基于plc的分捡机构控制系统设计说明书

基于plc的分捡机构控制系统设计说明书内容摘要：

阀这是正在工作，尚需加溢流阀的最小溢流量 2— 3L/min。 KL— 系统泄露系数，一般取 KL=— ，取 KL= 唐 山 学 院 毕 业 设 计 10 Σ q=π /4(D2d2)V 退 计算得： Σ q=24L/min qp=3)选择液压泵的规格。 根据以上的 PP 和液压泵的最大流量查阅相关手册，现用 YBX16 限压式变量叶片泵，该泵的基本参数为：每转排量 q0=16ml/r 泵的额定压力 Pn=,电动机转速 nH=1450r/min,容积效率 η v=,总效率 η=。 4）与液压泵匹配的电机的选择。 首先算出机械手动作时的最大功率，并以此作为电机选择的依据。 最大功率P为： P=PPqp/η = 查阅 电动机产品样本，选用 Y90S4 型电动机 ，其额定功率为 ，额定转速为 1400r/min。 （ 3） 液压阀的选择 本液压系统采用 GE 系列的阀或力士乐系统的阀（见 下表 21） 序号 元件名称 元件型号 通过流量 (L/min) 1 单向节流阀 LAF10DB1 2 二位四通换向阀 24DF3BE10BB 3 液控单向阀 AF3EA10B 4 溢流阀 YF310L 63 5 三位四通电磁阀 4WE6E50/OAG24 20 唐 山 学 院 毕 业 设 计 11 表 21 （ 4）确定管道尺寸 油管内径尺寸一般参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按照管路允许流速进行计算。 本系统压油管的允许流速取 v=4m/s 则内径 d 为 : d=vq 计算得 d= 现在取油管的内径 d 为 12mm，吸油管同样可按上式计算（取 v=） 现参照 YBX16变量泵吸油口连接尺寸，取吸油管内径为 25mm. (5)液压油箱容积的确定 本系统为低压液压系统，液压油箱有效容量按泵的流量的 24倍来确定参照表（ 41）现选用容量为 100L的油箱 6 压力表开关 KH6 唐 山 学 院 毕 业 设 计 12 3. 分拣控制系统硬件的设计 硬件选型 硬件是系统组成的重要部分，它是系统的动力和执行机构。 硬件系统包括按钮、熔断器、电源引入开关、热继电器、接触器、电动机、传感器、气缸、电磁阀、可编程序控制器 PLC 等。 熔断器的选择 熔断器是一种最简单，最可靠的电路保护器件，用于电路及用电设备的短路或过载保护，有高压熔断器和低压熔断器之分 ,在机电设备控制中一般采用低压熔断器。 选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。 额定电压是根据保护电路的电 压来选择的。 熔体电流的选择 是 熔断器选择的核心。 FU1 是输送带电动机进行保护作用的熔断器。 FU2 是气泵电动机进行保护作用的熔断器。 对于没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于线路工作电流 . 对于一台异步电动机，熔体可按下列关系选择： IR=(～ )Ied 式中 IR 为熔断器的额定电流 Ied 为电动机的额定电流 Iat 为异步电动机起动电流 FU1 是对 M1电动机进行保护的熔断器。 熔体电流为： IR ≥ 23A*= 故 NGT00 额定电压 380V， 额定电流 63A. FU2 是对 M1电动机进行保护的熔断器。 熔体电流为： IR ≥ *= 故 RL115 小等级熔体电流 2A. FU3 是对控制线路进行保护的熔断器。 选用 RL115 小等级熔体电流 2A. 电源引入开关 Q 的选择 电源引入开关 Q主要作为电源隔离开关用，并不用它来直接起停电动机，可唐 山 学 院 毕 业 设 计 13 按电动机的额定电流来选。 显然应该根据两台电动机来选。 中小型工作系统常用组合开关，选用 HZ1025/3 型，额定电流为 25A，三极组合开关。 行程开关的选择 机床上有 很多 这样的行程开关，用它控制工件运动或自动进刀的行程，避免发生碰撞事故。 有时利用行程开关使被控物体在规定的两个位置之间自动换向，从而得到不断的往复运动。 比如自动运料的小车到达终点碰着行程开关，接通了翻车机构，就把车里的物料翻倒出来，并且退回到起点。 到达起点之后又碰着起点的行程 开关，把装料机构的电路接通，开始自动装车。 