畢業(yè)設(shè)計(jì)PLC氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱: plc氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 系 別: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)電一體化 摘 要當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人類活動(dòng)給世界帶來了巨大的改變。在科技進(jìn)步的同時(shí)，以各種控制器控制的不同類型的機(jī)械手以其突出的性能越來越多的被人們所應(yīng)用。機(jī)械手在不同的作業(yè)場(chǎng)合，尤其是在特殊的環(huán)境背景下，為人類活動(dòng)的順利快速進(jìn)行帶來了極大的方便和益處，尤為明顯的是在工業(yè)及軍事領(lǐng)域內(nèi)。工業(yè)中大量的生產(chǎn)活動(dòng)，存在著很多不便于人類操縱的環(huán)節(jié)，特別是在工作環(huán)境較危險(xiǎn)的情況下，如果使用具有遠(yuǎn)程控制功能的機(jī)械手，則可以增加系統(tǒng)的安全性，大大的節(jié)約損耗，提高效率。可見，在自動(dòng)化、工業(yè)化進(jìn)程中，在特殊背景環(huán)境中使用

2、機(jī)械手已成為一種必然的趨勢(shì)。在本設(shè)計(jì)中介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀及plc的研究發(fā)展趨勢(shì)，描述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作原理和動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過程。研究了基于plc的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文介紹的機(jī)械手是由plc輸出三路脈沖，分別驅(qū)動(dòng)橫軸、豎軸變頻器，控制機(jī)械手橫軸和豎軸的精確定位，微動(dòng)開關(guān)將位置信號(hào)傳給plc主機(jī)；位置信號(hào)由接近開關(guān)反饋給plc主機(jī)，通過交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制機(jī)械手手爪的張合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動(dòng)的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運(yùn)機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)。關(guān)鍵詞：機(jī)械手 plc 目

3、錄引 言.2緒 論3一 課題背景3二 設(shè)計(jì)目的和意義3第一章 plc的介紹和機(jī)械手概述41.1 可編程序邏輯控制器（plc）41.1.1 plc的結(jié)構(gòu)41.1.2 plc的發(fā)展歷程41.1.3 plc的硬件51.1.4 plc的主要特點(diǎn)6 1.1.5 plc的應(yīng)用71.2 機(jī)械手81.2.1 機(jī)械手概述81.2.2 機(jī)械手的工作原理81.2.3 機(jī)械手的分類9第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)102.1 系統(tǒng)方案分析設(shè)計(jì)102.1.1 控制要求10 2.1.2 機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較112.2 硬件設(shè)計(jì)112.2.1 i/o端子地址分配112.2.2 i/o接線圖12 2.2.3 plc選型12 2.2

4、.4 所用材料清單132.3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)142.3.1 常用編程方法介紹142.3.2 功能圖152.3.3 梯形圖162.3.4 指令表19第三章 系統(tǒng)的調(diào)試203.1 系統(tǒng)調(diào)試20結(jié) 論21參考文獻(xiàn)22致 謝23附 錄1 fx2n基本指令24 引言 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展,自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱,無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見。同時(shí)，現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的

5、技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。本課題擬開發(fā)物料搬運(yùn)機(jī)械手，采用日本三菱公司的fx2n系列plc，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。該裝置機(jī)械部分有滾珠絲杠、滑軌、機(jī)械抓手等；電氣方面由交流電機(jī)、變頻器、操作臺(tái)等部件組成。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種

6、動(dòng)作。由于時(shí)間倉促和個(gè)人水平限制，我的設(shè)計(jì)存在著許多還沒來得及解決的問題，希望廣大老師、同學(xué)能夠給予批評(píng)指正并予以解決。緒 論一、 課題背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，plc（即可編程邏輯編程器的簡(jiǎn)稱）已經(jīng)進(jìn)入日常生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，plc的應(yīng)用在各行各業(yè)已成為必不可少的內(nèi)容。plc作為通用的工業(yè)計(jì)算機(jī)，其功能日益強(qiáng)大，已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備。plc 從誕生至今，僅有30年的歷史，但是得到了異常迅猛的發(fā)展，并與cad/cam、機(jī)器人技術(shù)一起被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。在現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱

