大小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试
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大小球分拣机械手plc课程设计
大小球分拣机械手plc课程设计一、引言在现代工业生产中，自动化技术已经成为了必不可少的一部分。
其中，PLC（可编程逻辑控制器）作为自动化控制系统中的核心控制设备，被广泛应用于各种机械设备和生产线中。
本文将以大小球分拣机械手为例，介绍PLC课程设计的具体实现过程。
二、问题描述大小球分拣机械手是一种常见的自动化分拣设备。
该设备可以对大小不同的球进行快速准确地分类。
但是，在使用过程中，由于各种原因（例如机械故障、电气故障等），可能会导致分拣错误或无法正常工作。
因此，需要设计一套PLC控制系统来保证该设备的正常运行。
三、PLC课程设计方案1. 设计目标本次PLC课程设计的主要目标是实现以下功能：（1）检测传感器信号；（2）通过程序控制机械手移动；（3）根据传感器信号判断球的大小；（4）将球分类到相应的出口。
2. 系统组成本次PLC课程设计所需组成如下：（1）大小球分拣机械手；（2）传感器；（3）PLC控制器；（4）电磁阀。
3. 系统设计（1）传感器信号检测在大小球分拣机械手中，需要使用传感器来检测球的大小。
这里我们可以选择光电传感器或者压力传感器。
当球经过传感器时，会产生相应的信号。
PLC通过读取传感器信号来判断球的大小。
（2）机械手控制机械手是本系统中最重要的部分之一。
在PLC课程设计中，我们需要通过程序控制机械手的运动轨迹和速度。
具体实现方法可以采用脉冲输出方式或者模拟输出方式。
（3）分类出口控制分类出口是将不同大小的球分别送往不同位置的关键部件。
在本系统中，我们需要通过电磁阀控制分类出口的开闭状态，实现将球分类到不同位置的目标。
四、程序设计本次PLC课程设计所需编写程序如下：（1）读取传感器信号；（2）根据信号判断球的大小；（3）根据判断结果控制机械手移动；（4）根据判断结果控制电磁阀开闭状态。
五、总结本文介绍了PLC课程设计的具体实现过程。
在大小球分拣机械手中，通过PLC控制系统的设计，可以实现自动化的球分类功能。
大、小球分类传送装置PLC控制系统
课题三 大、小球分类传送装置PLC 控制系统上限左限原点显示Y5SQ1X1MSQ3X3右限SQ4X4右限SQ5X5下限SQ2X2起动X0右移Y3左移Y4下降Y0上升Y2（吸大球时不动作吸小球时动作）小球大球图3.1 大、小球分类传送装置工作示意图一、实训目的通过实际控制系统的建立，训练应用PLC 技术解决实际控制问题的思想和方法。
二、实训器材(1)可编程控制器模块1台(FX2N-48MR)： (2) 实训控制台1个； (3) 电工常用工具1套；(4) 手持式编程器或计算机1台； (5) 连接导线若干。
三、实训要求（1）只有机械手在原点才能起动；（2）系统的动作顺序为下降、吸球、上升、右行、下降、释放、上升、左行；（3）机械手下降时，电磁铁压住大球，下限位开关是断开的，压住小球，下限位开关则接通：（4）有手动操作功能；其动作示意图如图3.1所示。
四、软件程序1. I/O分配X0：起动；Xl：左限位；X2：下限位；X3：上限位；X4：小球右限；X5：大球右限；X6：手动右移；X7：手动左移；XI0：手动上升；X11：手动下降；X12：手动吸球；X13：手动释放；X14：手动／自动转换开关；X15:停止。
Y0：下降；Y1：抓球；Y2：上升；Y3：右移；Y4：左移；Y5：原点显示。
2．程序设计方案根据系统的控制要求及PLC的I／O分配，其系统程序如图3.2所示。
图3.2 大、小球分类传送装置PLC控制系统顺控流程图五、系统接线图根据控制要求，其系统接线图如图3.3所示。
起动左限位下限位上限位小球右移大球右移手动右移手动左移手动上升手动下降手动吸球手动释放手动/自动转换开关停止图3.3 大、小球分类传送装置PLC控制系统外部接线图六、系统调试1. 输入程序，按图3.2所示的梯形图正确输入程序。
2．静态调试，按图3.3所示的系统接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示，否则，检查并修改程序，直至指示正确。
大小球分拣系统设计
目录前言 (4)1 课程设计的任务和要求 (5)1.1 课程设计的任务 (5)1.2 课程设计的基本要求 (3)2 总体设计 (4)2.1 PLC的选型 (4)2.2 I/O端口图 (5)3 PLC程序设计 (7)3.1 设计思想 (7)3.2 顺序功能图 (7)3.3 PLC梯形图 (12)4 程序调试说明 (18)5 结束语 (19)6 参考文献 (19)前言机械手的作用正越来越多的被人们所认识，其中一条，它能代替人们的辛勤劳动还能完成生产工艺的要求，机器它能自己独立并且完美的遵循一定的程序、时间、和位置来完成工件的传送。
因为，它能大大地改善工人的劳动环境，加快自动化和实现工业生产机械化的步伐。
因此，受到各单位的重视并加以研究，尤其在危险的，不能人工操作的环境里，应用的更为广泛。
在我国，最近发展的较快，并取得了一定的成果。
