基于PLC控制機(jī)械手設(shè)計(jì)[1]

1、內(nèi)容摘要系統(tǒng)的自動(dòng)控制部分主要由硬件部分和軟件部分組成。硬件部分主要是由步進(jìn)電機(jī)、傳感器、繼電器等硬件來完成本單元的動(dòng)作。軟件部分主要運(yùn)用了CAD、PLC和組態(tài)王等軟件工具。在這次設(shè)計(jì)中利用PLC編程來完成機(jī)械手單元整個(gè)動(dòng)作。其中對(duì)單元操作進(jìn)行了分步：如，繪制硬件連線、整個(gè)單元的流程圖、用CAD軟件繪制平面圖、用組態(tài)王來描述機(jī)械手動(dòng)作的整個(gè)過程。本單元只是現(xiàn)場(chǎng)總線的其中一部分，但是它完全體現(xiàn)出了現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)。第一章是概述，第二章是在這次設(shè)計(jì)中所用到的工具軟件，第四、五章就是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。通過這次設(shè)計(jì)，讓我更深入的了解了自己所學(xué)專業(yè)。由于時(shí)間倉(cāng)促、水平有限，其中有許多不足之處在所難免，敬請(qǐng)老

2、師批評(píng)指正，給予多多指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：可編程控制器PLC; 機(jī)械手; 工作原理目 錄第一章 緒 論 21.1 研究意義現(xiàn)狀分析及其意義 21.2 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì).優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用3第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用軟件62.1 PLC軟件62.2 CAD軟件72.3 組態(tài)王軟件7第三章硬件部分10第四章 軟件部分16第五章 組態(tài)部分18第六章 結(jié) 論 22致 謝23參考文獻(xiàn) 24第一章 緒 論可編程序控制器(PLC)已在工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。它是以微處理器為核心,綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動(dòng)控制裝置,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用和

3、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn);氣動(dòng)技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的重要手段,并且已廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)部門,在機(jī)械產(chǎn)品自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化及企業(yè)技術(shù)改造方面占有重要的地位。氣壓傳動(dòng)的介質(zhì)來自于空氣,環(huán)境污染小,工程容易實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中得到了很好的利用,它可減少人的重復(fù)操作,并且它還可以完成人無法完成的操作,從而大大地提高工業(yè)生產(chǎn)效率。人們一般的理解來看，機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置，或者叫自動(dòng)化裝置，它仍然是個(gè)機(jī)器，它有三個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是有類人的功能，比如說作業(yè)功能，感知功能，行走功能，還能完成各種動(dòng)作，它還有一個(gè)特點(diǎn)是根據(jù)人的編程能自動(dòng)的工作，這里一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是它可以編程，改變它

4、的工作、動(dòng)作、工作的對(duì)象，和工作的一些要求，它是人造的機(jī)器或機(jī)械電子裝置。到目前為止，工業(yè)機(jī)器人是最成熟，應(yīng)用最廣泛的一類機(jī)器人，世界總量目前已經(jīng)銷售110萬臺(tái)，這是1999年的統(tǒng)計(jì)，但這110萬臺(tái)在已經(jīng)進(jìn)行裝備使用的是75萬臺(tái)，這個(gè)量也是不小的?？傮w情況看，日本在工業(yè)機(jī)器人這一塊，是首位的，成為機(jī)器人的王國(guó)，美國(guó)發(fā)展也很迅速，目前在新安裝的臺(tái)數(shù)方面，已經(jīng)超過了日本，中國(guó)剛開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的階段，已經(jīng)研制出多種工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)，而有小批量在生產(chǎn)中使用，這也是整個(gè)在日本、美國(guó)以及我們國(guó)家在工業(yè)機(jī)器人情況的一些比較。1.1 研究意義現(xiàn)狀分析及其意義工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備

5、。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)有機(jī)器人研究開發(fā)和應(yīng)用工程單位200多家 ,其中從事工業(yè)機(jī)器人研究和應(yīng)用的有75家 ,共開發(fā)生產(chǎn)各類工業(yè)機(jī)器人約800臺(tái) ,90%以上用于生產(chǎn)中 ,引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人做應(yīng)用工程的約500臺(tái)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是在自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。在經(jīng)濟(jì)全球化的浪潮中，降低人力成本，提高生產(chǎn)率，縮短訂單處理時(shí)間等已成為生產(chǎn)企業(yè)的不斷追求。為了達(dá)到這一目標(biāo)，它們?cè)絹碓揭蕾囉谛乱淮挠布蛙浖到y(tǒng)。近年來，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）的高速

