、><p>　　在本系統(tǒng)中電磁閥的作用是推料氣缸的驅(qū)動(dòng)裝置。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)中的傳感器- -光電傳感器和位置傳感器</p><p>　　2.3.1.光電傳感器</p><p>　　在此系統(tǒng)中，光電傳感器安裝在料管尾部和料斗的對(duì)面，主要用于檢測料管尾部是否有料和用于料斗處的發(fā)出脈沖，使得PLC計(jì)數(shù)。</p><

44、p>　?。?）.光電傳感器的概述</p><p>　　光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。</p><p>　?。?）.光電傳感器的實(shí)物圖</p><p><b>　　VCC </b><

45、;/p><p>　?。?）.光電傳感器的電路原理圖</p><p>　　VCC VCC VCC VCC VCC VCC</p><p><b>　　U1</b></p><p><b>　　R3</b></p

46、><p>　　47K 8 U2A R7 10K 8</p><p>　　2 － 1 VH 6 － 7</p><p>　　R5 A B</p><p>　　＋

47、 ＋ </p><p>　　R1 R2 R4 30K 3 4 LM358P R8 5 4 LM358P</p><p>　　510 100K 82K 10K </p><p><b&g

48、t;　　R6 62K</b></p><p>　　2.3.2.位置傳感器</p><p>　　在該系統(tǒng)中，位置傳感器一是安裝在氣缸的兩端，用于檢測氣缸是否伸出、縮回到位。二是安裝在擋板處，用于檢測擋板是否伸出、縮回到位。</p><p>　?。?）.位置傳感器的概述</p><p>　　位置傳感器（position sensor）

49、，能感受被測物的位置并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。它能感受被測物的位置并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。</p><p>　?。?）.位置傳感器的實(shí)物圖</p><p><b>　　2.4電感測微器</b></p><p>　　2.4.1.電感測微器的概念</p><p>　　電感測微儀是一種能夠測量微小尺寸變化的精密測量儀

50、器，它由主體和測頭兩部分組成，配上相應(yīng)的測量裝置（例如測量臺(tái)架等），能夠完成各種精密測量。</p><p>　　2.4.2 電感測微器的實(shí)物圖</p><p>　　2.4.3.工作原理 電感測微儀的硬件電路主要包括電感式傳感器、正弦波振蕩器、放

51、大器、相敏檢波器及單片機(jī)系統(tǒng)。正弦波振蕩器為電感式傳感器和相敏檢波器提供了頻率和幅值穩(wěn)定的激勵(lì)電壓，正弦波振蕩器輸出的信號(hào)加到測量頭中由線圈和電位器組成的電感橋路上。工件的微小位移經(jīng)電感式傳感器的測頭帶動(dòng)兩線圈內(nèi)銜鐵移動(dòng)，使兩線圈內(nèi)的電感量發(fā)生相對(duì)的變化。當(dāng)銜鐵處于兩線圈的中間位置時(shí)，兩線圈的電感量相等，電橋平衡。當(dāng)測頭帶動(dòng)銜鐵上下移動(dòng)時(shí)，若上線圈的電感量增加，下線圈的電感量則減少；若上線圈的電感量減少，下線圈的電感量則增加。交流阻抗相

52、應(yīng)地變化，電橋失去平衡從而輸出了一個(gè)幅值與位移成正比，頻率與振蕩器頻率相同，相位與位移方向相對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)放大，由相敏檢波器鑒出極性，得到一個(gè)與銜鐵位移相對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入到單片機(jī)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理進(jìn)行顯示、傳輸、超差報(bào)警、統(tǒng)計(jì)分析 等 </p><p>　　2.5 電磁閥驅(qū)動(dòng)器</p><p>　　2.5.1.此系統(tǒng)采用單通道電磁閥驅(qū)動(dòng)器，此驅(qū)動(dòng)器采用開關(guān)量輸

53、出隔離式安全柵將安全區(qū)的電源通過開關(guān)控制或邏輯電平信號(hào)控制，來驅(qū)動(dòng)電磁閥。</p><p>　　●帶可插拔端子的單通道電磁閥驅(qū)動(dòng)器</p><p>　　●本安輸出回路EExia</p><p><b>　　●回路供電</b></p><p>　　●輸入和輸出回路之間電流隔離</p><p>　　2

54、.5.2.下圖為單通道電磁閥驅(qū)動(dòng)器實(shí)物圖</p><p>　　2.5.3.下圖為單通道電磁閥驅(qū)動(dòng)器技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　2.5.4.下圖為單通道電磁閥驅(qū)動(dòng)器接線圖</p><p>　　2.6系統(tǒng)中的計(jì)數(shù)模塊和比較模塊</p><p>　　2.6.1. 計(jì)數(shù)器</p><p>　　在該系統(tǒng)中計(jì)數(shù)器(COUNTE