总是这样下去，就成了一套自动生产线，用不着人管，日以继夜地工作，节省了人的体力劳动。 常用的行程开关有 LX19 等系列 . 各系列行程开关的基本结构相同 ,区别在于行程开关的传动装置和动作速度不同 . 其型号各部分的含义为 行程开关（限位开关）的工作原理及符号表示行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。 在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的接触点动作，实现电路的切换。 因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理于按钮类似。 行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终 端限位保护。 唐 山 学 院 毕 业 设 计 14 图 行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。 (1）直动式行程开关的动作原理与按钮开关相同，但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度，不宜用于速度低于。 （ 2）滚轮式行程开关，当被空机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，带动凸轮转动，顶下推杆，使微动开关中的触点迅速动作。 当运动机械返回时，在复位弹簧的作用下，各部分动作部件复位。 （ 3）微动开关式行程开关常用的由 LXW11. 综合上述的考虑 ，本系统采用 滚轮式行程开关 LX19111 系列。 热继电器的选择 热继电器用于电动机的过载保护。 热继电器的选择主要使根 据电动机的额定电流来确定其型号与规格。 热继电器元件的额定电流应接近或略大于电动机的额定电流。 热继电器的整定电流值是指热元件通过的电流超过此值的 20%时，热继电器应当在 20 分钟内动作。 选用时整定电流应与电动机额定电流一致。 如遇到下列情况，选择的热继电器元件的整定电流要比电动机额定电流高一些，以便来进行保护： 电动机负载惯性转矩非常大，起动时间长；电动机所带动的设备，不允许任意停电； 电动机拖动的为冲击性负载。 主电机 M1 额定电流 ， KR1 应选用 JR40 型热继电器，热元件电流为25A，整定电流调节范围 为 1625A，工作时将额定电流调整为。 同理， KR2应选用 JR10 型热继电器，整定电流调节范围是。 整定在。 接触器的选用 接触器 （ KM KM4） 用于带有负载主电路的自动接通或切断。 分直流、交流两类，本系统中使用的是交流接触器。 选择接触器主要考虑以下技术数据： （ 1） 电源种类：交流或直流； （ 2） 主触点额定电压、额定电流； （ 3） 辅助触点种类、数量及触点额定电流； 唐 山 学 院 毕 业 设 计 15 （ 4） 电磁线圈的电源种类，频率和额定电压； （ 5） 额定操作频率（次 /h），即允许的每小时接通的最多次数。 接触器线圈电压 一般从安全考虑，可选低一些，但当控制线路简单，所用电器不多，为了节省变压器，可选 380V、 220V， KM1， KM2， KM3选用电压为 220V的接触器线圈。 传感器的选型 电感式传感器 电感 式 传感器 主要用于 测量微位移，凡是能转换成位移量变化的参数，如压力、力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位等都可以用 电感 式传感器来进行测量。 应用 induNCDT 系列位移 传感器。 图 传感器 上 图 是 induNCDT 系 列位移 传感器 的外形图，它主要用于位移，振动，转速测量。 传感器的 前置放大器 被集成安装在传感器壳体里，其输出信号与测量位移成正比。 在传感器测量量程内线性精度优于 177。 2%。 下 表是 induNCDT 系列位移传感器的主要技术参数。 表 传感器 的主要技术参数 型号 项目 IWS4MCA3U IWS3ACA3U 铁磁材料 铝 测量原理 电感 测量范围 ～ ～ 起始间距 被测体直径（最小） 18mm 线性度 ≦177。 2% 静态分辨率 1μ m 极限 频率 1KHz 工作温度 0～ +85℃ 唐 山 学 院 毕 业 设 计 16 温度稳定性 ≦ % 供 电 +12～ +24V/7mA 负 载 最 大 5KΩ 保护等级 IP65 传感器 电缆长 3 米 电动机的选型 电动输送带是由交流步进电机驱动的皮带式输送装置， 输送带的运行速度 一般为 23m/s。 