6、率和對(duì)硬件與軟件的幾乎無限制的開放，使得PC的應(yīng)用迅猛增長(zhǎng)。將PC機(jī)CPU的高速處理性能和良好的開放性引入到計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，形成了基于PC的控制系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在機(jī)械手應(yīng)用中的不斷深入，具有獨(dú)立控制器、程序可變、動(dòng)作靈活、定位精度高、適用于可變換品種中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)的通用機(jī)械手得到迅速發(fā)展。各國(guó)大企業(yè)工業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過程不同程度實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)械手的計(jì)算機(jī)控制。1.2 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)、優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用工業(yè)機(jī)械手的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。它能部分地代替人工操作；能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來

7、完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。廣泛采用工業(yè)機(jī)械手，不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)械手，由于使用場(chǎng)合和工作要求的不同，其結(jié)構(gòu)型式亦各不相同，技術(shù)復(fù)雜程度也有很大差別。但它們都有類似人的手臂、手腕和手的部分動(dòng)作及功能；一般都能按預(yù)定程序，自動(dòng)地、重復(fù)循環(huán)地進(jìn)行工作。此外，還有些

8、非自動(dòng)化的裝備，具有與人體上肢類似的部分動(dòng)作，結(jié)構(gòu)上與工業(yè)機(jī)械手是一致的，亦可歸屬于工業(yè)機(jī)械手的范疇。例如，早期就有一種由人直接用繩索牽引進(jìn)行操作的隨動(dòng)機(jī)械手和近期發(fā)展起來的由人工進(jìn)行操縱的機(jī)械手（如平衡吊），以及一些就近按鈕控制或遙控的非全自動(dòng)的單循環(huán)的機(jī)械手等。機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)要進(jìn)行全面綜合考慮，盡可能使之做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、容易操作、安全可靠、安裝維修方便、經(jīng)濟(jì)性好。機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，幾乎遍及各行各業(yè)。歸納起來，大致有如下幾個(gè)方面： 1合單機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 生產(chǎn)上出現(xiàn)的許多高效專用加工設(shè)備（如各種專用機(jī)床等），如果工件的裝卸等輔助作業(yè)，繼續(xù)由人工操作，不僅會(huì)增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)亦不

9、能充分發(fā)揮專用設(shè)備的效能，必然會(huì)影響勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。若采用機(jī)械手代替人工上、下料，則可改變上述不相適應(yīng)的情況，實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)，并為實(shí)現(xiàn)多機(jī)床看管提供了條件。如：自動(dòng)機(jī)床及其上下料機(jī)械手、沖壓機(jī)械手、注塑機(jī)及其取料機(jī)械手等。 2組成自動(dòng)生產(chǎn)線 在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，若采用機(jī)械手自動(dòng)裝卸和輸送工件，可使一些單機(jī)連接成自動(dòng)生產(chǎn)線。目前在軸類和盤類工件的生產(chǎn)線上，采用機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)尤為廣泛。如：軸類加工自動(dòng)生產(chǎn)線及其上下料機(jī)械手、盤類加工自動(dòng)生產(chǎn)線及其機(jī)械手、齒輪加工機(jī)床的上下料機(jī)械手等。 3高溫作業(yè)自動(dòng)化 在高溫環(huán)境下作業(yè)（如熱處理、鑄造和鍛造等），工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差，采用機(jī)

10、械手操作，更具有現(xiàn)實(shí)意義。如汽車鋼板彈簧淬火機(jī)械手、壓鑄機(jī)用澆鑄機(jī)械手等。 4操作工具 用機(jī)械手握持工具，在高溫、粉塵及有害氣體環(huán)境下進(jìn)行自動(dòng)化操作，可以使人脫離惡劣的勞動(dòng)條件，并減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。如汽車車身等薄鋼板的點(diǎn)焊工藝、自動(dòng)噴漆或自動(dòng)噴丸清砂工作等。 5進(jìn)行特殊作業(yè) 在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，原子能的應(yīng)用，海底資源的開發(fā)，星際探索等等都已為人們所熟悉。但放射性輻射，或海底、宇宙等環(huán)境，常常是人體不能直接接觸或難以接近的，采用遙控機(jī)械手代替人們進(jìn)行這種作業(yè)，既能完成這些特殊作業(yè)，又能長(zhǎng)時(shí)間地安全地進(jìn)行工作，成為人類向新的自然領(lǐng)域進(jìn)軍的一種有效手段。 實(shí)踐證明：工業(yè)機(jī)械手