55、RS)，它們不是實(shí)際存在的。它們是模擬的計(jì)數(shù)器，編程后可以用來對(duì)脈沖計(jì)數(shù)。</p><p>　　在S7-300PLC的CPU中保留一塊存儲(chǔ)區(qū)作為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)區(qū)。每個(gè)計(jì)數(shù)器占用一個(gè)16位的字和一個(gè)二進(jìn)制位。計(jì)數(shù)器字用來存放它的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)的狀態(tài)由它的位的狀態(tài)來決定。用計(jì)時(shí)器地址(C和計(jì)數(shù)器號(hào)組成，如C1)來存取當(dāng)前計(jì)數(shù)值和計(jì)數(shù)器位，不同的CPU支持32～256個(gè)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器字中的第0～11位表示計(jì)數(shù)

56、值BCD碼，計(jì)數(shù)范圍是0～999。當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到上限999時(shí)，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)值達(dá)到下限0時(shí)，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器進(jìn)行置數(shù)（設(shè)置初始值）操作時(shí)，累加器1低字中的內(nèi)容改裝入計(jì)數(shù)器字。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，將以此為初值增加或減小。計(jì)數(shù)器字的計(jì)數(shù)值為二進(jìn)制格式時(shí)，計(jì)數(shù)值只占用計(jì)數(shù)器字的0～9。</p><p>　　在該系統(tǒng)中靠光電傳感器發(fā)出脈沖，從而PLC能夠計(jì)數(shù)。</p><p>　　2.6.2. 比較器&

57、lt;/p><p>　　比較指令用于比較累加器2與累加器1中的數(shù)據(jù)大小。比較時(shí)，應(yīng)確保兩個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同，數(shù)據(jù)類型可以是整數(shù)、雙整數(shù)或?qū)崝?shù)。若比較的結(jié)果為真，則RLO為1，否則為0。比較指令影響狀態(tài)字位CC1和CC0。</p><p>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3．1 PLC程序設(shè)計(jì)基本步驟</p><p>　　3.1.1

58、.根據(jù)控制要求，確定控制的操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單步等），應(yīng)完成的動(dòng)作（動(dòng)作的順序和動(dòng)作條件），以及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖</p><p>　　3.2.2.根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場的需要，把所有的按鈕、限位開關(guān)、接觸器、指示燈等配置按照輸入、輸出分類；每一類型設(shè)備按順序分配輸入/輸出地址，列出PLC的I/O地址分配表。每一個(gè)輸入信號(hào)占用一個(gè)輸入地址，每一個(gè)輸出地址驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部負(fù)載。</p><p>

59、;　　3.1.3.對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)先繪制出控制流程圖，參照流程圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)?？梢杂锰菪螆D語言，也可以用助記符語言。  </p><p>　　3.2 PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法</p><p>　　在工程中，對(duì)PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)有多種方法，方法的使用因人而異。下面介紹一下幾種人們常用的方法：。</p><p><b>　　邏輯

60、設(shè)計(jì)法 </b></p><p>　　在工業(yè)電氣控制線路中，很多電氣控制電路是通過繼電器等電氣組件來實(shí)現(xiàn)的。而繼電器、交流接觸器的觸點(diǎn)只有斷開和閉合兩種狀態(tài)，通常我們用“0”和“1”兩種邏輯值來代表這兩種狀態(tài)。因此用邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)電氣控制線路是完全可以的。該方法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)法進(jìn)行PLC程序的設(shè)計(jì)，它使用邏輯表達(dá)式描述問題。在得出邏輯表達(dá)式后，根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出梯形圖。</p&g

61、t;<p>　　邏輯設(shè)計(jì)法是PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中最常用的方法。</p><p><b>　　(2)順序控制</b></p><p>　　順序控制是根據(jù)生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作。</p><p>　　對(duì)于按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，使

62、用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程是最好的選擇。順序控制法規(guī)律性相當(dāng)強(qiáng)，編程內(nèi)容雖然長了點(diǎn)，但程序結(jié)構(gòu)相當(dāng)清晰。</p><p>　　在用順序控制設(shè)計(jì)法編程時(shí)，使用功能圖是必要的選擇。功能圖可以清晰明了地表明系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉(zhuǎn)換順序及其轉(zhuǎn)換條件。 功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動(dòng)作組成。使用功能圖有一下幾個(gè)注意事項(xiàng)，具體如下：</p><p>　?、俨脚c步之間要用轉(zhuǎn)移隔開；<

63、/p><p>　?、谵D(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開；</p><p>　?、坜D(zhuǎn)移和步之間使用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。不按正常情況畫順序功能圖時(shí)，有向線段必須加上箭頭，表明下一步。</p><p>　?、芤粋€(gè)順序功能圖中至少有一個(gè)起始步。</p><p><b>　　(3)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法</b>&l

64、t;/p><p>　　在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇和組合。這種方法對(duì)于一些簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較奏效的，可以收到快速、簡單的效果。</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的具體步驟如下：</p><p>　?、俅_定輸入/輸出電器；</p><p>　?、诖_定輸入和輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)、選擇PLC

