坐標(biāo)式機(jī)械手的PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、坐標(biāo)式機(jī)械手的plc梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 西門子plc課程設(shè)計(jì)題目：姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：報(bào)告格式（20分）設(shè)計(jì)說明（20分）設(shè)計(jì)圖紙（20分）科技文獻(xiàn)分析（20分）其它（10分）平時(shí)10分總評(píng)（100分） 目錄第一章 設(shè)計(jì)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(diào)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(dòng)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(jié)25參考文獻(xiàn) 26第一章 設(shè)計(jì)要求圖1 坐標(biāo)式機(jī)械手動(dòng)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(jī)械手整個(gè)搬運(yùn)過程要求都能自動(dòng)控制。在啟動(dòng)過程中能切換到手動(dòng)控制及自動(dòng)控制或半自動(dòng)控制，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修。圖2是機(jī)械手控制系統(tǒng)的邏輯流程圖。系統(tǒng)啟動(dòng)之前，機(jī)械手處于原始位置，條件是機(jī)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(shí)高位低位延時(shí)高位左位右位啟動(dòng)如圖2 機(jī)械手控制程序的流程圖（1） 動(dòng)作順序：機(jī)械手從原點(diǎn)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(jī)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(diǎn)）為一個(gè)循環(huán)。（2） 上限、a、b下限、左限、右限分辨有限位開關(guān)控制；機(jī)

3、械手設(shè)立起動(dòng)和停止開關(guān)。（3） 機(jī)械手夾緊或松開的工作狀態(tài)以及到達(dá)每一個(gè)工位時(shí)，均應(yīng)有狀態(tài)顯示。（4） 機(jī)械手的夾緊和放松動(dòng)作均應(yīng)有1s延時(shí)，然后上升；機(jī)械手每到達(dá)一個(gè)位置均有的停頓延時(shí)，然后進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作。（5） 若機(jī)械手停止時(shí)不在原點(diǎn)位置，可通過手動(dòng)開關(guān)分別控制機(jī)械手的上升和左移，使之回到原點(diǎn)。（6） 要求循環(huán)120次后自動(dòng)停止工作并警鈴報(bào)警。1.2 i/o編址并畫出工作框圖輸入：起動(dòng)按鈕： 停止按鈕：輸出： 下降 上升 夾緊 右轉(zhuǎn) 左轉(zhuǎn) 原點(diǎn)指示1.3 編程并調(diào)試1.4 i/o端子接線圖該機(jī)械手控制系統(tǒng)所采用的plc是德國西門子公司生產(chǎn)的s7-200cpu224，圖3是s7-200cpu

4、224輸入/輸出端子地址分配圖。該機(jī)械手控制系統(tǒng)共使用了14個(gè)輸入點(diǎn)，6個(gè)輸出點(diǎn)圖3 機(jī)械手的輸入/輸出接線圖第二章 工藝過程機(jī)械手的全部動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)，而氣缸則由相應(yīng)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(dāng)下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；當(dāng)下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；當(dāng)下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時(shí)，機(jī)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(jī)械手的放松夾緊由一個(gè)單線圈二位電磁閥控制。當(dāng)該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊，該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放松。當(dāng)機(jī)

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

6、開關(guān)，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降停止；同時(shí)夾緊電磁閥斷電；機(jī)械手放松，放松后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。左移到原點(diǎn)時(shí)，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機(jī)械手經(jīng)過8步動(dòng)作完成一個(gè)周期。 圖4 動(dòng)作過程分析圖機(jī)械手的操作方式分為手動(dòng)操作方式和自動(dòng)操作方式。自動(dòng)操作方式又分為步進(jìn)、單周期和連續(xù)操作方式。手動(dòng)操作：用按鈕對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行操作控制，例如，當(dāng)選擇上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降；按下停止按鈕，機(jī)械手上升。當(dāng)選擇左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，上下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手右移；按下停止按鈕，機(jī)械手左移

7、。當(dāng)選擇夾緊放松運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手夾緊；按下停止按鈕，機(jī)械手方松。步進(jìn)操作：每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一次動(dòng)作后自動(dòng)停止。單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。連續(xù)操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)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(jī)械手將繼續(xù)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)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(guān)，并設(shè)計(jì)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(guān)的位置，用啟動(dòng)/停止按鈕選擇加載操作，當(dāng)加載選擇開關(guān)打到左/右位置時(shí)，

8、按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手右行；若按下停止按鈕，機(jī)械手左行。上述操作可用于使機(jī)械手回到原點(diǎn)。 接通步進(jìn)方式。機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，向前操作一步；每按啟動(dòng)按鈕一次，操作一次。 接通單周期操作方式。機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)操作一個(gè)周期。接通連續(xù)操作方式。機(jī)械手在原點(diǎn)，按下啟動(dòng)按鈕，連續(xù)執(zhí)行自動(dòng)周期操作，當(dāng)按下停止按鈕，機(jī)械手完成此周期后自動(dòng)回到原點(diǎn)并不再動(dòng)作。 第四章 程序規(guī)劃及編制 為了在程序中安排機(jī)械手控制系統(tǒng)單操作、步進(jìn)操作、自動(dòng)操作等功能程序，規(guī)劃程序整體結(jié)構(gòu)如圖6所示 圖6 機(jī)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(dú)立于自動(dòng)操作程

9、序，可另行設(shè)計(jì)。在單周期工作方式下，可執(zhí)行自動(dòng)操作程序。在步進(jìn)工作方式下，執(zhí)行步進(jìn)操作程序，按一下按鈕執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作，并按規(guī)定順序進(jìn)行。在需要自動(dòng)操作方式時(shí)，中間繼電器接通。步進(jìn)工作方式，單操作工作方式和自動(dòng)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(shí)現(xiàn)單操作工作的梯形圖程序圖7 機(jī)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(dòng)作，插入了一些連鎖電路。例如，將加載開關(guān)扳到“左右”檔時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手右行；按下停止按鈕，機(jī)械手向左行。這兩個(gè)動(dòng)作只有當(dāng)機(jī)械手處于上限時(shí)才能執(zhí)行。 將加載開關(guān)扳到“夾/松”檔，按下啟動(dòng)按鈕，執(zhí)行夾緊動(dòng)作；按下停止按鈕，松開。 將加載開關(guān)扳到“上/下”檔，按下啟動(dòng)按鈕，下降；按停止按鈕，上升。第六章 自動(dòng)

11、操作程序 如圖8是機(jī)械手自動(dòng)操作功能圖，圖9是與之對(duì)應(yīng)的梯形圖圖9 自動(dòng)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(xué)工業(yè)出版社， 2009【張運(yùn)剛】 西門子s7-200plc技術(shù)與應(yīng)用 北京： 人們郵電出版社， 2007【連建華】 plc應(yīng)