7、，無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見。同時(shí)，現(xiàn)在生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用更為廣泛。在我國(guó)，近幾年來也有較快發(fā)展，并取得一定效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路部門的重視。本次課題主要是應(yīng)用三菱公司fx2n系列

8、plc，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。該裝置機(jī)械部分有滾珠絲杠、滑軌、機(jī)械抓手等；電氣方面由交流電機(jī)、變頻器、操作臺(tái)等部件組成。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作。二、設(shè)計(jì)目的和意義科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品功能要求的日益增多，復(fù)雜性增加，壽命期的縮短，更新?lián)Q代速度加快。然而，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)手段，則顯得力不從心，跟不上時(shí)代發(fā)展的需要。目前，計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需要。為此，作者在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，概括總

9、結(jié)了國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)采用的方法，并討論了各種方法之間的有機(jī)聯(lián)系和機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的的發(fā)展趨勢(shì)。 自主創(chuàng)新，重點(diǎn)跨越，支撐發(fā)展，引領(lǐng)未來。自主創(chuàng)新，就是從增強(qiáng)國(guó)家創(chuàng)新能力出發(fā)，加強(qiáng)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。重點(diǎn)跨越，就是堅(jiān)持有所為、有所不為，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)、關(guān)系國(guó)際民生和國(guó)家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。支撐發(fā)展就是從現(xiàn)實(shí)的緊迫需求出發(fā)，著力突破重大關(guān)鍵、共性技術(shù)，支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。引領(lǐng)未來，就是著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，超前部署前沿技術(shù)和基礎(chǔ)研究，創(chuàng)造新的市場(chǎng)需求，培育新興產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。這一方針是我國(guó)半個(gè)世紀(jì)科技發(fā)展實(shí)

10、踐經(jīng)驗(yàn)的概括總結(jié)，是面想未來，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要抉擇。 科技人才是提高自主創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在。要把創(chuàng)造良好環(huán)境和條件，培養(yǎng)和凝聚各類科技人才特別是優(yōu)秀拔尖人才，充分調(diào)動(dòng)廣大科技人員的積極性和創(chuàng)造性，作為科技工作的首要任務(wù)，努力開創(chuàng)人才輩出、人盡其才、才盡其用的良好局面，努力建設(shè)一支與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)相適用的規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)科技人才隊(duì)伍，為我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供充分的人才支撐和智力保證。 第一章 plc的介紹和機(jī)械手概述1.1 可編程序邏輯控制器（plc）1.1.1 plc的結(jié)構(gòu)plc和一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。plc的硬件系統(tǒng)由微處

11、理器(cpu)、存儲(chǔ)器(eprom，rom)、輸入輸出(i/o)部件、電源部件、編程器、i/o擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備組成。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成9。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：外設(shè)i/o接口 輸出部件存儲(chǔ)器 eprom 微處理器 運(yùn)算器 控制器電源 輸入部件i/o擴(kuò)展接口 i/o擴(kuò)展單元 受控元件輸入信號(hào)外部設(shè)備圖2-1 plc硬件結(jié)構(gòu)圖plc的軟件系統(tǒng)是指plc所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個(gè)plc成品必須包括的部分，由plc廠家提供，用于控制plc本身的運(yùn)行，系統(tǒng)程序固化在eprom中。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要

12、而編寫的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的plc系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的可編程序邏輯控制器（programmable logic controller），簡(jiǎn)稱plc。它是一種以微機(jī)處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信控制技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。（本次課題主要應(yīng)用三菱fx2n系列plc進(jìn)行設(shè)計(jì)）1.1.2 plc的發(fā)展歷程化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工

13、藝變化的適應(yīng)性差。1968年美國(guó)通用汽車公司（g.m）為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）根據(jù)美國(guó)通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來。早期的可編程控制

14、器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（programmable logic controller ）。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到plc中，使plc不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于plc中，使plc得到迅速發(fā)展。plc不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使plc

15、真正成為具有邏輯控制、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。plc的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個(gè)階段：19701980年：plc的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于plc剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有plc結(jié)構(gòu)形成，取得了市場(chǎng)的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。plc的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，plc的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。19801990年：plc的普及階段。在這一階段，plc的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷下降，plc被迅速普

