免費--用PLC對機械手搬物控制的電氣控制

1、免費-用PLC對機械手搬物控制的電氣控制     2013-07-21 01:06        導讀：自動化論文畢業(yè)論文，免費畢業(yè)論文-用PLC對機械手搬物控制的電氣控制論文樣本，在線游覽或下載，海量論文供你參考：         任務書（六）  一、設          &#

2、160;  任務書（六） 一、設計題目    用PLC對機械手搬物控制的電氣控制設計 二、設計的目的 11）掌握機械手動作流程。 2）掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。 3）掌握PLC選擇與應用。 三、設計要求 兩條傳送帶分別由電動機驅(qū)動，機械手有液壓缸驅(qū)動上下左右旋轉(zhuǎn)兩個方向運動，液壓系統(tǒng)是1000W電機。設計要求 1）機械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。 2）用常用的電氣元件控制。 3）有工作狀態(tài)指示及照明。 4）

3、有必要的電氣保護和聯(lián)鎖。 四、完成的任務 要求說明詳細，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號標準，線條均勻。 （1）設計與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。 （2）設計說明書（8000以上） 1）設計題目 2）控制原理說明設計方案論證 3）主要器件選擇依據(jù)與計算 4）元件明細表 5）設計總結(jié)及改進意見 6）主要參考資料 五、參考文獻 工廠電氣控制技術  機械工業(yè)出版社 主編  方承遠 工廠電氣控制設備 

4、機械工業(yè)出版社 主編   許廖 機床電氣控制技術   機械工業(yè)出版社 主編  王炳實 可編程序控制器的應用技術  機械工業(yè)出版社 主編 王兆義 可編程序控制器的原理及程序設計  電子工業(yè)出版社 主編 崔亞軍      前言                    由于可編

5、程序控制器具有可靠性高、通用性強、程序設計簡單及便于安裝調(diào)試等優(yōu)點，它在工業(yè)控制的各個領域發(fā)揮著越來越重要的作用。社會對可編程序控制器技術人員的需長也越來越迫切。 可編程控制器的機型較多，但其基本結(jié)構和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設計書以是用最廣泛的德國西門子可編程控制器為核心，主要介紹了可編程控制器的基礎知識、基本結(jié)構、指令系統(tǒng)、程序設計、控制系統(tǒng)以及可編程序控制器在邏輯控制系統(tǒng)的模擬量控制系統(tǒng)中的應用等知識。本設計書結(jié)合了大量的圖形，使設計一目了然。并給出了程序調(diào)試，最后給出了主要的流程圖、梯形圖、詳細注釋及助記符語言等。 本設計書參考了眾多可編程

6、序控制器教學用書，結(jié)合自己所掌握的知識，并由指導教師田林紅老師的指導下完成。在此真誠的衷心的感謝田老師的指導幫助。 由于本人水平有限，錯誤和不妥之處再所難免，敬請各位老師及各位讀者批評指正。                                 &#

7、160;                               目  錄  前言.（） 摘要.（1） 一、電器控制技術的發(fā)展狀況.（3） 二、PLC的基本結(jié)構和工作原理.（3）  1、PLC的基本結(jié)構.（ ）

8、60;2、PLC的工作原理.（ ） 三、可編程控制器的特點及基本功能.（） 1、PLC的特點. 2、PLC的基本功能. 四、PLC的應用領域和發(fā)展趨勢.（3） 五、PLC應用中應注意的若干問題.（4） 六、機械手移動工件的控制系統(tǒng) 1、機械手移動工件控制系統(tǒng)的基本機構.（5） 2、機械手移動工件的控制要求與工作流程.（6） 3、操作面板布置.（6） 4、控制系統(tǒng)構成.（6） 七、梯形圖設計.（6） 1、梯形圖的整體設計.（6） 2、各部分梯形圖的設計.（8）