本课题开发大小球分拣系统，采用德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下，左右，抓取进行控制。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制其完成各种动作。
1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务1）大小球分拣系统设计2）分拣系统示意图和流程图如下图所示图1 大小球分拣系统示意图图2 大小球分拣系统流程图1.2 课程设计的基本要求1)完成分拣大小球系统的工作循环2)要求有四种工作方式：手动、回原点、单周期、连续3)连续时,循环5次结束,声光间断报警5秒4)按停止按钮,完成当前循环后停5按复位按钮，吸盘立即回原位2 总体设计2.1 PLC的选型因为在设计程序时总共用到了19个输入信号和7个输出信号，这样CPU的输入端子要多一些以满足要求，因此在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器CPU 226 AC/DC/继电器。
PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为此控制系统的主机。
选用CPU226的特点，其基本参数如下：本机数字输入：32路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85~264V输入电流仅CPU/最大负载：35/100 mA,AC 240V电压范围：DC20.4~28.8V电流限制：约1.5A2.2 I/O端口图图3 I/O端口图4 外部接线图3 PLC程序设计3.1 设计思想当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关开关闭合。
《可编程控制器》课程设计-大小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试
设计说明书《可编程控制器》课程设计全套设计加扣3012250582设计题目：大小球分拣机控制系统学院：机电工程学院学号：专业（方向）年级： 14级电气工程及其自动化学生姓名：福建农林大学电气工程系2017年 3月 1日目录目录 (2)1.引言 (3)1.1背景 (3)1.2目的 (3)2. 系统总体方案设计 (4)2.1系统配置及其原理 (4)2.1.1硬件配置 (4)2.1.2 PLC系统组成 (4)2.2 系统配置表 (4)3.控制系统程序设计 (5)3.1控制系统程序流程图 (5)3.2 程序 (6)4.控制系统上位机设计 (6)4.1人机界面的选择 (6)4.2 人机界面的设计 (7)4.3变量设置 (9)5.1系统调试和分析 (10)5.1 PLC程序调试及解决方案 (10)5.2 PLC与上位机的联调 (10)5.3结果分析 (11)结束语 (11)附录：程序梯形图 (11)+1.引言1.1背景机械臂自动分拣机构夫人积极作用正日益为人们所熟知，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的需求，遵循一定的程序、时间和位置来完成弓箭的筛选与传送。
因为它能大大的改善公认的劳动条件，加快实现工业生产机械化的自动化的步伐，因此，受到各先进单位的重视并投入大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用的更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定得成果，受到个工业部门的重视。
再生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣、本课程设计拟设计大小球分拣传送控制系统的PLC设计，采用德国西门子S7-200系列（cpu224xp），对机械臂的上下左右以及吸引球的控制，用于分拣大小球的机械装置。
我们可以利用编程技术，结合相对应的硬件装置，控制机械手晚会曾各种动作。
1.2目的学院这次安排我们进行为期两周的PLC课程设计，对我们是很有用的，这学期学习了可编程控制技术，此次课设就是对课本中的知识进行实践，比如继电器，接触器控制和可编程控制等重要章节更是练习紧密，让我们把课本知识很好的应用于实践中去，有助于总体市里的提高。
plc大小球分拣系统课程设计
学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿前言系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。
机械臂自动分拣机构的积极作用正日益为人们所认识，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的筛选与传送。
因为它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
