PLC课程设计说明书姓名学号班级指导老师机电工程学院目录第一章 设计任务及总体方案第二章 PLC 等硬件设计 (3)2.1传感器的选型及安装........................................3 2.2气缸的选型及安装 .........................................4 2.3 PLC 的选型................................................5 2.4 I/O 地址分配表 ...........................................6 2.5 I/O 连接图..............................................．7 2.6控制面板布置图.. (8)第三章 PLC 软件设计 (9)3.1用户程序流程图............................................9 3.2顺序功能图...............................................10 3.3梯形图编程第四章 总结 (15)参考文献 (16)第一章设计任务及总体方案设计题目：自动分捡传送线的机电一体化系统设计题目类型: 机电一体化工程设计时间： 2013.12专业班级：机械10级指导教师：设计内容要求：某自动分捡传送线要求完成检测物件尺寸大小,并根据检测结果将大、中、小号物件分配到特定位置的工作，该分捡传送线系统组成及其PLC控制系统输入输出信号示意图如图所示。

物件被机械手Y0供给上传送带后，大、中、小号物件分别被上X1、中X2、下X3光电传感器检测，并经过分捡控制器Y3，中号物件通过前面的传送带传送，大、小号物件通过后面的传送带传送。

其后，大号物件由图中X4信号处滑落，中号物件在图中X5信号处由机械手提走，小号物件在图中X6信号处由气缸Y6推出。

注意：在气缸推出过程中传送带相应的起、停控制。

设计具体内容包括：1)进行传感器和执行部件（如气缸）选型，绘制传感器和执行部件安装部装图。

2)制定基于PLC的总体控制系统设计方案：要求系统能完成手动（点动）、单步、单周期、连续等控制方式的选择。

3)根据节点数选择PLC，绘制控制面板布置图。

4)建立I/O分配表，绘制PLC控制系统输入输出接线图（A3或A2图纸）。

5)绘制用户程序流程图，并编制程序（要求用编程软件，如FXGP-WIN-C）。

6)实验室模拟调试程序。

7)整理相关文档，完成控制系统设计说明书。

设计说明书格式符合中南大学机电工程学院的统一格式和规范要求。

（F-7）1.1 总体方案在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。

同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作，更需要自动控制系统来实现。

现在工业控制的三大支柱中PLC控制越来得到重视。

机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。

工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。

尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。

在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。

物料分本物料分拣系统由搬运机械手、皮带输送线、光电传感器、物件分拣机构、推料气缸、安装支架等组成。

该系统采用日本三菱公司的FX-2N型PLC，对物料的存放，机械手的上下、左右、步进旋转以及抓取运动，物料的传输速度、分拣进行控制。

PLC通过直接控制电器执行元件和间接控制气动执行元件来实现系统功能，模拟实现了机电一体化。

控制装置：使用三菱PLC实现各种动作的控制检测装置：使用对射式光电传感器、磁性传感器、电磁阀等组成机械装置：搬运机械手由由气动手爪、双导杆气缸、单杆气缸、电感传感器、磁性传感器、多种类型电磁阀、步进电机及驱动器组成。

主要完成通过气动机械手手臂前伸，前臂下降，气动手指夹紧物料，前臂上升，手臂缩回，手臂旋转到位，手臂前伸，前臂下降，手爪松开将物料放入料口，机械手返回原位，等待下一个物料到位等动作。

物料输送与分拣机构：由皮带输送线、分拣挡板、单杆气缸、旋转气缸、三相异步电动机、磁性传感器、光电传感器、电感传感器、光纤传感器及电磁阀等组成。

主要完成物料的输送和分拣任务。

第二章 PLC 等的硬件设计2.1 传感器的选型及安装光电传感器（光电开关）：欧姆龙 E3Z-T61 2ME3Z 属于放大器内置型光电开关（小型）特长：①保证低温工作性能，冷冻仓库中也能使用。

使用环境温度范围扩大至—40 ~ +55℃（主要机型接插件型）。

还配备有低温环境下也能保持高耐久性的传感器I/O 接插件（PUR 电缆制）②提高光轴和机型轴的一致性，光轴和机械轴的偏差控制在±2.5℃以内，只需配合机械轴进行安装，即可与光轴实现高精度对准。