9、0;3、機械手的PLC控制梯形圖.（8） 4、程序語言. .（8） 八、總結(jié). .（26）  參考文獻.（27     2013-07-21 01:06        導讀：） 附錄. 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣，增加了工人的勞動強度        ） 附錄.  摘 

10、  要  在工業(yè)生產(chǎn)和其他領域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣，增加了工人的勞動強度，甚至于危機生命。機械手就在這樣誕生了,機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之一。機械手的機械結(jié)構采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機械器件組成；電氣方面有步進電機、驅(qū)動模塊、傳感器、開關電源、電磁閥、等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術，位置控制技術、氣動技術、檢測技術等，是機電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅(qū)動橫軸、豎軸步進電機驅(qū)動器，控制機械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關將位置信傳給PLC主機

11、；直流電機拖動手爪和底盤旋轉(zhuǎn)，位置信號由旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關反饋給PLC主機；電磁閥控制氣開閥的開關來控制機械手手爪的張合，從而實現(xiàn)機械手精確運動的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數(shù)。  關鍵字： 可編程控制器PLC； 機械手； 脈沖； 步進電機驅(qū)動器； 步進電機； 直流電機； 傳感器； 限位開關； 電磁閥。    一、電氣控制

12、技術的發(fā)展狀況  在現(xiàn)代工業(yè)中,為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程的要求,驅(qū)動生產(chǎn)機械的工作機構運動的電器機械裝置稱為電力動。在電力拖動中，電動機是生產(chǎn)機械的原動力。必須根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，通過各種控制電器，自動實現(xiàn)其啟動、制動、反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制，從而產(chǎn)生了電氣自動控制技術。  20世紀2030年代，人們采用繼電器及接觸器等元件控制電動機的運行，這種制動系統(tǒng)稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。這類系統(tǒng)結(jié)構簡單、價格低廉、維護方便，因此被廣泛應用于各類機床和機械設備中。采用這種系統(tǒng)不但可以方便地實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而且還可以實現(xiàn)集中控制。目前，我國的大部分機床和其他機械設備仍舊采用繼電

13、器接觸器控制系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是固定接線形式，故在改變生產(chǎn)工藝時需要重新布線，控制的靈活性較差。另外，該系統(tǒng)采用有觸點元件控制，動作頻率低，觸點易損壞，系統(tǒng)的可靠性差。 20世紀40年代，世界上出現(xiàn)了交磁放大機電動機控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，它利用輸出量與給定量的偏差進行自動控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現(xiàn)了晶體管晶閘管控制，到了70年代發(fā)展成為集成電路晶閘管控制。由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)速性能大為改善，而且減少了機電設備和占地面積，耗電少、效率高，已完全取代了交磁放大機電動機系統(tǒng)。 在實際生產(chǎn)中，由于大量存在一些由開關量控制的

14、簡單程序控制過程,而實際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的,因此需要一種能靈活改變程序的次新型控制器.于是,在20世紀60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要方便的改變控制程序,而又比電子計算機結(jié)構簡單、價格低廉的自動化裝置順序控制.它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現(xiàn)繼電器接觸器控制線路功能的裝置,能滿足程序經(jīng)常改變的控制要求,使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,裝置體積大,功能也受到一定的限制.隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術的發(fā)展和應用,上述控制技術也發(fā)生了根本變化,在20世紀70年代出現(xiàn)了以微處理器為核心的、用軟件手段來實現(xiàn)各種控制控制功能的新型工業(yè)控制器可編程序控制器(P

15、LC).它不僅充分利用了微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求,而且還照顧到了現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習慣,摒棄了微機常用的計算機程序語言的表達形式,獨具風格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構,使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學,更容易調(diào)試和查錯.它已經(jīng)取代了繼電器接觸器控制系統(tǒng),被廣泛應用于大規(guī)模的生產(chǎn)過程控制中,具有通用性強、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點,故目前世界各國已將它作為一種標準化通用設備普遍應用于工業(yè)控制中. （ 編輯整理） 電氣控制技術是隨著科學的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷提高兒訊發(fā)展的。在控制方法上，它手動