关键词：大小球分拣控制系统；PLC；行程开关目录第1章设计内容 (3)1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 (3)1.2 大小球分拣传送机械控制系统功能分析 (4)第2章大小球分拣传送系统的硬件电路 (5)2.1按控制要求进行功能分析 (5)2.2确定I/O信号数量，选择P LC的类型 (6)2.3分拣大小球控制的I/O接线图 (6)2.4分拣大小球控制的电器元件配置表 (7)第3章大小球分拣传送系统的软件设计 (8)3.1分拣大小球控制的运行框图 (8)3.2分拣大小球控制程序的梯形图 (9)3.3分拣大小球控制程序的指令表 (11)第4章软件硬件调试 (14)心得体会 (14)参考文献 (15)第1章设计内容1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介学院此次安排我们进行了电气自动化的毕业设计，对我们系统总结学习知识是很有益处的。
基于PLC的大小球分拣系统设计
出端口上搭建一个 H 桥来实现控制电机的左转和右转。将原
理调试好的程序改写成有两个端口输出来控制电机的右转， 即现在采用的Y10、Y12控制电机右转。同样采用Y11、Y13控
制电机的左转。
控制小球移动的主要功能梯形图中，当下限位闭合的时 候，机械臂将会走小球分支，让置位线圈 S22 得电，电磁铁 开始吸小球，并且Y3的闭合，使到与组态连接的M103得电， 同时与组态进行实时的数据监控，时间继电器T1开始计时时 间为1S。对部分指令程序调试如下1.3所示。
2.设计内容
当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关开 关处于闭合的状态，原位指示灯此时闪亮。启动装置后，捡
球装置下行。如果电磁铁碰到大球时上限位动作，而下限位
开关不动作；如果电磁铁碰到小球时下限位开关动作。电磁 铁下降后电磁铁吸球，吸到球后上升，到上限位后机械臂右 移动。如果吸的是小球，则机械臂到小球位，电磁杆下降， 电磁铁失电释放小球到小球的箱子。如果吸取的是大球，则
机械臂到大球位，电磁杆下降，电磁铁失电释放大球到大球
的箱子。吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上
限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球
的右限位开关）后，再返回到原位。如果吸起的是大球，捡 球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后， 再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然 后返回到原位。 然而，在设计机械臂的时候，左限位、小球限位开关和 大球的限位开关的放置，影响到机械臂的移动是否能够触及
到限位开关。所以要对电机上的位置，选定好要设计的左限
位开关、小球限位开关、大球限位开关。并能按照给定的程 序，机械臂能够及时的碰及到限位开关，能够更好的控制好 大小球的分拣。
大小球分拣系统示意图如图1.1所示。
PLC控制大小球分拣传送机
PLC控制大小球分拣传送机1. 引言本文档介绍了如何使用PLC（可编程逻辑控制器）控制大小球分拣传送机。
传送机是工厂自动化生产线中常见的设备，它可以将待分拣的物体按照不同的尺寸分拣到不同的位置。
本文档详细描述了PLC控制大小球分拣传送机的硬件结构、PLC 程序设计以及运行原理。
2. 硬件结构大小球分拣传送机的硬件结构主要包括以下几个部分： - 传送带：用于将物体从起点传送到分拣区域。
- 传感器：用于检测物体的尺寸。
- 分拣装置：根据检测到的尺寸，将物体分拣到不同的位置。
- PLC：负责控制传送带、传感器和分拣装置的运行。
3. PLC程序设计PLC程序设计是控制大小球分拣传送机的关键。
下面是一个简单的PLC程序的框图示例：START|- 检测传感器状态|- 如果感知到小球|- 传送带升起|- 推动小球到小球分拣位置|- 如果感知到大球|- 传送带升起|- 推动大球到大球分拣位置|- 传送带下降END在PLC程序中，首先会检测传感器的状态。
当感知到小球时，传送带会升起，然后将小球推动到小球分拣位置。
当感知到大球时，传送带会升起，然后将大球推动到大球分拣位置。
最后，传送带会下降，准备接收下一个物体。
4. 运行原理当PLC接收到输入信号后，按照程序的逻辑顺序执行相应的输出操作。
在本例中，PLC会根据传感器的输出信号，控制传送带的升降和分拣装置的运动，以实现大小球的分拣。
传送带通过电机驱动，可以根据PLC的控制信号控制其升降。
传感器通过感知物体的尺寸来产生输出信号，然后将该信号传送给PLC。
分拣装置根据PLC的控制信号，将物体推送到相应的分拣位置。
5. 总结本文档介绍了使用PLC控制大小球分拣传送机的原理和方法。
通过合理的硬件结构设计和PLC程序编写，可以实现精确而高效的物体分拣。
可编程序控制器(PLC)及外围设备安装 电子教材-大小球分拣系统的安装与调试
任务六大小球分拣系统的安装与调试任务描述大小铁球分类控制系统的示意图如图6-1-1所示。
图6-1-1 大小铁球分类控制系统示意图（1）系统开机运行后，自动检测分拣杆是否处于原始位置（电磁铁失电、SQ1和SQ4压合）。