16、及。各plc生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價(jià)格.品種開始系列化，并且形成了固定i/o點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。plc的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有f.f1.f2小型plc系列產(chǎn)品,k/a系列中、大型plc產(chǎn)品等。19902000年，plc的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，plc的功能日益增強(qiáng)，plc的cpu運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，plc的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場(chǎng)控制拓展。此外，plc的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化plc。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品

17、有fx小型plc系列產(chǎn)品，ais/a2us/q2a系列中，大型plc系列產(chǎn)品等。2000年至今：plc的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動(dòng)化的需要，plc的各種功能不斷進(jìn)步。一方面，plc在繼續(xù)提高cpu運(yùn)算速度，位數(shù)的同時(shí)，開發(fā)了適用于過程控制，運(yùn)動(dòng)控制的特殊功能與模塊，使plc的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動(dòng)化的全部領(lǐng)域。與此同時(shí)，plc的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，plc不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有fx小型plc系列產(chǎn)品（包括最新的fx3u系列產(chǎn)品），qn,qnph系列中，大型

18、plc系列產(chǎn)品等。1.1.3 plc的硬件一、plc的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將plc分為整體式、模塊式和混合式。1.整體式plc整體式又叫做單元式或機(jī)箱式，它的體積小、價(jià)格低，對(duì)箱體式plc，有一塊cpu板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按cpu性能分成若干型號(hào)，并按i/o點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對(duì)模塊式plc，有cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的plc，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其i/o能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。2.模塊式plc大、中型plc一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，它由機(jī)架和模塊組成，模塊插在模塊插座上，后者焊接在機(jī)架中的總線連接板上，有不同

19、槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，如果一個(gè)機(jī)架容納不下選用的模塊，可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連。用戶可以選用不同檔次的cpu模塊、品種繁多的i/o模塊和特殊功能塊，對(duì)硬件配置的選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。3.cpu模塊中的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器，系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)中的操作系統(tǒng)，它使plc具有基本的智能，能完成plc設(shè)計(jì)者的規(guī)定的各種工作。系統(tǒng)程序由plc的生廠家設(shè)計(jì)并固定化在rom（只讀存儲(chǔ)器）中，用戶不能讀取。用戶程序由用戶設(shè)計(jì)，它使plc能完成用戶要球的特定功能，用戶程序存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)（b）為單位。（1）.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram

20、）用戶可以用編程裝置讀出ram中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭雛am，因此ram又叫讀/寫存儲(chǔ)器。ram的工作速度高、價(jià)格便宜、改寫方便。（2）.只讀存儲(chǔ)器（rom）rom的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。（3）.可以電檫出可編程的只讀存儲(chǔ)器（eeprom）s7-200用eeprom來存儲(chǔ)用戶程序和長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)。4.i/o模塊各i/o點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管（led）顯示，plc與外部接線的連接一般用接線端子，某些模塊使用可以拆卸的插座型端子板，不需斷開端子板上的連接線，就可以迅速的更換模塊。輸入模塊：plc通過輸入模塊來接收和采集輸入信號(hào)，通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)速裝置等執(zhí)行

21、器，plc控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸入電路中設(shè)有rc濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起的錯(cuò)誤輸入信號(hào)。輸出模塊：輸出模塊的率放大元件有大功率晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管（驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載）、雙向可控硅（驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載）和小型繼電器，繼電器可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為0.52a,負(fù)載電源由外部現(xiàn)場(chǎng)提供。1.1.4 plc的主要特點(diǎn)一、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高plc專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)，具有很高的可靠性。它的主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，i/o系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信息調(diào)理電路；在機(jī)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震都有精確考慮；在硬件上采用隔

22、離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等干擾和故障診斷措施。所有這些使plc具有較高的抗干擾能力，因此穩(wěn)定、可靠，抗干擾能力強(qiáng)。與繼電器接觸裝置和通用計(jì)算機(jī)相比，plc更能試用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。二、控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)plc及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在plc夠成的控制系統(tǒng)中，只需要在plc的端子上接入相應(yīng)的輸入/輸出信號(hào)線即可，不需要諸如繼電器之類的物理電子器件和大量且繁雜的硬接線線路。當(dāng)控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)plc裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入/輸出組件和應(yīng)用