16、控制到自動控制；在控制功能上，它是從簡單到復雜；在操縱上，它笨重到輕巧;在控制原理上,它從由單一的有觸點接線的繼電器接觸器控制系統(tǒng),到以微處理器為中心的軟件控制系統(tǒng).隨著新的控制理論和新型電器及電子元件的出現(xiàn),電氣控制技術還將不斷得到發(fā)展.    二、 PLC的基本結(jié)構和工作原理  1、  PLC的基本結(jié)構 PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構基本上與微型計算機相同。根據(jù)結(jié)構形式的不同，PLC的基本結(jié)構分為整體式和模塊式結(jié)構兩類。 1）.整體式結(jié)構的PLC 整體式結(jié)構的PLC由中央

17、處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等組裝在一起組成。 2）.模塊式結(jié)構的PLC 模塊式結(jié)構的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應的模塊，應用時將這些模塊根據(jù)控制要求插在機架上，各模塊間通過機架上的總線相互聯(lián)系。 3）.PLC各組成部分介紹 （1）、中央處理器（CPU） 中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，相當于PLC的“大腦”。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲器、輸入/輸出、通信端口等單元相連。通過制造廠家預制在系統(tǒng)存儲器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項任務。其

18、主要功能是由編程器寫入控制程序和數(shù)據(jù)到存儲器、檢驗用戶程序、從存儲器上讀取和執(zhí)行程序，還可以進行PLC內(nèi)部故障的診斷等。 （2）、存儲器 根據(jù)存儲器存儲內(nèi)容的不同，我們把存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。  系統(tǒng)程序存儲器：用來存放系統(tǒng)軟件的存儲器。系統(tǒng)程序相當于計算機操作系統(tǒng)。是PLC廠家根據(jù)選用的CPU的指令來編寫的，并固化到ROM里，用戶不能修改其內(nèi)容。 用戶程序存儲器：用來存放用戶根據(jù)控制要求編制的程序。不同類型的PLC，其存儲容量也不一樣。 數(shù)據(jù)存儲器：用以存放PLC運行中的各種數(shù)據(jù)的存儲器。因為運行中數(shù)據(jù)不斷變化

19、，所以這種存儲器必須可讀寫。 （3）、輸入/輸出（I/O）單元 輸入/輸出（I/O）單元是PLC與此同時外部設備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場設備向PLC提供的開頭量信號，經(jīng)     2013-07-21 01:06        導讀：外部設備的。 （4）、電源部分 不同型號的PLC有不同的供電方式，所以PLC電源的輸入電壓既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。 （5）、通信端口 PLC的CPU模    

20、;    外部設備的。 （4）、電源部分 不同型號的PLC有不同的供電方式，所以PLC電源的輸入電壓既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。 （5）、通信端口 PLC的CPU模塊上至少有一個通信端口。通過這個通信端口PLC可以直接和編程器或上位機相連。 （6）編程器 幾乎每個PLC廠家都有自己的編程器。用戶通過編程器來編寫控制程序，并通過編程器接口將自己的控制程序輸入到PLC。它還可以在線檢測程序的運行情況。在出現(xiàn)故障時，通過編程器可以很方便的找出錯誤。 （7）特殊功能單元

21、 主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠程I/O模塊、通信模塊、高速計數(shù)模塊、中斷輸入模塊和PID調(diào)解模塊等。隨著PLC的進一步發(fā)展，特殊功能單元的應用也越來越多。  2、PLC的工作原理 PLC的工作原理與繼電器構成的控制裝置一樣，但是工作方式不太一樣。繼電器控制是并行方式，即如果輸出或電，該線圈的觸點立即動作。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術，只是該線圈通電或斷電，并且必須當程序掃描到該線圈時，該線圈觸點才會動作。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序、輸出3個階段才能完成控制過程。

