坐標式機械手的PLC梯形圖控制程序設計與調試

1、坐標式機械手的plc梯形圖控制程序設計與調試 西門子plc課程設計題目：姓名：班級：學號：報告格式（20分）設計說明（20分）設計圖紙（20分）科技文獻分析（20分）其它（10分）平時10分總評（100分） 目錄第一章 設計要求 011.1 控制要求 021.2 i/o編址并畫出工作框圖 031.3 編程并調試 031.4 i/o端子接線圖 03第二章 工藝過程04第三章 操作面板布置05第四章 程序規(guī)劃及編制06第五章 單操作工作的程序07第六章 自動操作程序11第七章 plc外圍端子接線圖23第八章 元器件清單24第九章 總結25參考文獻 26第一章 設計要求圖1 坐標式機械手動作原理圖1

2、.1 控制要求如圖1所示，將物體從位置a搬至位置b機械手整個搬運過程要求都能自動控制。在啟動過程中能切換到手動控制及自動控制或半自動控制，以便對設備進行調整和檢修。圖2是機械手控制系統(tǒng)的邏輯流程圖。系統(tǒng)啟動之前，機械手處于原始位置，條件是機械手在高位、左位。原位夾緊下降上升右移停止左移上升松開下降低位工件延時高位低位延時高位左位右位啟動如圖2 機械手控制程序的流程圖（1） 動作順序：機械手從原點位置下移到a處下限位從a處夾緊物體后上升至上限為右移至右限位機械手下降至b處下限位將物體放置在b處后上升至上限位左移至左限位（原點）為一個循環(huán)。（2） 上限、a、b下限、左限、右限分辨有限位開關控制；機

3、械手設立起動和停止開關。（3） 機械手夾緊或松開的工作狀態(tài)以及到達每一個工位時，均應有狀態(tài)顯示。（4） 機械手的夾緊和放松動作均應有1s延時，然后上升；機械手每到達一個位置均有的停頓延時，然后進行下一個動作。（5） 若機械手停止時不在原點位置，可通過手動開關分別控制機械手的上升和左移，使之回到原點。（6） 要求循環(huán)120次后自動停止工作并警鈴報警。1.2 i/o編址并畫出工作框圖輸入：起動按鈕： 停止按鈕：輸出： 下降 上升 夾緊 右轉 左轉 原點指示1.3 編程并調試1.4 i/o端子接線圖該機械手控制系統(tǒng)所采用的plc是德國西門子公司生產的s7-200cpu224，圖3是s7-200cpu

4、224輸入/輸出端子地址分配圖。該機械手控制系統(tǒng)共使用了14個輸入點，6個輸出點圖3 機械手的輸入/輸出接線圖第二章 工藝過程機械手的全部動作由氣缸驅動，而氣缸則由相應的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈及二位電磁閥控制。例如當下降電磁閥通電時，機械手下降；當下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有當上升電磁閥通電時，機械手下降；當下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有當上升電磁閥通電時才上升；當上升電磁閥斷電時，機械手上升停止。同樣左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械手的放松夾緊由一個單線圈二位電磁閥控制。當該線圈通電時，機械手夾緊，該線圈斷電時，機械手放松。當機

5、械手右移到位并準備下降時，為了確保安全。必須在右工作臺上無工作時才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺的工件尚未搬走時，機械手應自動停止下降機械手的動作過程分解圖4所示，從原點開始，按下起動按鈕時，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥通電，機械手下降停止；同時按通夾緊電磁閥，機械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁式斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機械手右移。右移到位時。碰到右限位開關，右移電磁閥斷電，機械手右移停止。若此時工作臺上無工件，則光電開關接通，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位

6、開關，下降電磁閥通電，機械手下降停止；同時夾緊電磁閥斷電；機械手放松，放松后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通左移電磁閥，機械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機械手經過8步動作完成一個周期。 圖4 動作過程分析圖機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。自動操作方式又分為步進、單周期和連續(xù)操作方式。手動操作：用按鈕對機械手的每一步運動單獨進行操作控制，例如，當選擇上下運動時，按下啟動按鈕，機械手下降；按下停止按鈕，機械手上升。當選擇左右運動時，上下啟動按鈕，機械手右移；按下停止按鈕，機械手左移