11、可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期、頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)械手是有效的；此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途?？傊?，工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中是多方面的，為了使機(jī)械手能發(fā)揮它的更多的作用，還應(yīng)注意發(fā)展其他的輔助設(shè)備與之配合。 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用軟件2.1 PLC軟件2.1.1 PLC的結(jié)構(gòu)PLC是微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，從廣義上講，plc也是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只不過它比一般計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)

12、過程相連接的輸入/輸出接口，具有跟適合于控制要求的編程器，具有個(gè)適合與工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此，plc市一中工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)，它的實(shí)際組成于一般微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本相同，也是硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。圖2.1 plc結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 PLC的工作原理PLC與繼電器構(gòu)成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式不同，繼電器控制是并行運(yùn)行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點(diǎn)立即動(dòng)作，只要形成電流通路，就有可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只有該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時(shí)，該線圈觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作，而且每次它只能執(zhí)行一條指令，這也就是說PLC以

13、“串行”方式工作的，這種工作方式可以避免繼電器控制的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配等問題。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(gòu)就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序指令、輸出3個(gè)階段才能完成控制過程。 2.2 CAD軟件CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備，計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展而形成的一門新興技術(shù)，是電子信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)的結(jié)晶。CAD技術(shù)及其應(yīng)用程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技現(xiàn)代化和現(xiàn)代制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，CAD系統(tǒng)已開始從小型計(jì)算機(jī)向微型計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化，從而使CAD技術(shù)能在企業(yè)中被廣泛采用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)電、建筑、

14、藝術(shù)設(shè)計(jì)等行業(yè)，AutoCAD軟件在全球各種CAD軟件中獨(dú)占鰲頭。它具有易于掌握、使用方便、體系結(jié)構(gòu)開放的特點(diǎn)。根據(jù)當(dāng)今計(jì)算機(jī)硬件及軟件的發(fā)展?fàn)顩r，預(yù)計(jì)CAD技術(shù)今后將在以下幾個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)研究，并有望取得進(jìn)展：CAD系統(tǒng)的智能化；CAD系統(tǒng)的集成化；CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化；CAD系統(tǒng)的可視化（包括虛擬設(shè)計(jì)）；網(wǎng)絡(luò)化的CAD系統(tǒng)。CAD技術(shù)的首要任務(wù)是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)對(duì)象提供方便、高效的數(shù)字化表示和表現(xiàn)（Digital Representation and Presentation）的工具。數(shù)字化表示是指用數(shù)字形式為計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的設(shè)計(jì)對(duì)象生成內(nèi)部描述，象二維圖、三維線框、曲面、實(shí)體和特征模型；而數(shù)

15、字化表現(xiàn)是指在計(jì)算機(jī)屏幕上生成真實(shí)感圖形、創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行漫游、多通道人機(jī)交互、多媒體技術(shù)等。CAD的概念不僅僅是體現(xiàn)在輔助制圖（圖形實(shí)現(xiàn)）方面,它更主要地起到了設(shè)計(jì)助手的作用，幫助廣大工程技術(shù)人員從繁雜的查手冊(cè)、計(jì)算中解脫出來。極大地提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。2.3 組態(tài)王軟件組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下

16、連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用9。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。1.使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本方法：(1)圖形界面的設(shè)計(jì)(2)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)(3)建立動(dòng)畫連接(4

17、)運(yùn)行和調(diào)試2.使用組態(tài)王軟件開發(fā)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)全部用軟件來實(shí)現(xiàn),只需利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)就可完成自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn),從而大大減少購(gòu)置儀器的經(jīng)費(fèi)。(2)該系統(tǒng)是中文界面,具有人機(jī)界面友好、結(jié)果可視化的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)用戶而言,操作簡(jiǎn)單易學(xué)且編程簡(jiǎn)單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運(yùn)行的控制能力,可以實(shí)時(shí)地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線,這些很強(qiáng)的交互能力使其在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮理想的效果。3.在采用組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)編制應(yīng)用程序過程中要考慮以下三個(gè)方面:(1)圖形,是怎樣用抽象的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和相應(yīng)的工控設(shè)備。(2)數(shù)據(jù),