22、60; PLC采用循環(huán)掃描技術可以分為3個階段：輸入階段（將外部輸入信號的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號傳送到外部設備）。1)、輸入階段 在這個階段中，PLC讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應的輸入存儲單元。2)、執(zhí)行程序階段 在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行指令。從相應的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行邏輯運算，得到運算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應的輸出存儲單元。這一階段執(zhí)行完后，進入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。 、輸出

23、階段 在這個階段中，PLC將相應的輸出存儲單元的運算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設備傳送輸出信號，開始控制外部設備。    三、 PLC的特點及基本功能  1、PLC的特點 1）、編程簡單，易于掌握，PLC的設計者充分考慮到現(xiàn)場技術人員的技能和習慣，經(jīng)常采用的是梯形圖方式的編程語言，它與繼電器控制原理圖相似，具有直觀，清晰、修改方便，易掌握等優(yōu)點，即便未掌握專門計算機的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現(xiàn)場技術人員的歡迎。 2）、可靠性高，抗干擾能力 PLC是專為工業(yè)控制而設計的，由于采了一系列

24、的措施，使之在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍能保證很高的可靠性，一般平均無故障時間可達到4-5萬小時，遠遠超過以往電器控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。 3）、通用性能好，PLC品種多，檔次高，同一以PLC可適用于不同的控制對象或同一對象的不同控制要求，同一檔次，不同機型的功能也能方便地相互轉(zhuǎn)換。 4）、功能強，PLC運用了計算機、電子技術和集成工藝的最新技術，在 硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使菘具備很強的信息處理能力，可進行邏輯、定時，計數(shù)和步進等控制，能完成A/D與D/A 5）、開發(fā)周期短  PLC在許多方面是以軟件編程來取代硬件接線實現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重

25、的安裝接線工作，且編程簡單，程序設計和高度修改也很方便安全，因此，大大縮短了PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)周期。 6）、體積小，使用方便，由于PLC采用了半導體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構緊湊，功耗低，是機電技術的理想控制器，PLC編程簡單，自診斷能力強，能判斷和顯示自身故障，使操作人員檢查判斷故障方便迅速，而且接線少，維修時只需更換插入式模塊，維護方便，修改程序和監(jiān)視運行狀態(tài)也容易。    2、PLC的基本功能 1）、邏輯控制  PLC具有邏輯運算功能，它設置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，能工巧匠夠描述繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)

26、等各種連接。因此它可以代替繼電器進行組合邏輯與順序邏輯控制。 2）、定時控制  PLC具有定時控制功能。它為用戶提供了若干個定時器并設置了定時指令。定時值可由用戶在編程時設定，并能在運行中被讀出與修改，使用靈活，操作方便。 3）、計數(shù)控制  PLC還具有計數(shù)功能。它為用戶提供了若干個計數(shù)器并設置了計數(shù)指令，計數(shù)值可由用戶在編程時設定，并可在運行中被讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。 4）、步進控制 PLC能完成步進控制功能。步進控制是指在完成一道工序以后，再進行下一步工序，也就是順序控制。PLC為用戶提供了若干個移位寄存器，或者直接有步進指令

27、，可用于步進控制，編程與使用很方便。 5）、A/D、D/A轉(zhuǎn)換  有些PLC還具有“模數(shù)”轉(zhuǎn)換（A/D）和“數(shù)模”（D/A），功能，能完成對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。 6）、數(shù)據(jù)處理  有的PLC還具有數(shù)據(jù)處理能力，并具有并行運算指令，如兩個數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯運算，進行數(shù)據(jù)檢索、比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換等操作。 7）、通信與聯(lián)網(wǎng)  有些PLC采用了通信技術，可以進行遠程I/O控制，多臺PLC之間可以進行同位鏈接，計算機作為上機可對其發(fā)布命令并返回執(zhí)行結(jié)果，這種采用一臺計算機，多臺PLC組成的頒式控制網(wǎng)絡可完成圈套規(guī)模的復雜控制。 8）

