基于PLC控制的機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、 電氣控制及plc應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書 題 目： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 班 級：指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 目錄第一章 plc的基礎(chǔ)知識1、 plc介紹32、 機(jī)械手背景介紹3第二章 硬件設(shè)計(jì)1、機(jī)械手控制要求.42、硬件選擇 2.1 cpu型號4 2.2 接觸器等低壓電器選擇.4 2.3 i/o分配表.5 2.4 電氣控制圖.6第三章 plc軟件設(shè)計(jì) 梯形圖.7第四章 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)1、 組態(tài)王介紹.102、 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì).11第五章 設(shè)計(jì)心得.16 第一章 概述1、 plc介紹plc中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它

2、采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.近10年來，隨著plc價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用plc進(jìn)行控制，plc在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)plc在我國仍將保持高速增長勢頭。 通用plc應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但plc相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用plc或定制plc取

3、代嵌入式控制。在可以預(yù)見的將來，plc產(chǎn)業(yè)一定會有一個(gè)美好的未來。2、機(jī)械手背景介紹機(jī)械手是能模仿人手和人臂的某些動(dòng)作功能，以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。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 硬件設(shè)計(jì)1、機(jī)械手控制要求圖中為一個(gè)將工件由a處傳送到b處的機(jī)械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電

4、磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動(dòng)作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機(jī)械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動(dòng)作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。設(shè)備裝有上、下限位和左、右限位開關(guān)，它的工作過程如圖所示，有八個(gè)動(dòng)作，即為： 原位 下降 夾緊 上升 右移 左移 上升 放松 下降2、硬件選擇 21 cpu型號cpu型號（224）s7-200系列plc適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。s7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜

5、控制功能。因此s7-200系列具有極高的性能價(jià)格比。 型號規(guī)格 s7-200 cn訂貨號 ，cpu 224 cn dcdcdc晶體管 14 輸入10 輸出 6es7 2.2 接觸器等低壓電器選擇行程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)機(jī)，它是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)的控制電器。行程開關(guān)的動(dòng)作原理與控制按鈕相似，在機(jī)床設(shè)備中，事先將行程開關(guān)根據(jù)工藝要求安裝在一定的行程位置上，部件在運(yùn)行中，裝在其上撞塊壓下行程開關(guān)頂桿，使行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)電路的切換，達(dá)到控制運(yùn)動(dòng)部件行程位置的目的。（使用個(gè)數(shù)4） 按鈕是一種用于接斷電路的工具。（使用個(gè)數(shù)2）2.3 i/o分配表符號標(biāo)注解釋sb1按

6、下sb1機(jī)械手向下運(yùn)動(dòng)sb2按下sb2全部停止運(yùn)動(dòng)sq1當(dāng)機(jī)械手下降到下極限時(shí)，sq1被壓下sq2當(dāng)機(jī)械手上升到上極限時(shí)，sq2被壓下sq3當(dāng)機(jī)械手右移到右極限時(shí)，sq3被壓下sq4當(dāng)機(jī)械手左移到左極限時(shí)，sq4被壓下yv1當(dāng)電磁閥yv1通電時(shí)，機(jī)械手向下移動(dòng)；斷電時(shí)，仍保持原狀yv2當(dāng)電磁閥yv2通電時(shí)，機(jī)械手夾緊；斷電時(shí)，機(jī)械手松開yv3當(dāng)電磁閥yv3通電時(shí)，機(jī)械手向上移動(dòng)；斷電時(shí)，仍保持原狀yv4當(dāng)電磁閥yv4通電時(shí)，機(jī)械手向右移動(dòng)；斷電時(shí)，仍保持原狀yv5當(dāng)電磁閥yv5通電時(shí)，機(jī)械手向左移動(dòng)；斷電時(shí)，仍保持原狀hl當(dāng)hl通電時(shí)，表示機(jī)械手在原位2.4 電氣控制圖第三章 plc軟件設(shè)計(jì)1

