平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名陈雪峰专业电气自动化任务下达日期2011年2月21日设计（论文）开始日期2011年2月28日设计（论文）完成日期2011年5月20日设计（论文）题目：自动供料系统控制A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师马超系（部）主任郭宗跃2011年6月2日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录自动化与信息工程系电气自动化专业，学生陈雪峰于2011年6月12日进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：自动化生产线系统控制专题（论文）题目：自动供料系统控制指导老师：马超答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生陈雪峰毕业设计（论文）成绩为。

答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：辩委员会委员：，，。

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生姓名：陈雪峰专业电气自动化年级08级毕业设计（论文）题目：自动化生产线评阅人：指导教师：马超（签字）年月日成绩：系（科）主任：（签字）年月日毕业设计（论文）及答辩评语：目录目录 (1)第1章自动供料机构概述 (7)1.1供料机构控制要求 (7)1.2供料机构主要组成与功能 (7)第2章动力硬件的选择 (9)2.1电机的分类 (9)2.2电机的选择 (10)2.4电机的结构 (11)2.5步进电机的优点 (11)2.6步进电机的特点 (12)2.7驱动控制系统 (13)2.8电磁阀的选择 (15)2.9空气泵的型号和技术参数 (16)第3章PLC的选型和地址分配 (17)3.1PLC的应用特点： (17)3.2工作环境 (17)3.3PLC模块 (18)3.4端子接线 (19)3.5西门子PLC控制原理图 (20)3.6I/O地址分配及功能说明 (21)第4章供料系统的程序设计 (22)4.1程序的要求和工作流程 (22)致谢 (26)参考文献 (27)摘要在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起着愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。

自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。

从上个世纪九十年代开始，集成自动化的理念逐渐深入人心。

在一个集成自动化体系里面，系统中设备间能够最大程度上实现资源利用与共享。

然而，集成自动化离不开强大的开发平台的支持，当今工业发展中广泛应用的有液压控制、组态控制还有编程控制我们采用的是PLC编程控制。

PLC的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业人员所熟悉，这是一个目前任何其他工业控制器都无法与之相提并论的巨大知识资源；其次，PLC系统硬件技术成熟，性能价格比较高，运行稳定可靠，开发过程也简单方便，运行维护成本很低。

所有这些特点造就了PLC的旺盛生命力。

最初的工厂自动化控制主要是以继电器回路控制占据主导地位，电气控制人员常常抱怨这种控制系统体积大、耗电多、寿命短、可靠性差以及运行速度慢等缺点，急需要一种新的控制装置来取代，所以PLC的出现是顺应时代、趋势的发展。

它的出现，在技术角度大大方便了电控设计人员，软硬件设计简便，维护方便，在体积、可靠性、耗电量有很大程度的提高，从而带动成本的节约，而且可以通过计算机进行数据的传输和监控，一系列的优点使PLC很快被接受并代替继电器控制回路广泛应用于工厂自动控制中。

伴随时代发展，进入21世纪崭新工业控制领域，PLC仍然能够引导自动化行业的发展，主要是由于在最初其采用计算机的设计思想和适应各种现场应用，随着电子事业的飞速发展，PLC已经可以在各个领域去适应不同的客户要求。

这就是PLC的生命力，具有一个非常灵活的大脑，和可以随时变化和更新的身体部件。

PLC从问世到现在，已经完全超越了最初的逻辑控制、顺序控制的范围，具备模数转换、数模转换、高速计数、速度控制、位置控制、轴定位控制、温度控制、PID控制、远程通讯、高级语言编程等功能。

本设计的自动加料机控制系统就是采用可编程控制器自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。

多年来，可编程控制器从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。

今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

第1章自动供料机构概述1.1供料机构控制要求1.供料机构当光电传感器A检测到井式工件库中有工件时，按动“启动”按钮SB5，延时0.5秒单杆气缸A动作将工件推出，磁性传感器输出到位信号后，单杆气缸退回；若光电传感器A检测工件库中没有工件时，报警装置发出告警声音，放入工件后告警声音自动停止。