28、、監(jiān)控控制  PLC具有較強的監(jiān)控功能。在控制系統(tǒng)中，操作人員通過監(jiān)控命令可以監(jiān)視有關部分的運行狀態(tài)，可以調(diào)整定時或計數(shù)設定值，因而高度、使用和維護都很方便。     四、PLC的應用領域和發(fā)展趨勢  目前，PLC在國內(nèi)已得到了廣泛的應用。利用PLC最基本的邏輯運算、定時、記數(shù)等功能進行邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛用于機床、印刷機、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。 較高檔次的PLC具有位置控制模塊，特別適用于機床控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構成模擬量輸入輸出的閉環(huán)

29、控制系統(tǒng)，用于過程控制。 隨著計算機控制技術的發(fā)展，國外近幾年興起自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)，PLC與PLC之間，PLC與上位機之間連成網(wǎng)絡，通過光纜傳遞信息，構成大型的多級分布式控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）。PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡單、體積小、重量輕等特點。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200多家，生產(chǎn)300多個品種。作為控制裝置，它在許多工業(yè)控制領域都得到了廣泛的應用。隨著微處理器技術的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術     2013-07-21 01:06       

30、; 導讀：nbsp;PLC的主要發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 1、高速度、高I/O容量、功能強大 隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執(zhí)行的速度也越來越快；在規(guī)模和超大        nbsp;PLC的主要發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 1、高速度、高I/O容量、功能強大  隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執(zhí)行的速度也越來越快；在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，相應地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來越多。 2、強大的PLC聯(lián)網(wǎng)能力&#

31、160;隨著人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，人們已經(jīng)不再滿足對幾個設備、幾條生產(chǎn)線的PLC控制，而是要求實現(xiàn)對全工廠的自動化 ，所以提高PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能成為PLC的發(fā)展趨勢。以后人們不公能通過通信模塊進行PLC與PLC、PLC與上位機之間的連接，還能通過撥號或者無線的方式使PLC聯(lián)網(wǎng)。 3、編程軟件多樣化 PLC的梯形力語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好的實現(xiàn)控制要求，倡在處理一些高級功能（復雜運算、報表生成和打印等功能）時存在明顯的不足，所以就要求高級語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。這樣不公可以通過梯形圖語言

32、、助記符語言和功能 模塊語言來編寫程序，也可以通過高級語言來編程。     五、 PLC應用中應注意的若干問題  本節(jié)主要介紹PLC在應用過程中經(jīng)常遇到的一些對PLC的某些輸入信號的處理問題。 1、PLC輸入信號抖動的消除 在實際應用中，有些開關輸入信號在接通過程中，由于外界干擾會出現(xiàn)時通時斷的“抖動”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在繼電器系統(tǒng)中由于繼電器的電磁慣性一般不會造成誤動作，沒什么影響。但在PLC應用系統(tǒng)中，PLC是不斷掃描工作，掃描周期一般比繼電器動作時間短得多，抖動信號很可能被PLC檢測到，造成錯誤的結(jié)果。所以，必須

33、對這些“抖動”進行處理，已保證系統(tǒng)正常工作。  2、兩線式傳感器輸入的處理 如果PLC輸入設備采用兩線式傳感器（如接近開關、光電開關等）時它們的漏電電流較大，可能會出現(xiàn)錯誤的輸入信號。為了避免這種現(xiàn)象，可在輸入端并聯(lián)輸入電阻R， 旁路電阻R的阻值由下式確定： I（UmInUn）（R+UnIn）UL 式子中，I為傳感器的漏電流；Un、In分別是PLC的額定輸入電壓和額定電流；Um是PLC輸入電壓低電平的上限值。 3、 由晶體管提供輸入信號的處理 如果PLC輸入信號由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應大于10千歐姆，