（2）分拣杆必须在原始位置时系统才能启动，启动后的工作流程如图6-1-2所示。
图6-1-2 系统工作流程图（3）磁铁下降碰球过程时间为2秒，大球还是小球由SQ5的状态判定（见图6-1-1）。
考虑到工作的可靠性，规定磁铁吸牢和释放铁球的时间为1秒。
（4）分捡竿的垂直运动和横向运动不能同时进行。
2. 通过分析任务，结合现场实物勘察，选定合理的自动化解决方案，完成控制系统结构设计。
3. 根据工艺要求绘制电气回路图及PLC 接线图，编制I/O 分配表。
4．能根据工艺流程及控制功能进行程序设计，并根据梯形图编写语句指令表。
5．进行设备接线并能完成PLC 程序的调试工作，且调试过程中能独立完成软件与硬件的修改。
学习情境一 控制系统的设计2． 能对具体项目任务中的被控对象、被控量、给定值、扰动值等概念有更加清晰的认识。
3． 能分析系统内的信号类型，统计控制点数，制作工艺点位统计表。
状态元件（S ）是步进顺控程序设计时必不可少的软元件，每一个状态元件代表顺控程序中的一个步序，用来完成顺序控制中的一个工步。
三菱FX2N 系列PLC 的状态元件按用途主要可分为初始状态、回零、通用、断电保持和故障诊断报警五类如表6-1-1所示。
表6-1-1 状态元件分类 状态元件（S ）具有自动复位的特点，即当程序执行到某一状态时，该状态元件的程序执行；若程序转移到下一个状态，则前一个状态自动复位，该状态的程序不再执行。
2. 步进（STL 、RET ）指令STL ：步进节点指令，用于步进节点驱动，并将母线移至步进节点之后。
RET ：步进返回指令，用于步进程序结束返回，将母线恢复原位。
三菱FX2N系列PLC的步进指令只有上述两条，但步进程序中连续状态的转移需用SET指令完成，因此SET指令在步进程序中也是必不可少的。
大小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试
大小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试专业：班级：姓名：学号：2020年06月目录摘要 (3)第一章 PLC应用系统设计基础知识 (4)1.1 PLC操纵系统设计的原那么和内容。
(4)1.2 PLC的选型 (4)1.2.1 性能与任务相适应 (5)1.2.2 PLC的处理速度应满足时实操纵的要求 (5)1.2.3 PLC应用系统结构合理、机型系列应统一 (5)第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计 (6)2.1 系统的功能 (6)2.2 大小球分拣系统的结构 (6)2.3 I/O编址及工作框图 (7)2.4 大小球分拣的设计思想 (8)2.5 机械手分拣球操纵系统的接线图 (9)第三章机械手分拣大小球系统的操纵程序 (10)3.1 机械手分拣大小球操纵的程序流程图 (10)3.2 机械手分拣大小球操纵程序的梯形图 (11)第四章总结 (17)参考文献 (18)摘要机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时刻和位置来完成工件的传送。
因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
专门在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的进展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采纳的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行操纵。
用于分捡大小球的机械装置。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，操纵机械手完成各种动作。
关键词：机械手、 PLC、大小球第一章 PLC应用系统设计基础知识PLC应用系统设计要紧包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。
本课程设计着重在系统设计和程序设计。
1.1 PLC操纵系统设计的原那么和内容。
大、小球分类选择传送PLC控制
第四章结论
4.1程序调试
4.1.1基本指令顺序控制程序
（1）将梯形图程序输入到计算机
（2）对程序进行调试运行
将模式转换开关SA旋至各个挡，通过操作，观察机械手运动情况。
（3）记录程序调试的结果
4.1.2基本指令与步进指令控制程序
(1)将顺序功能图转换为梯形图输入到计算机。
(2)对程序进行调试运行。启动连续运行方式按钮，观察机械手是否连续运行。
1.2控制要求
本次设计的大、小球分类选择传送PLC控制系统的机械臂起始位置在机械原点，为左限、上限并有显示；通过起动按钮和停止按钮控制运行，停止时机械手臂运行完本次吸球及放球整套动作然后回到原点; 起动后机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）；机械臂右行时有小球右限（X1）和大球右限（X4）之分，下降时，当电磁铁压着大球时下限开关X3断开，压着小球时下限开关X2接通。
4.3设计感想