18、就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù),并用此數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量描述工控對(duì)象的各種屬性,比如水位、流量等。(3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行,以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。第三章硬件部分31可編程程序控制器的硬件系統(tǒng)（1）微處理器單元中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，它包括微處理器和控制接口電路，微處理器是plc的運(yùn)算控制中心，有他實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作。它的運(yùn)行式按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)進(jìn)行的。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）、通信端口等單元相連。通過制造廠家預(yù)制在系統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項(xiàng)任務(wù)。其主要功能是由編程器寫入控制程序和

19、數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器、調(diào)用系統(tǒng)程序?qū)τ脩舫绦蜻M(jìn)行編輯或編譯并把相應(yīng)的操作數(shù)轉(zhuǎn)存到內(nèi)存中去、從存儲(chǔ)器上讀取和執(zhí)行程序，還可以進(jìn)行PLC內(nèi)部故障的診斷等。（2）存儲(chǔ)器根據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)內(nèi)容的不同，我們把存儲(chǔ)器分為：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：用來存放系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，主要包括檢查程序、編譯程序和監(jiān)控程序，是PLC廠家根據(jù)選用的CPU的指令系統(tǒng)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(chǔ)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(chǔ)容量也不一樣。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：用以存放PLC運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。因?yàn)檫\(yùn)行中數(shù)據(jù)不斷變化，所以這種存儲(chǔ)器必須可讀寫。（3）輸入/輸出

20、（I/O）單元輸入/輸出（I/O）單元是PLC與外部設(shè)備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向PLC提供的開關(guān)量信號(hào)，經(jīng)過處理后，變成CPU能夠識(shí)別的信號(hào)。輸出單元將CPU的信號(hào)經(jīng)處理后來控制外部設(shè)備的。（4）電源部分電源單元數(shù)plc的電源供給部分。它的作用是把外部供應(yīng)的電源變成系統(tǒng)內(nèi)部個(gè)單元所需的電源，有的電源單元還想提供直流電源，給與開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)但愿開關(guān)使用。電源還包括掉電保護(hù)電路和后被電池。以保持ram在外部電源后存儲(chǔ)的內(nèi)容不丟失，PLC的電源議案賽用開關(guān)電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬，體積小，質(zhì)量輕，效率高?？垢蓴_型好。斷電不同型號(hào)的PLC有不同的供電方式，所以PLC電源的輸入電

21、壓既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。PLC內(nèi)部使用的電源是整體的供給中心，它的優(yōu)劣直接影響到PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。（5）通信端口PLC的CPU模塊上至少有一個(gè)通信端口。通過這個(gè)通信端口，PLC可以直接和編程器或上位機(jī)相連。（6）編程器幾乎每個(gè)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(cè)程序的運(yùn)行情況。（7）特殊功能單元主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠(yuǎn)程I/0模塊、通信模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、中斷輸入模塊和PID調(diào)解模塊等。隨著PLC的進(jìn)一步發(fā)展，特殊功能單元的應(yīng)

22、用也越來越多。警燈直流減速電機(jī)圖3.1機(jī)械手的主視圖雙作用氣缸雙作用氣缸雙作用氣缸圖3.2機(jī)械手的側(cè)視圖表3.1 機(jī)械手工作所用電機(jī)及傳感器序號(hào)名 稱型 號(hào)數(shù)量廠商1直流減速電機(jī)70ZYNJ 55r/min3國(guó)產(chǎn)2繼電器MY2N-DC24V6歐姆龍3雙作用氣缸19203 DSNU-16-100-PA1費(fèi)斯托4單向截流閥197578 GRLA-M5-QS-6-D2費(fèi)斯托5舌簧開關(guān)164595 SMEO-4-K-LED-24-B2費(fèi)斯托6行程開關(guān)安裝附件19275 SMBR-162費(fèi)斯托7截止閥162807 HE-1/4-D-MINI1費(fèi)斯托8單電控電磁閥173127 MEH-5/2-1/8-B1

23、費(fèi)斯托9"1"型螺紋接頭153002 QS-1/8-63費(fèi)斯托10"1"型螺紋接頭153005 QS-1/4-81費(fèi)斯托11"1"型螺紋接頭153003 QS-1/4-61費(fèi)斯托12消音器2307 U-1/82費(fèi)斯托13警燈TH-DC24V 1國(guó)產(chǎn)14微動(dòng)開關(guān)12國(guó)產(chǎn)直流減速電機(jī)作用：其作用就是在保證精密傳動(dòng)的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比。繼電器作用：用小電流或低電壓或小功率控制大電流或高電壓或大功率的設(shè)備。雙作用氣缸作用：可以在活塞的兩個(gè)面上施力以控制其主動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以雙向作用的氣缸叫雙作用的。單向截流