34、導通電阻應小于800歐姆。       六、機械手移動工件的控制系統(tǒng) 1、機械手移動工件的基本機構 機械手是工業(yè)自動控制領域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等，應用非常廣泛。應用PLC控制機械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產(chǎn)效率。 如圖 1 所示，是一臺工件傳送機械手的動作示意圖。 其作用是將工件從A位置傳送到B位置。其上升、下降和左移、右移動作由雙線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動氣缸來控制完成，一旦電磁閥線圈通電，就一

35、直保持現(xiàn)有的機械動直到相對的線圈通電為止。另外夾緊、放松的動作由只有一個線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動的氣缸控制完成，線圈通電，夾住工件，線圈斷電，放松工件（若擔心停電時的工件跌落，可選用通電時松開、斷電時夾緊的夾具）。                                &#

36、160;        圖 1 （ 整理）    2、機械手移動工件的控制要求與工作流程  機械手的全部動作由氣官缸驅(qū)動，而氣缸又有相應的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。例如，當下降電磁閥通電時，機械手下降；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/夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。當該線圈通電時，機械手

37、夾緊；當該線圈斷電時，機械手放松。 當機械手右移到位并準備下降時，為了確保安全，必須右工作臺無工件時才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺上的工件尚未搬走時，機械手應自動停止下降，用光電開關進行無工件檢測。 機械手的動作過程如圖 2 所示。                           &#

38、160;                 圖 2  從原點開始，按下起動按鈕，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通加緊電磁閥，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，上升電磁閥斷電，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，右移停止。若此時右工作臺上無工件，則光電開關接通，下降電磁閥通

39、電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，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，機械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。經(jīng)過八步動作完成了一個周期的動作。   3     2013-07-21 01:06        導讀：; 圖 3 機

40、械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。 手動操作：就是用按鈕操作對機械手的每一步運動單獨進行控制。例如，當選擇上/下運動時                           圖 3            

41、60;            機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。 手動操作：就是用按鈕操作對機械手的每一步運動單獨進行控制。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，按下啟動按鈕，機械手右移。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，機械手放松。 自動操作方式又分為步進、單周期和連續(xù)操作方式。 步進操作：每按一次啟動按鈕，機械手完成一步動作后自動停止。 單

42、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（如果在操作過程中按下停止按鈕，機械手停在該工序上，再按下啟動按鈕，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位）。 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地、連續(xù)地不斷地周期性循環(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。  4、控制系統(tǒng)構成  （1）控制系統(tǒng)圖 機械手移動工件控制系統(tǒng)圖如圖 4 所示        

43、0;                            圖 4     （2）輸入/輸出端子地址分配 該機械手控制系統(tǒng)所采用的可編程控制器是由德國西門子公司生產(chǎn)的。如圖 5 是可編程控制器輸入輸出端子地址分配圖。      

44、圖 5                         該機械手控制系統(tǒng)共使用了14個輸入量，6個輸出量。     七、梯形圖設計  機械手的控制屬于順序控制，采用步進指令，根據(jù)說明機器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形，進行程序設計。 1.梯形圖的整體設計  根據(jù)機械手的工作方式情況

45、，在選擇“單步操作”時，應執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應執(zhí)行“自動程序”，故梯形圖的總體構成應如圖 6 所示。其中，自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。  圖 6  2.各部分梯形圖的設計        1）通用部分梯形圖設計  （1）狀態(tài)器的初始化： 初始狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復位。當方式選擇開關處于“返回原位”（X501接通）時，按下返回原位按鈕（X505）時被置位；在“單步操作”（X500接通）時，S600復位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動動作復

46、位操作，即在方式選擇開關位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)器同步復位，故初始化梯形圖如圖 7 所示（如果狀態(tài)器要在供電時從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）。                                 圖 7  （2）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動：

47、  若機械手工作在自動工作方式下，當初始狀態(tài)器S600被置位后，按下起動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進行轉(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉(zhuǎn)換啟動繼電器M575一直保持到停機按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機器是否處于原位。當M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進行轉(zhuǎn)換，其梯形圖如圖 8 所示。       圖 8  （3）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖：  激活特殊輔助繼電器M574，并用步進指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的自動轉(zhuǎn)換就被禁止。