通过本次课程设计，对我们以前的学习进行了一个验证。本次设计中，主要用FX2N系列PLC机械臂在大小球分拣系统进行控制。使我了解了PLC机械臂在大小球分拣系统的工作原理，首次学习了一些机械臂的工作原理及使用方法。其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。在实践的基础上，不仅巩固了理论知识，也提高了将所学知识实际应用的能力，对PLC有了新的认识。
2.3接近开关、转换开关、刀开关的选择
（1）接近开关的选择：
接近开关是一种对接近它的物体有“感知”能力的元件一位移传感器，利用传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。在设计中，接近开关PS0用于检测是否有球，SBl-SB5分别用于传送机械手上下左右运动的定位。
4.1程序调试
4.1.1基本指令顺序控制程序
（1）将梯形图程序输入到计算机
（2）对程序进行调试运行
将模式转换开关SA旋至各个挡，通过操作，观察机械手运动情况。
（3）记录程序调试的结果
4.1.2基本指令与步进指令控制程序
(1)将顺序功能图转换为梯形图输入到计算机。
(2)对程序进行调试运行。启动连续运行方式按钮，观察机械手是否连续运行。
1.2控制要求
本次设计的大、小球分类选择传送PLC控制系统的机械臂起始位置在机械原点，为左限、上限并有显示；通过起动按钮和停止按钮控制运行，停止时机械手臂运行完本次吸球及放球整套动作然后回到原点; 起动后机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）；机械臂右行时有小球右限（X1）和大球右限（X4）之分，下降时，当电磁铁压着大球时下限开关X3断开，压着小球时下限开关X2接通。
4.3设计感想
通过本次课程设计，对我们以前的学习进行了一个验证。本次设计中，主要用FX2N系列PLC机械臂在大小球分拣系统进行控制。使我了解了PLC机械臂在大小球分拣系统的工作原理，首次学习了一些机械臂的工作原理及使用方法。其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。在实践的基础上，不仅巩固了理论知识，也提高了将所学知识实际应用的能力，对PLC有了新的认识。
2.3接近开关、转换开关、刀开关的选择
（1）接近开关的选择：
接近开关是一种对接近它的物体有“感知”能力的元件一位移传感器，利用传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。在设计中，接近开关PS0用于检测是否有球，SBl-SB5分别用于传送机械手上下左右运动的定位。
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目录引言 (2)第一章课程设计要求及任务 (3)1.1设计要求 (3)1.2设计任务 (3)第二章系统总体方案设计 (4)2.1大、小球分拣传送机械系统的功能 (4)2.2大、小球分拣传送机械系统的结构 (4)2.3大、小球分拣传送机械的设计思想 (5)2.4主电路设计 (5)2.5确定I/O信号数量，选择PLC的类型 (6)2.6确定电器元件I/O分配表 (7)2.7控制系统的接线图 (7)第三章控制系统设计 (8)3.1大、小球分拣传送机械的运行流程 (8)3.2大、小球分拣传送机械控制程序流程图 (9)3.3大、小球分拣传送机械控制程序的梯形图 (10)3.4大、小球分拣传送机械控制程序的语句表 (12)第四章结束语 (16)参考文献 (17)引言本课程设计主要对PLC程序的结构、特点、各器件的性能以及对被公职对象的控制过程进行具体研究，并通过PLC来实现对大小球分拣系统的控制，随着工业自动化、机械化进程的加速，自动控制正在逐步取代传统的人工控制，在改善工作人员的工作环境的同时也使生产效率大大提升，为了最大限度的满足被控制对象和生产过程的控制。
在本课程设计中对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，试用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，采用多种控制模式来对被控制对象进行安全可靠的控制操作，使功能更加全面，其中包括手动控制，自动控制模式，使其操作更强，便于企业各类人员操作，另外，该系统的手动控制模式，也使生产设备的检测和维护更加方便。
关键字PLC，大小球分拣，机械臂第一章课程设计要求及任务1.1设计要求1．大、小分拣传送机械示意图2.（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。
（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。
（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。
1.2设计任务1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
2、根据控制要求，编制PLC应用程序。
3、编写设计说明书，内容包括：①设计过程和有关说明。