（对射型、回归反射型）③即使接线出错，也能保护传感器。

组 成：投光器 受光器 检测方式：对射型连接方式：导线引出式（2m ） 检测距离：10m （红外光） 输 出：NPN安 装：2.2 气缸的选型及安装气缸的选型及安装：SMC C85系列基本型技术参数外形：圆筒形缸筒和方型缸盖系列：C85缸径：8mm行程：400mm搬送质量：2.5kg速度：50~750 mm/s压力：0.05~1.0 Mpa作用方式：单作用\双作用使用规格日本SMC气缸安装2.3 PLC 的选型日本三菱可编程控制器分为F 、F1、F2、FX0、FX2、FX0N 、FX0S 、FX2N 、FX2NC 等几个系列，其中F 系列是早期产品，现已停产。

FX2系列是1991年推出的产 品，是加强型的小型机。

FX2N 是三菱公司的近期产品，按叠装式配置，是日本 高性能小型机中的代表作。

三菱FX 系列常见型号如下图2-5所示。

系统对PLC 的要求（1）功能要求在满足一般开关量输入信号控制要的同时，系统要进行步进电机控制，要求输出脉冲信号，所以输出类型要是晶体管输出（T ）。

（2）I/O 点数要求系统所需输入点数为22点； 系统所需输出点数为11点。

在实际统计出的I/O 点数的基础上加15%——20%的备用量，以便今后调整和扩展。

确定PLC 型号根据上述要求可暂定型号为：三菱FX2N-64MT考虑到FX2N-64MT 与FX2N-48MT 相比价格稍微较贵。

但FX2N-48MT 的输入点数余量较少，不能满足系统要求，但也可选用扩展模块比如：FX2N-8EX （输入点为8的扩展模块）。

考虑多方面因素：最后确定可编程控制器型号为：三菱FX2N-64MT （如图2-6所示）FX2N-64MT2.6控制面板布置图本系统通过如图2-7所示的操作面板操纵，可以实现各种不同的工作方式的切换，如手动、连续、单周期、单步。

第三章PLC软件设计为后续的编程提供思路。

3.2 系统顺序功能图设计中运用编程语言是顺序共嫩图和梯形图的编程语言，通过如下面的顺序功能图和梯形图及附加的文字说明可以清晰直观的看出编程思路，控制要求和系统实现的功能。

图3-2 系统顺序功能图单步单周期 连续 供给 手动 分捡器置位 分捡器复位 单周期连续Y1正转 Y2正转 Y5正转 推出机构 取出 红 绿 黄启动连续大中小取出推出启动第四章总结通过对自动分检传送线进行了为期两周的课程设计，加深了对PLC这门课程的理解。

通过对PLC的编程和选型，及各种硬件的选用和安装到最后的模拟调试，自己在这个过程中对知识有了新的学习和理解，基于“三菱PLC物料分拣系统设计”已经全部完成。

课程设计的目的就是为了提高自己对知识理解和应用，刚准备做的时候真不知如何入手。

在平时的学习中自己连编一些简单的程序都会出错，这次要编怎么复杂的程序，觉得压力很大。

学习软件中自带的程序是我的突破点，刚一看时觉得很难，但仔细理解一下还是可以弄懂的。

软件中的程序应该是用的经验设计法，自己觉得经验设计法太难，没有章法可寻，就利用顺序功能图法。

经过了三天的连续编程及调试，自己独立编出了程序。

程序可完美运行，能实现任务的各种要求。

这其中自己有重点把教材的范例重新学习了一遍，感觉教材真是博大精深。

这些例子很有助于对编程的学习，堪称经典。

即使自己现在也没有完全弄懂一些例子的编程思想，但自己感觉已经比之前前进了一大步，可轻松编写各种简单的小程序。

之后的传感器选型及安装，又查找了大量的资料，感到今后的学习和工作中还有大量的知识要学。

通过本次课程设计，使自己对机械自动控制方面变得更加的执着，无论是以后的学习还是工作都会比较重视。

此时让想起孔子的一句话：“知之者，不如好知者；好之者，不如乐知者。

”最后非常感谢我的指导老师——老师，从老师的严格要求中，懂得了做事要认真，要注重细节，要规范的道理。

对自己今后的学习和工作都有很大的帮助。

参考文献[1] 廖常初. FX系列PLC编程及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2005.[2] 深圳市世华自动化公司. 三菱PLC FX2N系列使用手册[M]. 北京：深圳天地出版社，2008.[3] PLC的介绍：/view/13561.htm[4] 中国工控网：/。