2.输送机构输送机构由直线移动装置和气动机械手组成，当工件被推到输送带上，单杆气缸A退回，磁性传感器输出到位信号后，步进电机驱动器接收PLC的脉冲控制信号，驱动三相步进电机运行，带动输送带，传输工件至收料装置，光电传感器B检测工件到位后，延时0.5秒输送带停止传动。

当工件到位后，双导杆气缸前伸，磁性传感器2-1检测到位后，前臂单杆气缸B 下降，磁性传感器检测到位后，延时0.5秒气动手指A抓取工件,磁性传感器检测到夹紧信号后；前臂单杆气缸B上升，磁性传感器检测到位后，双导杆气缸缩回，磁性传感器检测到位后；气动机械手摆台向右摆动，行程开关A检测摆台到位后，双导杆气缸前伸，磁性传感器2-1检测到位后，前臂单杆气缸B下降，磁性传感器检测到位后，气动手指A将工件放入待料位，前臂单杆气缸B上升，磁性传感器检测到位后，双导杆气缸缩回，磁性传感器检测到位后，气动机械手摆台向左摆动，行程开关B检测摆台到位后，等待下一个工件到位，重复上面的动作。

3.启动、暂停、复位、警示1）按“启动”按钮SB5后系统自动复位，警示绿灯亮、放入工件后自动线开始运行，得人为干预执行机构，以免影响设备正常运行。

2）按“暂停”按钮SB6，所有部件均暂停运行，同时暂停红灯亮。

自动线在运行过程中，若出现异常情况，点动“复位”按钮SB4，这时系统全部回到初始位置，同时要把自动线上各工位的工件取出后，再重新启动4.突然断电的处理突然断电，设备停止工作。

电源恢复后，将自动线上的工件取出后，再重新启动1.2供料机构主要组成与功能1.主要组成及功能图2-1供料机构组成图所示井式工件库、单杆气缸、光电传感器、工作定位装置、工件、工件锁紧装置、工件推出装置、磁性传感器、调压过滤器、电控阀、安装支架等组成。

主要完成将工件依次送至直线移动装置上，没有工件时，报警装置发出告警声音，放入工件后告警声音自动停止。

1）光电传感器A：物料检测为光电漫反射型传感器，工件库中有物料时为PLC 提供一个输入信号。

2）磁性传感器：用于气缸的位置检测。

当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个到位信号。

磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。

3）单杆气缸A：由单向气动电控阀控制。

当气动电控阀得电，气缸伸出，同时将物料送至直线移动装置。

4）调压过滤器：对输入系统的气源进行过滤，将调节旋钮提起后，通过旋转可以调节系统气压大小，顺时针旋转，气压增大。

5）安装支架：用于安装送料气缸及井式工件库。

2.指标：1）控制电源：直流24V/6A2）PLC控制器（西门子）3）电磁阀：4V110-06-DC24V4）调速阀：出气节流式5）磁性传感器：24V、D-C736）单杆气缸A：CDJ2B10-45-B7）光电传感器A：SB03-1K8）调压过滤器：AFR-2000M（配有压力表0～1MPa）3.供料机构的选择由输送带、步进电机及驱动模块（三相、5A）、光电传感器B、气动机械手、气动手指A、双导杆气缸、摆台、行程开关、单杆气缸、磁性传感器、缓冲器、多种类型电磁阀组成。

主要完成将工件输送到收料位置；气动机械手通过手臂前伸，前臂下降，气动手指夹紧工件，前臂上升，手臂缩回，手臂摆台右摆，手臂前伸，前臂下降，手爪松开将工件放到待料工位，机械手返回原位，等待下一个工件到位，重复上面的动作。

三相步进电机：用于驱动输送带转动，将物料输送到收料装置。

第2章动力硬件的选择2.1电机的分类1.根据电动机工作电源的不同可分为直流电动机和交流电动机。

其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。

2.按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。

同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。

异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。

感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。

有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。

电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

3.电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4.电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。

驱动用电动机又分为电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。

控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。

5.电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。

2.2电机的选择本实验控制的是皮带,当物料由料仓下来后，推料缸把工件推出到物料台上，在输送单元的控制程序中，在驱动机械手装置来抓取此物料，由于本实验对物料到位的位置有比较严格的要求，所以对于电机的精确度要求比较高，步进电机的步距角比较小，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），所以本实验采用步进电机。