23、軟件的不同。plc的輸入/輸出可以直接與交流220v、直流24v等強(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。三、編程簡(jiǎn)單，易于使用plc是面向用戶的設(shè)備，plc的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，因此plc程序的編制采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語言，只要具有一定的電工和工藝知識(shí)就可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。四、功能完善現(xiàn)代plc不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、步進(jìn)控制功能，還能完成a/d轉(zhuǎn)換、d/a轉(zhuǎn)換、模擬量處理、高速計(jì)算、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，可以通過上位計(jì)算進(jìn)行顯示、報(bào)警、記錄，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，使控制水平大為提高

24、。因此，plc具有極強(qiáng)的適用性，能夠很好地滿足各類型控制的需要，是目前工廠中應(yīng)用最廣的自動(dòng)化設(shè)備。五、體積小、維護(hù)操作方便plc體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。plc的輸入/輸出系統(tǒng)能夠直觀地反映現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、i/o點(diǎn)狀態(tài)、異常和電源狀態(tài)等，對(duì)此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。1.1.5 plc的應(yīng)用 目前， plc在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1、開關(guān)量的邏輯控制 這是plc最基本、最廣泛的應(yīng)

25、用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2、模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換及d/a轉(zhuǎn)換。plc廠家都生產(chǎn)配套的a/d和d/a轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制 plc可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量i/o模塊連接位置傳感器和執(zhí)行

26、機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要plc廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4、過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型plc都有pid模塊，目前許多小型plc也具有此功能模塊。pid處理一般是運(yùn)行專用的pid子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 5、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏

27、輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6、通信及聯(lián)網(wǎng) plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各plc廠商都十分重視plc的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的plc都具有通信接口，通信非常方便。1.2 機(jī)械手1.2.1 機(jī)械手概述工

28、業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)器手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在我國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)器手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合性技術(shù)。1.2.2機(jī)械手的工作原理機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新匯編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器。它有多個(gè)自由度，可用來搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中的工作。工業(yè)機(jī)械手是近似自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，

29、并已成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有23個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的

30、電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。 機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)。其一，它能部分代替人工操作；其二，它能按照生產(chǎn)工藝要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。因此，它能大大地改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的重視，并投入了大量的物力和財(cái)力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)

31、，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。本項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)的機(jī)械手模型可以歸為一類，即通用機(jī)械手。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動(dòng)化程度較高，大量應(yīng)用機(jī)械手。通過本次設(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)對(duì)工業(yè)機(jī)械手的認(rèn)識(shí)，同時(shí)并熟悉掌握plc技術(shù)、位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)等工業(yè)常用的技術(shù)。1.2.3 機(jī)械手的分類機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)方案分析設(shè)計(jì)2.1.1控制要求如下圖所示為某生產(chǎn)車間中自動(dòng)化搬運(yùn)機(jī)械手，用于將左工作臺(tái)上的工件搬運(yùn)到

32、右工作臺(tái)上。機(jī)械手的全部動(dòng)作由液壓驅(qū)動(dòng)。液壓泵由電磁閥控制，其上升/下降、左移/右移運(yùn)動(dòng)由雙線圈兩位電磁閥控制，即上升電磁閥得電時(shí)機(jī)械手上升，下降電磁閥得電時(shí)機(jī)械手下降。夾緊/放松運(yùn)動(dòng)由單線圈兩位電磁閥控制，線圈得電時(shí)機(jī)械手夾緊，斷電時(shí)機(jī)械手放松。機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按以下動(dòng)作進(jìn)行：原點(diǎn)啟動(dòng)下行（到下限位停）抓工件上行（到上限位停）右行（到右限位停）下行（到下限位停）放工具上行（到上限位停）左行（到左限位停）。在機(jī)械手運(yùn)行過程中，任何時(shí)候都可以利用急停按鈕，停止機(jī)械手動(dòng)作。 圖3.1 機(jī)械手的動(dòng)作示意圖2.1.2 機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中常用的控制系統(tǒng)有：傳統(tǒng)的繼電器接觸