48、 在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作，M574應復位，即重新允許轉(zhuǎn)換。                                    

49、0;                  圖 9 在“步進”工作方式時，M574應始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。 在“手動”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止     2013-07-21 01:06   

50、     導讀：574自保持，以此禁止狀態(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止體形圖如圖 9 所示。 通過對圖 8、圖 9 分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回        574自保持，以此禁止狀態(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止體形圖如圖 9 所示。 通過對圖 8、圖 9 分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時，M575一直不能被接通，而M574長期被接通（按下啟動按鈕時除外）；執(zhí)行“步進”程序時，每按一次啟動按鈕，M574斷開

51、一次，M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止現(xiàn)行工序（再次按下啟動按鈕時從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作：程序時，M575一直接通到按下停止按鈕，此時M574一直不能接通。  2）單步操作梯形圖 ：    手動操作方式由于不需要任何復雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方法來設計梯形圖?！皢尾讲僮鳌皶r，按下夾持按鈕時，夾持輸出Y431自保持，只有按下松開按鈕時，Y431才會復位；

52、按下上升按鈕，上升輸出Y432保持接通；按下下降按鈕，Y430保持接通；在上限位按下左行按鈕，左行輸出Y434保持接通；在上限位按下右行按鈕，右行輸出Y433保持接通。單步操作時梯形圖如圖 10 所示。   圖 10                               3

53、）返回原位梯形圖 ：   在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動作應被停止，上限位未動作時應進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形圖如圖 11 所示。                                 圖 11 

54、;          4）“自動”狀態(tài)流程圖 ： 如圖 12 所示                                   &#

55、160;                                                 &#

56、160;                                                 &#

57、160;          圖 12  圖 12 表示了機械手自動工作時執(zhí)行各工步的情況。表明了各工步的實現(xiàn)以及各工步的轉(zhuǎn)換條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y430接通。自下限位置時，X401接通，轉(zhuǎn)化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時驅(qū)動T450。T450接通后，轉(zhuǎn)化為第一次上升。此后執(zhí)行類似的操作，完成由初始條件到下一個初始條件的一系列操作。在夾持輸出Y431置位后，保持夾持，直到夾持輸出復位松開。如上所述一步一步按順序驅(qū)動各個負載動作，稱為順序控制或過程步進型控

58、制。這種控制過程用繼電器符號程序很難實現(xiàn)程序設計。 用狀態(tài)器替代自動工作流程圖中的各個工步，可得到圖 13 所示的功能表圖。初始狀態(tài)在圖中用雙線框表示。 （ lw.AsE編輯整理）                             圖 13  根據(jù)圖 13 的功能表圖，可設計出自動操

59、作時的梯形圖， 如圖 14所示。                         圖 14 3.繪制機械手PLC控制梯形圖 將從初始化開始的一系列梯形圖，按照總體構成圖（圖6）和形式組合在一起，得到機械手PLC控制梯形圖，如圖 15-1、15-2 所示。       &

60、#160;               &n     2013-07-21 01:06        導讀：bsp; 圖 15-1 圖 15-2 該機械手在自動工作時，應先將其工作方式選擇開關放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進行置位，然后再將工作方式     

61、;   bsp; 圖 15-1                        圖 15-2  該機械手在自動工作時，應先將其工作方式選擇開關放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進行置位，然后再將工作方式選擇開關放至自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則應將工作方式選擇開關放至“單步操作”位置 。 &

62、#160;                                                 &

63、#160;                                                 &

64、#160;                                                  

65、                                                  

66、                                                   

67、0;   4、程序語言：        0  LD    X501                30  AND   X503 大學排名  1  AND   X505       

68、         31  OR    X502 2  S     S600                32  OR    X500 3  LD    X500                33  OR    X501 4  R     S600