24、閥作用：當(dāng)截流閥關(guān)閉、氣源截流的同時(shí)，氣動(dòng)系統(tǒng)中的氣壓次壓側(cè)壓力將通過截流閥的排氣孔排空，方便系統(tǒng)的調(diào)試與維修。截止閥作用：截止閥只適用于全開和全關(guān)，不允許作調(diào)節(jié)和節(jié)流。截止閥屬于強(qiáng)制密封式閥門，所以在閥門關(guān)閉時(shí)，必須向閥瓣施加壓力，以強(qiáng)制密封面不泄漏。單電控電磁閥作用：?jiǎn)坞娍仉姶砰y，線圈通電氣缸打開,線圈釋電后氣缸關(guān)閉。微動(dòng)開關(guān)作用：微動(dòng)開關(guān)是一種施壓促動(dòng)的快速開關(guān)，又叫靈敏開關(guān)。其工作原理是外機(jī)械力通過傳動(dòng)元件（按銷、按鈕、杠桿、滾輪等）將力作用于動(dòng)作簧片上，并將能量積聚到臨界點(diǎn)后，產(chǎn)生瞬時(shí)動(dòng)作，使動(dòng)作簧片末端的動(dòng)觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)快速接通或斷開。降臂檢測(cè) 后退電機(jī)1 抬臂檢測(cè) 前進(jìn)電機(jī)1順轉(zhuǎn)檢

25、測(cè) 順轉(zhuǎn)電機(jī)1逆轉(zhuǎn)檢測(cè) 逆轉(zhuǎn)電機(jī)1 工件檢測(cè)1 降臂止動(dòng)氣缸復(fù)位1 抬臂止動(dòng)氣缸至位1 直流電池吸鐵1后推限位1前進(jìn)限位1 止動(dòng)氣缸1手動(dòng)/自動(dòng)按鈕1 工作指示燈1啟動(dòng)按鈕1停止按鈕1急停按鈕1圖33電路連接圖第四章 軟件部分機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表機(jī)械手工作的流程(1) 首先進(jìn)行機(jī)械手的伸縮、升降、轉(zhuǎn)盤和抓手的重啟動(dòng)和原點(diǎn)搜索物體(2) 機(jī)械手的伸縮臂向前，同時(shí)轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一直分別運(yùn)行到逆時(shí)針限位點(diǎn)(3) 機(jī)械手下降，一直到下降到下限到位(4) 抓手電磁閥啟動(dòng)，抓手抓緊，抓起貨物A(5) 機(jī)械

26、手的升起到上限到位(6) 機(jī)械手的轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到順時(shí)針到位(7) 機(jī)械手下降到下降到位(8) 抓手電磁閥再次啟動(dòng)，抓手放松，貨物A放下(9) 再次對(duì)機(jī)械手的升降進(jìn)行原點(diǎn)搜索(10) 機(jī)械手的伸縮臂、轉(zhuǎn)盤進(jìn)行原點(diǎn)搜索，全部復(fù)位。 電源啟動(dòng)原點(diǎn)搜索手臂逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手臂下降逆時(shí)針到位搜索到位位下降到位抓手抓緊手臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手臂下降抓手轉(zhuǎn)手到位順時(shí)針到位手臂抬起到位抓手放松到位抓手放松下降到位手臂抬起復(fù)位圖4.1流程圖第五章 組態(tài)部分本章中主要用組態(tài)王設(shè)計(jì)了機(jī)械的簡(jiǎn)圖及其工作時(shí)候的指示燈的指示情況，組態(tài)王開系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系

27、統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用，尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 汽缸動(dòng)作結(jié)束，抓取到工件汽缸動(dòng)作，抓取工件工件到位plc啟動(dòng)移動(dòng)至抓取點(diǎn)上方移動(dòng)至抓取點(diǎn)汽缸動(dòng)作，放置工件移動(dòng)至放置點(diǎn)上方移動(dòng)至原點(diǎn)移動(dòng)至放置點(diǎn)汽缸動(dòng)作結(jié)束，放置工件圖5.1動(dòng)作流程圖下面是機(jī)械手畫面和工作指示情況的截圖 圖5.2 機(jī)械手 圖5.3 工作情況隨著