33、器控制系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)這三種。但從使用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性出發(fā)，本設(shè)計(jì)選用了plc。因?yàn)閺纳鲜鲈摍C(jī)械手所需完成的控制動(dòng)作分析來看，本機(jī)械手是用于各種傳感器在復(fù)雜的條件下工件的傳輸，主要?jiǎng)幼魇巧仙⑾陆?、左移、右移、夾緊、放松和工序延時(shí)控制等，控制動(dòng)作基本上是以簡(jiǎn)單的順序邏輯動(dòng)作為主。是屬典型的繼電邏輯順序動(dòng)作控制系統(tǒng)，這是plc最擅長(zhǎng)的功能，而且plc具有體積小、重量輕、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、易于維護(hù)等特點(diǎn)，特別是替代繼電器控制系統(tǒng)，這更是它的優(yōu)勢(shì)。2.2 硬件設(shè)計(jì)2.2.1 i/o端子地址分配 表2.1 i/o分配表代號(hào)名稱輸入編號(hào)代號(hào)名稱輸出sb1啟動(dòng)按鈕x0y

34、v1機(jī)械手下行y000sb2停止按鈕x1yv2機(jī)械手上行y001sq1下限行程x2yv3機(jī)械手左行y002sq2上限行程x3yv4機(jī)械手右行y003sq3左限行程x4yv5夾緊/放松y004sq4右限行程x5hlo原點(diǎn)顯示燈y0052.2.2 i/o接線圖2.2.3 plc的選型1、i/o總點(diǎn)數(shù)的確定由i/o分配表知，輸入共6個(gè)點(diǎn),輸出共6個(gè)點(diǎn),i/o實(shí)際需12點(diǎn)。為留有今后工藝改進(jìn)與功能擴(kuò)充余地，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)i/o點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，一般加10-20余量，再考慮plc產(chǎn)品本身規(guī)格，可取plc的i/o總點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)。2、i/o點(diǎn)信號(hào)性質(zhì)分析從機(jī)械手控制信號(hào)分析可知,機(jī)械手輸入是位置開關(guān)信號(hào),上/下限位開

35、關(guān)、左/右限位開關(guān)等它們都是開關(guān)量,而輸出主要是5個(gè)電磁閥線圈,以控制機(jī)械手的左移、右移、上移、下移、夾緊、放松的氣路的通斷。3、用戶存儲(chǔ)器容量的估算(1) i/o口總點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)且均為開關(guān)量，以每個(gè)i/o點(diǎn)需1o個(gè)字節(jié)估算則所需存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)為：32*10=320b(2) 定時(shí)器有兩個(gè):一個(gè)夾緊延時(shí)、一個(gè)放松延時(shí)，以每個(gè)定時(shí)器需2個(gè)字節(jié)估算則所需存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)為：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量*2=2*2=4b共需存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)為：320+4=324b經(jīng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)成本方面因素綜合考慮，本設(shè)計(jì)選取日本三菱公司fx2n-32mr-001型plc產(chǎn)品。fx2n-32mr-001型產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)如下：表3.2 fx

36、2n-32mr-001型產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)表最大i/o 32點(diǎn)定時(shí)/計(jì)數(shù)器 256個(gè)基本功能指令22條, 步進(jìn)指令2條繼電器輸出最大負(fù)載 80va/24v執(zhí)行速度（us/步） 0.8us輸入輸出響應(yīng)時(shí)間 10ms程序容量（步） 2kb輸入光電隔離數(shù)據(jù)寄存器 通用： 200點(diǎn) 鎖存用： 7800點(diǎn) 輸出繼電器接點(diǎn)隔離由上表可見，fx2n-32mr-001mr型plc產(chǎn)品能滿足設(shè)計(jì)要求。2.2.4 材料清單 表3.3 系統(tǒng)所需設(shè)備、工具、材料明細(xì)表名 稱型 號(hào) 或 規(guī) 格數(shù) 量可編程控制器fx2n-32mr-0011臺(tái)雙線圈電磁閥vf32302只單線圈電磁閥vf31301只按鈕la10h-1h2個(gè)限