所选的电动机： M1 三相异步交流电机 Y160M4,规格 11KW， 380V 1460r/min,数量 1个。 (l)3 相 380V 电压，起动推力 300N，极距 ，单边式。 (2)非磁性结构埋 入 输送带内。 非磁性结构为相距一定间距的铜网结构，端环为铜绞线，沿输送带纵向安置，导条用扁铜线组成，沿输送带宽度方向安置，此种结构即可顺利通过滚筒，也能弯曲成槽。 (3)初级置于开口箱体内，表面涂刷一层环氧树脂薄层。 光电开关 用于物流装置的通用光电开关 、 标准偏光镜片反射型 、 密封性为 IP67 的一体成形结构 、 长距离检测。 具体要求及其各值的允许范围 ： 检测方式 :对照型 型号 :CR500/CR500P 电源电压 :1224V177。 10 ％波动 消耗电流 :55mA 以下投光器 30mA，受光器 25mA 检测距离 :5m 检测体 :不透明体 φ9mm 以上 指向角 :2～ 20176。 动作状态 :通过动作状态切换线设定动作状态切换线开路或 OV 接线；亮 ON动 作 /VCC 接线； 按 ON动作 开关电流： 100mA 以下 (阻性负载 )，输入耐电压： 30V 响应输出 :动作、复位 1ms以下 指示灯 :除对照型投光器外：输出 ON显示橙色灯 亮，稳定入光指示绿色灯亮。 对照型投光器：电源显示橙色灯亮 /基本型只有红色动作灯 唐 山 学 院 毕 业 设 计 17 使用环境照度 (受光面照度 ):L 白炽灯： 5， 000LX 以下，太阳光： 20200LX以下 使用温度范围 :20～ +70 摄氏度 、 无结冰、结露 使用湿度范围 :3585%RH 绝缘电阻 :20MΩ 以上 (DC500V 兆欧表测定 ) 耐电压 :AC1,000V50/60HZ 1 分钟导电部整体与外壳之间 电路保护 :电源反相连接保护、电源短路保护，电源接通时防止误动作电路(约 50ms) 可编程控制器 PLC 的选型及控制系统的地址分配 的构成 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本与微型计算机相同。 从结构上分， PLC 分为固定式和组合式 (模块式 )2 种。 固定式 PLC 包括 CPU板、 I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式 PLC 包括 CPU 模块、 I/O 模块、存储器、电源模块、底板或机架等，这些模块根据功能需求按照一定规则组合配置成一个 PLC 控制系统。 1） CPU 中央处理单元 (CPU)是 PLC 的控制中枢，每套 PLC 至少有 1 个 CPU，它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键 入 的用户程 序和数据。 检查电源、存储器、 I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 CPU 主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成， CPU 模块还包括外围芯片、总线接口及有关电路。 内存主要用于存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成单元。 CPU 的控制器控制 CPU工作，它读取指令、解释指令及执行指令，但工作周期 由震荡信号控制。 运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。 寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 CPU速度和内存容量是 PLC 的重 要参数，它们决定着 PLC 的工作速度， I/0数量及软件容量等。 2） I/0 模块 PLC 与电气回路的接口，是通过 输入 输出部分 (I/O)完成的。 I/0模块集成了PLC 的 I/O 电路，其 输入 暂存器反映 输入 信号状态，输出点反映输出锁存器状态。 I/O 分为开关量 输入 (DI)，开关量输出 (DO)，模拟量 输入 (AI)，模拟量输出 (AO)等模块。 常用的 I/0分类如下 : 唐 山。