7、、 局部梯形圖解釋當(dāng)按下i0.2和i0.4時(shí)，m10.0從“0”變?yōu)椤?”。當(dāng)m10.0變?yōu)椤?”，q0.5從“0”變?yōu)椤?”，原位提示燈亮。當(dāng)m10.0為“1”時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕i0.0，將m10.0里的“1”傳送到m10.1中。當(dāng)靠到下限位接近開關(guān)sq1時(shí)，將m10.1中的“1”送到m10.2中。當(dāng)t37延時(shí)一到，將m10.2中的“1”送到m10.3中。當(dāng)靠到上限位接近開關(guān)sq2時(shí)，將m10.3中的“1”送到m10.4中。當(dāng)靠到右限位接近開關(guān)sq3時(shí)，將m10.4中的“1”送到m10.5中。當(dāng)靠到下限位接近開關(guān)sq1時(shí)，將m10.5中的“1”送到m10.6中。當(dāng)t38延時(shí)一到，將m10.6中

8、的“1”送到m10.7中。當(dāng)靠到上限位接近開關(guān)sq2時(shí)，將m10.7中的“1”送到m11.0中。當(dāng)靠到左限位接近開關(guān)sq4時(shí)，將m11.0中的“1”送到m11.1中.當(dāng)m11.0為“1”時(shí)，q0.4接通，機(jī)械手向右移。當(dāng)靠到左限位接近開關(guān)sq4時(shí)，m11.1為“1”時(shí)或i0.0下降信號時(shí)，m10.1和m20.0被復(fù)位。當(dāng)m10.1和m10.5為“1”時(shí)，q0.0接通，機(jī)械手往下移。當(dāng)m10.2為“1”時(shí)，m20.0自保持t37開始記時(shí)，q0.1接通，機(jī)械手夾緊。當(dāng)m10.3或m10.7為“1”時(shí)，q0.2接通，機(jī)械手往上移。當(dāng)m10.4為“1”時(shí)，q0.3接通，機(jī)械手往右移。當(dāng)m10.6為“1

9、”時(shí)，m20.0被復(fù)位機(jī)械手松開，t38開始記時(shí)。第四章 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)1、 組態(tài)王介紹組態(tài)王6.53是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢，面向高端自動(dòng)化市場及應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺為目標(biāo)，集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫（kinghistorian）的支持，可以為企業(yè)提供一個(gè)對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時(shí)有效的獲取信息，及時(shí)的做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。 組態(tài)王6.53集成了對kinghistorian的支持，極大的提高了組態(tài)王的數(shù)據(jù)存儲能力，能夠更好的滿足大點(diǎn)數(shù)用戶對存儲容量和存儲速度的要

10、求。kinghistorian是亞控新近推出的獨(dú)立開發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫。具有單個(gè)服務(wù)器支持高達(dá)10萬點(diǎn)、支持256個(gè)并發(fā)客戶同時(shí)存儲和檢索數(shù)據(jù)、每秒檢索單個(gè)變量超過30,000 條記錄的強(qiáng)大功能。能夠更好的滿足高端客戶對存儲速度和存儲容量的要求，完全滿足了客戶實(shí)時(shí)查看和檢索歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的要求。連接與采集組態(tài)王6.53已能連接plc、智能儀表、板卡、模塊、變頻器等上千種工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。支持設(shè)備之多之廣可與國外優(yōu)秀同類軟件相媲美。通訊方式靈活多樣，為用戶提供了充足的選擇空間，可以適應(yīng)各種設(shè)計(jì)方案的需要。目前，組態(tài)王6.53支持的通訊方式已包括：串口通訊方式 ，以太網(wǎng)方式 ，gprs通訊方式 ，lonw

11、orks現(xiàn)場總線方式 ，bacnet現(xiàn)場總線方式。2、設(shè)計(jì)過程并截圖敘述新設(shè)備設(shè)置plc設(shè)置。定義變量。動(dòng)作設(shè)置。移動(dòng)程序編寫按鈕設(shè)置動(dòng)作圖最后圖第五章 設(shè)計(jì)心得 通過這次對機(jī)械手的plc控制，讓我了解了plc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于plc設(shè)計(jì)原理. 有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。最重要的是讓我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要。當(dāng)我遇到問題和同學(xué)互相討論交流。我們在做課程設(shè)計(jì)的過程中要不停地討論問題，這樣，我們可以盡可能地統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。總的來說