【毕业论文设计】基于PLC机械手控制系统设计.doc

基于PLC机械手控制系统设计 摘要： 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 机械手控制系统设计步骤 根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。(2)分配输入、输出设备,即确定哪些外围设备是送信号给PLC的,哪些外围设备是接收来自PLC的信号的,同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应,对I/O进行分配。在此基础上确定PLC的选型。(3)根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况,设计PLC用户程序,此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程序。PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系,编程时可用编程器或计算机直接编程、修改,同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。(4)对所设计的PLC程序进行调试和修改,直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。原位 下降 夹紧 上升 右移 左移 上移 放松 下降 二、 PLC简介 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 三、1、I/O配置表 共需十二个数字输入点，一个数字输出点，七个模拟量输出点。 主机 模块1 模块2 模块3 模块4 CPU226 2AQ 2AQ 2AQ 2AQ I0.0 Q0.0 AQW0 AQW4 AQW8 AQW12 I0.1 AQW2 AQW6 AQW10 AQW14 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 S7-200中的CPU226的最大负载电流为1000mA，四个EM232模块的负载电流为80mA，符合要求。 机械手传送系统输入和输出点分配表 名 称 代号 输入 名 称 代号 输入 名 称 代号 输出 启动 SB1 X0.1 自动操作 SB5 X1.0 电磁阀下降 YV1 Y0 下限行程 SQ1 X0.1 单步 SB6 X1.1 电磁阀夹紧 YV2 Y1 上限行程 SQ2 X0.2 调试 SB7 X1.2 电磁阀上升 YV3 Y2 右限行程 SQ3 X0.3 回复 SB8 X1.3 电磁阀右行 YV4 Y3 左限行程 SQ4 X0.4 电磁阀左行 YV5 Y4 停止 SB2 X0.5 上行灯指示 EL1 Y5 手动操作 SB3 X0.6 下行灯指示 EL2 Y6 半自动操作 SB4 X0.7 数字指示 EL3 Y7 2、选型 S7-200丰富的种类： ·CPU221：内置10个数字量I/O点，不可扩充； ·CPU222：内置14个数字量I/O点，可扩充到78路数字量I/O或10路模拟量I/O； ·CPU224：内置24个数字量I/O点，可扩充到168路数字量I/O或35路模拟量I/O； ·CPU226：内置40个数字量I/O点，可扩充到248路数字量I/O或35路模拟量I/O； 主机为S7-200中的CPU226，因为他能扩展七个模块。模块1-模块4为E