②基于PLC的电气控制系统电路图。
③PLC控制程序（梯形图和指令表）。
④电器元器件的选择和有关计算。
⑤电气设备明细表。
⑥参考资料、参考书及参考手册。
⑦其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。
第二章系统总体方案设计2.1大、小球分拣传送机械系统的功能大小球分拣传送机械的控制功能要求为：1）原位：机械手原始状态为左上角原位处，即上限开关LS3及左限开关LS1压合，同时机械手处于放松状态和球槽内有球（接近开关PS吸合），这时原位显示亮，表示准备就绪。
2）按下启动按钮SB1后，机械手下降，经过2s后机械手一定会碰到球。
如果同时碰到下限开关LS2，则一定是小球；如果此时未碰到下限开关LS2，则一定是打球。
3）机械手吸住球后就提升，碰到上限开关LS3后就右行。
4）如果是小球，则右行到LS4处；如果是大球，则右行到LS5处。
5）机械手下降，当碰到下限开关LS2时，将小球释放到小球容器中；如果是大球，则释放到大球容器中。
6）释放后机械手提升，碰到上限开关LS3后，左行。
7）左行至碰到左限开关LS1时停下来，至此，一个工作循环结束。
2.2大、小球分拣传送机械系统的结构大小球分拣传送机械的工作示意图如图2-1所示。
图2-1 大小球分拣传送机械的工作示意图2.3 大、小球分拣传送机械的设计思想当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关断开。
启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。
此时。
若碰到的是小球，则压力传感器仍为断开状态；若碰到的是大球，则压力传感器闭合状态。
吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。
如果吸起的是大球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然后返回到原位。
2.4主电路设计大、小球分拣传送实质上是由电动机控制的机械臂完成,其主电路就是电动机的正反转电路。
主电路电路图如图2-2所示。
主电路采用两个电动机、四个接触器即正转接触器QA1（QA3）和反转接触器QA2(QA4)控制。
当接触器QA1（QA3）的三对主触头接通时，三相电源的相序按U―V―W接入电动机。
当接触器QA1（QA3）的三对主触头断开，接触器QA2(QA4)的三对主触头接通时，三相电源的相序按W―V―U接入电动机，电动机就向相反方向转动。
利用两台电动机的正反转，分别控制机械臂的上、下、左、右行。
图2-2主电路电路图2.5 确定I/O信号数量，选择PLC的类型对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。
对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC 或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。
对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。
当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，组成一个分布式的控制系统。
PLC的结构分为整体式和模块式两种。
整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。
模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。
维修更换模块、判断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。
在使用时，应按实际具体情况进行选择。
根据系统分析得输入点有13个，分别为I0.0-I1.4;输出点有5个，分别为Q0.0-Q0.4 I/O点共16个。
结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器（CPU--224）PLC。
2.6 确定电器元件I/O分配表S7—200系列（CPU--224）PLC有14DI/10DO，本次设计只需13个输入，52.7控制系统的接线图由PLC控制继电器线圈来控制主电路的上下左右运动和机械臂抓释小球.PLC 控制继电器和电灯的输出，从而控制主电路。
采用S7—200系列（CPU--224）PLC，输入端分两组共十四个接口，输出端共四个接口，具体如图2-3。
图2-3 机械臂分拣大、小球控制的I/O接线图第三章控制系统设计3.1大、小球分拣传送机械的运行流程根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。
分支在机械臂下降之后根据接近开关的通断，分别将球吸住、上升、右行到LS4 或LS5 处下降，此处应为汇合点。
然后再释放、上升、左移到原点。