37、位開關(guān)lx19-1114個(gè)顯示燈1個(gè)熔斷器rc1a-30/151只連接導(dǎo)線若干2.3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)2.3.1 常用編程方法介紹1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在一些典型的控制環(huán)節(jié)和電路的基礎(chǔ)上,根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求,憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇、組合。有時(shí)為了得到一個(gè)滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果,需要進(jìn)行多次反復(fù)地調(diào)試和修改,增加一些輔助觸點(diǎn)和中間編程元件。這種設(shè)計(jì)方法沒有一個(gè)普遍的規(guī)律可遵循,即具有一定的試探性和隨意性,最后得到的結(jié)果也不是唯一的,設(shè)計(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)多少有關(guān)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)比較有效的,可以收到快速、簡(jiǎn)單的效果。但是,由于這種方法主要時(shí)依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行

38、設(shè)計(jì),所以對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求也比較高,特別時(shí)要求設(shè)計(jì)者有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)和工業(yè)上常用的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉。對(duì)于比較復(fù)雜的系統(tǒng),經(jīng)驗(yàn)法一般設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),不易掌握,系統(tǒng)交付使用后,維護(hù)困難。所以,經(jīng)驗(yàn)法一般只適合于比較簡(jiǎn)單的或與某些典型系統(tǒng)相類似的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 2 接觸器-繼電器法接觸器-繼電器法就是依據(jù)所控制電器的接觸器-繼電器控制線路原理圖，用plc對(duì)應(yīng)的符號(hào)和功能相當(dāng)?shù)钠骷?，把原來的接觸器-繼電器系統(tǒng)的控制線路直接翻譯成梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法。接觸器-繼電器法特別適合于初學(xué)者編程設(shè)計(jì)使用，也特別適合對(duì)原有舊設(shè)備的技術(shù)革新和技術(shù)改造。3 順序控制法順序控制法就是在生產(chǎn)控制過程中，

39、按照生產(chǎn)工藝所要求的動(dòng)作規(guī)律，在各個(gè)輸入控制信號(hào)的作用下，根據(jù)所需要的狀態(tài)和時(shí)間順序，在生產(chǎn)過程中的各個(gè)輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地按照預(yù)先規(guī)定的順序有步驟地進(jìn)行操作。順序功能圖法是首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計(jì)順序功能圖,然后再依據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)順序控制程序。在順序功能圖中,在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)使前級(jí)步的活動(dòng)結(jié)束而使后續(xù)步的活動(dòng)開始,步之間沒有重疊。這是系統(tǒng)中大量復(fù)雜的連鎖關(guān)系在步的轉(zhuǎn)換中得以解決。而對(duì)于每一步的程序段,只需處理極其簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。因而這種編程方法簡(jiǎn)單易學(xué),規(guī)律性強(qiáng)。設(shè)計(jì)出的控制程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好,程序的調(diào)試和運(yùn)行也很方便,可以極大地提高工作效率。4 邏輯設(shè)計(jì)法工業(yè)電氣控制線路中,有不少都是通

40、過繼電器等電氣元件來實(shí)現(xiàn),而繼電器,交流接觸器的觸點(diǎn)都只有兩種狀態(tài)即吸合和斷開,因此,用“0”和“1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)電氣控制線路時(shí)完全可以的,plc的早期應(yīng)用就是替代繼電器控制系統(tǒng),因此用邏輯設(shè)計(jì)方法同樣也適用于plc應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。當(dāng)一個(gè)邏輯函數(shù)用邏輯變量的基本運(yùn)算式表達(dá)出來后,實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯函數(shù)的線路就確定了。當(dāng)這種方法使用熟練后,甚至梯形程序也可以省略,可以直接寫出于邏輯函數(shù)和表達(dá)式對(duì)用的指令語句程序。用邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)plc應(yīng)用程序的一般步驟如下:第一步：列出執(zhí)行元件動(dòng)作節(jié)拍表第二步：繪制電氣控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖;第三步：進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì);第四步：編寫程序;第五步：對(duì)程序檢測(cè)、修

