基于PLC控制的二維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于PLC控制的二維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 附表一、畢業(yè)論文開題報(bào)告中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文開題報(bào)告學(xué)生姓名曾剛達(dá)學(xué)號(hào)05376069指導(dǎo)老師楊智職稱教授開題簡況論文題目基于PLC控制的二維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)目的：機(jī)械臂是模擬人手的部分動(dòng)作, 按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)、抓舉或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以大大提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn); 尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境下, 代替人進(jìn)行正常工作, 意義更為重大。本課題進(jìn)行機(jī)械臂的二維運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)二維定位控制。思路方法：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以

2、及控制系統(tǒng)所組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的主體部分, 主要包括定位軸、立柱、行走機(jī)構(gòu)和機(jī)座等。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。常用的有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等。控制系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的核心部分, 由可編程控制器（PLC）設(shè)計(jì)，它支配運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)按規(guī)定的程序運(yùn)行, 記憶給予運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的指令信息, 同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令, 必要時(shí), 對運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視。相關(guān)支持條件：歐姆龍系列可編程控制器、伺服電機(jī)。進(jìn)度安排：17周：收集查閱相關(guān)資料，完成理論部分。812周：實(shí)踐驗(yàn)證。指導(dǎo)教師意見：同意開題1、同意開題（ ）2、修改后開題（ ）3、重新開題（ ）具體建議：指導(dǎo)教師簽

3、名： 2008 年 10 月 6日附表二、畢業(yè)論文過程檢查情況記錄表第1次檢查學(xué)生總結(jié)： 查找技術(shù)資料，進(jìn)行PLC硬件選型。完成硬件連接與配置。選用歐姆龍CS1H CPU64H PLC；伺服驅(qū)動(dòng)器選用歐姆龍W系列R88D型伺服驅(qū)動(dòng)器；執(zhí)行電機(jī)選用XY二維直線運(yùn)動(dòng)工作平臺(tái)。指導(dǎo)教師意見：第2次檢查學(xué)生總結(jié)： 進(jìn)行PLC運(yùn)動(dòng)控制程序編寫，運(yùn)行PLC在線仿真，進(jìn)行初步定位控制，修改程序錯(cuò)誤。指導(dǎo)教師意見：第3次檢查學(xué)生總結(jié)： 安裝組態(tài)軟件，學(xué)習(xí)組態(tài)軟件使用方法。設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，完成人機(jī)界面與硬件的通信連接。指導(dǎo)教師意見：第4次檢查學(xué)生總結(jié)：進(jìn)行系統(tǒng)整體連接，運(yùn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的整體測試。完成論文撰寫

4、。指導(dǎo)教師意見：學(xué)生簽名： 年 月 日指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日總體完成情況指導(dǎo)教師意見：1、按計(jì)劃完成，完成情況優(yōu)（ ）2、按計(jì)劃完成，完成情況良（ ）3、基本按計(jì)劃完成，完成情況合格（ ）4、完成情況不合格（ ）指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日附表三、畢業(yè)論文答辯情況答辯人專 業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目答辯小組成員答辯記錄：記錄人簽名： 年 月 日學(xué)術(shù)誠信聲明本人所呈交的畢業(yè)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料均真實(shí)可靠。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本論文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式

5、標(biāo)明。本畢業(yè)論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本人簽名： 日期：摘要機(jī)械臂是模擬人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)、抓舉或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以大大提高生產(chǎn)的勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境下，代替人進(jìn)行正常工作，意義更為重大。機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)作為20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，自60年代初問世以來，經(jīng)歷40多年的發(fā)展已取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步和成果。在傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過誕生、成長、成熟期后，已成為制造業(yè)中不可缺少的核心自動(dòng)化裝備，目

6、前世界上約有近百萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人正在各種生產(chǎn)現(xiàn)場工作。當(dāng)今的工業(yè)機(jī)器人多數(shù)由機(jī)械臂和末端執(zhí)行器組成；二維運(yùn)動(dòng)控制是機(jī)械臂操控的基礎(chǔ)。目前使用的機(jī)械臂的電氣控制系統(tǒng)一般采用繼電器和開關(guān)元件組成的控制系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的邏輯控制和較多功能控制方式的選擇，因而現(xiàn)場使用功能和控制方式單一，不能進(jìn)行在線管理。本課題介紹采用歐姆龍CS1H 可編程控制器，配以運(yùn)動(dòng)控制單元MCH71，通過伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂的二維運(yùn)動(dòng)控制，給出運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理及控制方法，并給出人機(jī)界面進(jìn)行方便的控制和監(jiān)視。通過對此研究，可提高機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)和管理的效率和方便性，可促進(jìn)機(jī)械臂在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵字：PLC運(yùn)

7、動(dòng)控制單元AbstractManipulator is a machine that simulate human upper limbs motion, follows the program and the track that have been given to move or grasp something. Using manipulator in manufacture can improve the level of the productivity and automation, ensure the product's quality, actualize safe

8、 manufacture; especially in high temperature, low temperature, low pressure, dusty environment, explosive, venomous gas, or radioactivity and other inclemency case, it's signality do the job for human being.Automaton technic and system as the greatest invention in 20 century, since it came to th

9、e world in 1960, come through 40 years exploration, it have been acquire important advancement and outcome . In traditional manufacture industry , industry robot experience born, pullulate and maturity, it have been an indispensable roboticized equipment in manufacture industry. There is millions in

10、dustry robot working on all kinds of manufacture field in the world . Nowadays,industry robot mostly made up by manipulator and terminal implement;two dimension motion control is the basic theory of the manipulator control.It use relay and switch element make up of manipulator's electric control

11、 system, it can't be carry out complex logic control and multi-function choose, it result in singleness function and could not manage on line. This subject introduce OMRON CS1H Programable-Logic-Controller, and OMRON motion control unit MCH71, via servomotor carry out manipulator's two dimen

12、sion motion control, give out motion control system's principle and control method,and design the man-machine interface for the convenience of control and watch.Through this research,it can improve the convenience and efficiency in the design of manipulator, promote manipulator's abroad appl

13、ication in industry.Keywords: PLC; Motion Control Unit; PC Interface Area; HMI; KING VIEW目錄第一章 緒論11.1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究背景1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r2 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢31.2 PLC系統(tǒng)41.3 本課題設(shè)計(jì)的意義和內(nèi)容6第二章 OMRON CS1H PLC 系統(tǒng)72.1 CS系列PLC系統(tǒng)綜述72.2 CS1H PLC的基本結(jié)構(gòu)82.3 存儲(chǔ)器系統(tǒng)9 概述9 數(shù)據(jù)區(qū)域結(jié)構(gòu)11第三章 CS1W MCH71運(yùn)動(dòng)控制單元123.1 特點(diǎn)12 綜述12 特點(diǎn)133.2 系統(tǒng)配置14 系統(tǒng)配置14 外圍設(shè)備143.3 數(shù)據(jù)傳送和儲(chǔ)存15 傳送數(shù)據(jù)的IOWR指令15 傳送數(shù)據(jù)的IORD指令18第四章 PC接口區(qū)204.1 數(shù)據(jù)交換區(qū)綜述204.2 分配區(qū)表214.3 接口特點(diǎn)23 單元狀態(tài)位23 運(yùn)動(dòng)任務(wù)控制位23 軸控制位、軸狀態(tài)位24第五章 運(yùn)動(dòng)控制PLC設(shè)計(jì)265.1 PLC設(shè)置265.2 PLC編程27 編程方法27