7、。當選擇夾緊放松運動時，按下啟動按鈕，機械手夾緊；按下停止按鈕，機械手方松。步進操作：每按一次啟動按鈕，機械手完成一次動作后自動停止。單周期操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機械手自動完成一個周期的動作后停止。連續(xù)操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機械手的動作將自動的、連續(xù)不斷的周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，則機械手將繼續(xù)完成一個周期的動作后，回到原點自動停止。第三章 操作面板布置 根據(jù)控制要求，需安排一些操作開關，并設計控制箱面板布置圖如圖4 圖5 操作面板布置圖 圖5中，接通單操作方式。按加載選擇開關的位置，用啟動/停止按鈕選擇加載操作，當加載選擇開關打到左/右位置時，

8、按下啟動按鈕，機械手右行；若按下停止按鈕，機械手左行。上述操作可用于使機械手回到原點。 接通步進方式。機械手在原點時，按下啟動按鈕，向前操作一步；每按啟動按鈕一次，操作一次。 接通單周期操作方式。機械手在原點時，按下啟動按鈕，自動操作一個周期。接通連續(xù)操作方式。機械手在原點，按下啟動按鈕，連續(xù)執(zhí)行自動周期操作，當按下停止按鈕，機械手完成此周期后自動回到原點并不再動作。 第四章 程序規(guī)劃及編制 為了在程序中安排機械手控制系統(tǒng)單操作、步進操作、自動操作等功能程序，規(guī)劃程序整體結構如圖6所示 圖6 機械手控制系統(tǒng)整體流程圖若選擇單操作工作方式，斷開，接著執(zhí)行單操作程序。單操作程序可以獨立于自動操作程

9、序，可另行設計。在單周期工作方式下，可執(zhí)行自動操作程序。在步進工作方式下，執(zhí)行步進操作程序，按一下按鈕執(zhí)行一個動作，并按規(guī)定順序進行。在需要自動操作方式時，中間繼電器接通。步進工作方式，單操作工作方式和自動操作方式，都用同樣的輸出繼電器。第五章 單操作工作的程序 如圖7是實現(xiàn)單操作工作的梯形圖程序圖7 機械手單操作梯形圖控制語句：ld jmp 1network 2 ld a lpsa an = lppa an = network 3 ld a s , 2network 4 ld a r , 2network 5 ld a an = network 6 ld a an = network 7 l

10、bl 1network 8 ldn jmp 2network 9 lbl 2network 10 ldn an jmp 3network 11 ld a s , 1network 12 ld o r , 1network 13 lbl 3network 14 ld end 為避免發(fā)生誤動作，插入了一些連鎖電路。例如，將加載開關扳到“左右”檔時，按下啟動按鈕，機械手右行；按下停止按鈕，機械手向左行。這兩個動作只有當機械手處于上限時才能執(zhí)行。 將加載開關扳到“夾/松”檔，按下啟動按鈕，執(zhí)行夾緊動作；按下停止按鈕，松開。 將加載開關扳到“上/下”檔，按下啟動按鈕，下降；按停止按鈕，上升。第六章 自動

11、操作程序 如圖8是機械手自動操作功能圖，圖9是與之對應的梯形圖圖9 自動操作梯形圖控制語句： network 1 ldn jmp 1network 2 lbl 1network 3 ldn jmp 2network 4 lbl 2network 5 ldn an jmp 3network 6 ld a s , 1network 7 ld o r , 1network 8 ld movw 0, sw0network 9 ld a s , 1network 10 lscr network 11 ld = network 12 ld scrt network 13 screnetwork 14 ls

12、cr network 15 ld = network 16 ld scrt network 17 screnetwork 18 lscr network 19 ld s , 1ton t37, 17network 20 ld t37scrt network 21 screnetwork 22 lscr network 23 ld = network 24 ld scrt network 25 screnetwork 26 lscr network 27 ld an = network 28 ld a scrt network 29 screnetwork 30 lscr network 31

13、ld = network 32 ld scrt network 33 screnetwork 34 lscr network 35 ld r , 1ton t38, 15network 36 ld t38scrt network 37 screnetwork 38 lscr network 39 ld = network 40 ld scrt network 41 screnetwork 42 lscr network 43 ld = network 44 ld lpsa scrt lppan scrt network 45 screnetwork 46 ld o = network 47 第七章 北京： 化學工業(yè)出版社， 2009【張運剛】 西門子s7-200plc技術與應用 北京： 人們郵電出版社， 2007【連建華】 plc應