41、改和完善。2.3.2 功能圖該系統(tǒng)采用順序控制法，在順序功能圖中,在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)使前級(jí)步的活動(dòng)結(jié)束而使后續(xù)步的活動(dòng)開始,步之間沒有重疊。這是系統(tǒng)中大量復(fù)雜的連鎖關(guān)系在步的轉(zhuǎn)換中得以解決。以下為順序功能圖： s0 m8002 s20s21 x3y5 x5 原點(diǎn)顯示y0 x0 啟動(dòng) 下行 x2set y4s22 夾緊t0 k20 t0 y1s23 x3 上行y3 s24 x3 右移y0 x4s25 下行s26rst y4 x2t1 k15 松開 t1 y1s27 上行y2 x3s28 左移 x5 圖3.2 機(jī)械手順序功能圖2.3.3梯形圖set s0 m8002 sets23setsetsets24

42、 y1 y5s21s20 s0 x3 x5 s20 x0 s21 y0s22set x2 s22y4set t0 k20 t0 s23 x3 圖1 y1sett0 k15 y4sets26set y0s25set y3 s24 s27ret s0 y0s28set x4 s25 x2 s26 t1 s27 x3 s28 x5 圖2y0 endy2rsty1rst y2 y1y3rsty2rstrstrst x1 y1 y1 x3 y2 x5 圖32.3.3 指令表 0 ld m8002 38 set s26 1 set s0 40 stl s26 3 stl s0 41 rst y004 4

43、ld x003 42 out t1 k15 5 and x005 45 ld t1 6 set s20 46 set s27 8 stl s20 48 stl s27 9 out y005 49 out y001 10 ld x000 50 ld x003 11 set s21 51 set s28 13 stl s21 53 stl s28 14 out y000 54 out y000 15 set s22 55 ld x005 17 stl s22 56 out s0 18 set y004 58 ret 19 out t0 k20 59 ld x001 22 ld t0 60 or y

44、001 23 set s23 61 rst y000 25 stl s23 62 rst y001 26 out y001 63 rst y002 27 ld x003 64 rst y003 28 set s24 65 out y001 30 stl s24 66 ld x003 31 out y003 67 or y002 32 ld x004 68 out y002 33 set s25 69 rst y001 35 stl s25 70 ld x005 36 out y000 71 rst y002 37 ld x002 72 end第三章 系統(tǒng)的調(diào)試及設(shè)計(jì)總結(jié)3.1 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試

45、分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試硬件部分的模擬調(diào)試可在斷開主電路的情況下，主要試一試手動(dòng)控制部分的可靠性。軟件部分的模擬調(diào)試可借助于模擬開關(guān)和plc輸出端的指示燈進(jìn)行。需要模擬量信號(hào)i/o時(shí)，可用電位器和萬用表進(jìn)行。調(diào)試時(shí)，可利用上述外部設(shè)備模擬各種現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)和傳感器的狀態(tài)，然后觀察plc的輸出邏輯是否正確。如果有錯(cuò)誤則修改程序后反復(fù)調(diào)試?，F(xiàn)在plc的主流產(chǎn)品都可在pc上編程，并可在pc上進(jìn)行模擬調(diào)試。連機(jī)調(diào)試時(shí)，可把編制好的程序下載到現(xiàn)場(chǎng)的plc中。有時(shí)plc也許只有一臺(tái)，這時(shí)就要把plc安裝到控制柜相應(yīng)的位置上。調(diào)試時(shí)一定要先將主電路斷開，只對(duì)控制電路進(jìn)行連機(jī)調(diào)試。通過現(xiàn)場(chǎng)連機(jī)調(diào)試信號(hào)的接入常常會(huì)發(fā)現(xiàn)軟

46、硬件中的問題，有時(shí)廠家對(duì)某些控制功能進(jìn)行改造，反復(fù)調(diào)試后，控制系統(tǒng)才能交付使用。將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭雙lc后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入出現(xiàn)錯(cuò)誤。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號(hào)可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通/斷狀態(tài)用plc上有關(guān)的法官二極管來顯示，一般不用接plc實(shí)際的負(fù)載?？梢愿鶕?jù)功能表，在適合的時(shí)候用開關(guān)或按鈕來模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開。對(duì)于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件是現(xiàn)實(shí)時(shí)，是否發(fā)生的活動(dòng)狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)初步是否變?yōu)椴换顒?dòng)步，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒?dòng)步，以及各步被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在