65、機(jī)型、進(jìn)行I/O分配；</p><p>　?、郛嫵鱿到y(tǒng)動(dòng)作工程流程圖；</p><p>　?、苓x擇PLC指令并編寫程序； </p><p>　　⑤編寫其它控制控制要求的程序；</p><p>　　⑥將各個(gè)環(huán)節(jié)編寫的程序合理地聯(lián)系起來，得到一個(gè)滿足控制要求的程序。</p><p>　　3.3系統(tǒng)的程序流程圖</p&

66、gt;<p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　本文主要針對(duì)滾珠直徑分揀系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，簡述了滾珠直徑分揀系統(tǒng)的工作原理，實(shí)現(xiàn)了PLC對(duì)直徑分揀系統(tǒng)的控制，減輕工員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高人員的使用效率，因此自動(dòng)分揀系統(tǒng)能最大限度地減少人員的使用，基本做到無人化。</p><p>　　取得的主要成果如下： </p>&l

67、t;p>　　1、設(shè)計(jì)的供料系統(tǒng)把待加工的滾珠從落料管中分離出來，按照控制要求，定量、定時(shí)、定向地送到加工位置，為下一步的測量做好準(zhǔn)備工作。</p><p>　　2、運(yùn)用傳感器技術(shù)和PLC模擬量輸入功能，對(duì)滾珠的直徑進(jìn)行篩選，通過電感傳感器將直徑誤差轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入PLC模擬量輸入模塊進(jìn)行處理，判斷誤差范圍，從而為分料系統(tǒng)做好準(zhǔn)備。</p><p>　　3、利用PLC控制電磁閥、限位擋

68、板及電磁翻版完成滾珠的推送、限位、打開電磁翻板推送至料斗。</p><p>　　4、使用PLC的計(jì)數(shù)功能，對(duì)篩選后落入料斗的滾珠數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過聲光報(bào)警器及時(shí)將料斗內(nèi)是否缺料或者料滿的信號(hào)輸入PLC進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了滾珠直徑檢測分選過程的自動(dòng)化。</p><p><b>　　第五章 致謝</b></p><p>　　一年的實(shí)習(xí)生活即將結(jié)束

69、了，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾個(gè)月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于基本完成了，其中過程是曲折的。在離開學(xué)校走向社會(huì)前，我單純的覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)兩年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面、太局限了。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)大學(xué)里所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，也是對(duì)自己能力的一種提高。其中包括個(gè)人語言組織能力，邏輯組織能力，耐心的培養(yǎng)等。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自

70、己要學(xué)習(xí)的東西還太多，不僅包括專業(yè)知識(shí)，還包括非專業(yè)知識(shí)，另外還有思維、組織等方面的東西都要學(xué)習(xí)。只有在技能上與修養(yǎng)技能上同時(shí)提高自己才是真正的提高自己。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了做任何事情最重要的就是態(tài)度和心態(tài)。。首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解

71、決問題?？傊?，真是萬事開頭難，不知道如何入手。但當(dāng)你真正的動(dòng)起手來，投入進(jìn)去時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多你不曾遇到的收獲。最終做完后有種如釋重負(fù)的感覺，更重要的是有種自我很充實(shí)的感覺，感覺自己學(xué)到了很多東西。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。</p><p>　　在此要感謝我的指導(dǎo)老師趙繼永教授對(duì)我的悉心指

72、導(dǎo)，感謝趙繼永教授給我的幫，感謝趙繼永教授提出的寶貴指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，和向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但和收獲比起來，這些都不算什么。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了許多專業(yè)的東西，以及如何組織的能力，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我充分感受到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅與充實(shí)。雖然這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)做

73、的不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 胡建.西門子S7300/400 PLC工程應(yīng)用[M] .航空航天大學(xué)出版社，2008.</p><p>　　[2] 陳義鋒.PLC的應(yīng)用及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].湖南農(nóng)機(jī)，2010

74、，37(2) . </p><p>　　[3] 顧桂梅，王永順，王慶賢.電氣控制與PLC應(yīng)用項(xiàng)目教程[M] .北京：機(jī)械工程出版社，2011.</p><p>　　[4] 周慶貴，張毅莉.軸承滾針分選機(jī)的PLC控制[J].電氣應(yīng)用：2003,4(2) .</p><p>　　[5] 梁森，王侃，黃杭美.自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)(第三版) [M] .機(jī)械工業(yè)出版社，2

75、007</p><p>　　[6] 高莉萍，劉達(dá)德.機(jī)床滾動(dòng)軸承檢測方法的探討[J].計(jì)量與測試技術(shù).1998. </p><p>　　[7] 潘浩華．基于PLC的過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].硅谷 , Silicon Valley, ，2012年14期：61－62．</p><p>　　[8]楊黎明等，機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)[M] 國防工業(yè)出版社199

76、6-05</p><p>　　[9]周繼明等，傳感技術(shù)與應(yīng)用[M] 中南大學(xué)出版1995-06</p><p>　　[10]許福玲，液壓與氣壓傳動(dòng)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社2011-01</p><p>　　[11]秦益瀮，西門子S7-300PLC應(yīng)用技術(shù)[M] 電子工業(yè)出版社2013-12</p><p>　　[12]周