1）当按下SM0.1时，M0.0得电，如果转换条件满足，M0.1得电捡球装置下降捡球平板.2）当下降的捡球平板碰到下限开关LS2时，M0.2得电，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈（QA）通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球.3）此时压力感应器I0.4用来判断是吸住的大球还是小球.4）如果压力感应器I0.4的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，则说明吸住的是大球。
5）当吸住钢球后，M0.3得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，I0.5为小球位限位开关，I0.6为大球位限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，M0.6得电，则要到碰到I0.6才停止右行，M0.7得电，下降到下限开关位置，M1.0得电，断电释放钢球，然后M1.0得电上升到上限开关位置停止上升，M1.2得电，开始左行，碰到左极限停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到I0.5就停止右行，M0.7得电，下降到下限开关出停止下行，M1.0得电，断电释放钢球，6）然后上升到上极限位置停止上升，M1.2得电，开始左行，到左极限停止左行，吸球时间T37为2s，释放球时间T38也为2s）7）当将旋钮开关I1.0后，系统由开始捡球到放球，返回再次开始捡球，如此循环不断的进行捡球和放球的过程，直到按下停止按钮，系统才停下来不工作。
8）当系统在连续运行时，停止方式有两种，一种是正常停止：就是按下停止按钮后，系统要将整个周期剩下的步骤全部进行完，然后回到原点才停止工作。
另外一种是紧急停止：就是用来处理紧急情况下来及时停止整个系统工作的，一按紧急停止，系统立刻停止，不管已经工作到什么位置。
3.2大、小球分拣传送机械控制程序流程图小球 开始初始状态在原点？下降 大小球选启动开关吸球 延时 时间到？上升到上限？右移 到小球吸球 延时 时间到？ 上升 到上限？ 右移到大球下降到下限？放球 延时时间到？上升 到上限？左移到左限？结束 大球单周期运连续运行 YYYYYYY Y Y3.3大、小球分拣传送机械控制程序的梯形图3.4大、小球分拣传送机械控制程序的语句表// 网络1 程序启动LD SM0.1S M0.0, 1// 网络2 机械手回到原点判断LD M0.0A I0.0A I0.1A I0.3AN M2.0S M0.1, 1// 网络3 机械手下行判断LD M0.1A I0.2AN M2.0S M0.2, 1R M0.1, 1TON T37, 20// 网络4 大小球选择延时2s（小球）LD M0.2A T37AN I0.4AN M2.0S M0.3, 1R M0.2, 1// 网络5 机械手上行判断LD M0.3A I0.1AN M2.0S M0.4, 1R M0.3, 1// 网络6 机械手右行至小球判断LD M0.4A I0.5AN M2.0S M0.7, 1R M0.4, 1// 网络7 大小球选择（大球）LD M0.2A T37A I0.4AN M2.0S M0.5, 1R M0.2, 1// 网络8 机械手上行判断LD M0.5A I0.1AN M2.0S M0.6, 1R M0.5, 1// 网络9 机械手右行至大球判断LD M0.6A I0.6AN M2.0S M0.7, 1R M0.6, 1// 网络10 小球机械手下行判断LD M0.7A I0.2AN M2.0S M1.0, 1R M0.7, 1TON T38, 20// 网络11 延时2sLD M1.0A T38AN M2.0S M1.1, 1R M1.0, 1// 网络12 机械手左行返回判断LD M1.1A I0.3AN M2.0S M1.2, 1R M1.1, 1// 网络13 机械手返回原点连续运作LD M1.2A I1.0A I0.3AN M2.0S M0.0, 1R M1.2, 1// 网络14 机械手单周期运行LD M1.2A I1.1A I0.3AN M2.0S M0.0, 1R M1.2, 1// 网络15 机械手上升LD M0.1O M0.7= Q0.0// 网络16 机械手吸球LD M0.2S Q0.4, 1// 网络17 机械手上行LD M0.3O M0.5O M1.1= Q0.0// 网络18 机械手右行LD M0.4O M0.6= Q0.3// 网络19 机械手放球LD M1.0R Q0.4, 1// 网络20 机械手左行LD M1.2= Q0.2// 网络21 单周期运行和点动控制LD I1.2AN I1.4= M2.0// 网络22 机械手返回原点（上行）LD I1.3O Q0.0AN I0.1= Q0.0// 网络23 机械手返回原点（左行）LD I0.1AN I0.3= Q0.2// 网络24 停止LD I0.7R M0.1, 1S M0.0, 1第四章结束语短短一个星期的课程设计就要告一段落，纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。