2883 基于PLC機械手控制系統(tǒng)設計,基于,plc,機械手,控制系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計1目錄摘要.......................................................Abstract.......................................................第一章 緒論 .............……………………………………………... 1.1 本課題的意義 ……………………………………………. 3 1.2 本文的主要工作 ……………………………………………31.3 選擇設計方案……………………………………… 3第二章 PLC 的概述 …………………………………………42.1 PLC 的基本知識 …………………………………………..42.2 PLC 的應用與前景 ………………………………………..5第三章 PLC 的編程語言 …………………………………..73.1 梯形圖編程語言……………………………………………...73.2 功能塊圖編程語言……………………………………………83.3 西門子 S7-200 的編程語言…………………………..第四章 PLC 控制機械手的設計……………………………….94.1 各電器設備的制方式及控制要求…………………………..104.2 電器元件設備的選擇 ………………………………………124.3 控制系統(tǒng)的軟、硬件設計 ………………………………...13第五章 設計小結(jié) ………………………………………………33第六章 謝辭 …………………………………………………….....34參考文獻 ……………………………………………………....…..35畢業(yè)設計2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、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，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(gòu)，是機器人的關鍵部件之一。機械手的機械結(jié)構(gòu)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，微動開關將位置信號傳給PLC主機；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)。本文以日本三菱系列PLC為基礎，介紹 PLC在機械手步進控制中應用，并給出了詳細的程序設計過程。該程序已在工業(yè)機械手中獲得了應用，具有穩(wěn)定、可靠的性能，可供同類設計參考。 關鍵詞： 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。In terms of industrial production and other fields, as a result of the needs, it has often been the heat, corrosive and toxic gas hazards and other factors, the increase in labor intensity, and even life crisis. Manipulator in the birth of such a manipulator, industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices cylinder components; Electrical connection is stepping motor, Driver module, sensors, switching power supply, solenoids, electronic devices and other components. The device covers a programmable control technology, position control technology, pneumatic technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper describes the manipulator by the PLC two pulse output were driving horizontal, vertical-axis stepper motor actuators, control manipulator axis horizontal and vertical positioning precision, micro-switch position signal will pass PLC mainframes; DC Motor Drive and chassis gripper rotating position signal from the rotary encoder and nearly PLC switch back to the main machine; solenoid valve control of the gas valve opening 畢業(yè)設計3switches to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be up in space objects, movements flexible, diverse, In place of artificial heat and dangerous operation conducted operations, According to the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters. Based on Japan's Mitsubishi PLC, based on the manipulator PLC stepper control applications, and gives a detailed program design process. The procedure has been in the hands of industrial machinery access to the application, with stable, reliable performance for a similar design. Keywords : PLC manipulator; Pulse; Stepper motor actuator; Stepper motor Motor; sensors will, limit switch第一章 緒論1.1 本課題的意義機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，并已成為現(xiàn)代科技的一個重要組成部分。汽車業(yè)的快速發(fā)展，車外型愈求美觀流線，并由于汽車外板件要求完美無塵的沖壓生產(chǎn)線也向高速化、高品質(zhì)、自動化、柔性化方向發(fā)展。傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)過程畢業(yè)設計4中的手工操作、人工送料的生產(chǎn)方式已無法滿足該行業(yè)的需要。 機械手的積極作用正日益為人們所認識，其一，它能部分地代替人的勞動并能達到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送。因此，它能大大地改善工人的勞動條件，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因此，受到各先進單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合，應用得更為廣泛。在我國，近代幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。 1.2 本文主要做的工作 1.問題提出 ：PLC 控制的機械手最主要是應用于自動化生產(chǎn)中，如何綜合地運用前面學過知識點，根據(jù)實際工程要求合理組合成控制系統(tǒng)， 在此介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的一般方法。 2.系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容 （ 1 ）擬定控制系統(tǒng)設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形式來確定，它是整個設計的依據(jù)； （ 2 ）選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)； （ 3 ）選定 PLC 的型號； （ 4 ）編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖； （ 5 ）根據(jù)系統(tǒng)設計的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應的編程語言（常用梯形圖）進行程序設計； 1.3 選擇設計方案西門子的優(yōu)點SIMATIC S7-200 系列 PLC 是西門子公司生產(chǎn)的具有高性價比的小型可編程序控制器，由于它具有結(jié)構(gòu)小巧、可靠性高、運行速度快等特點，在許多行業(yè)中得到了廣泛的應用。 S7-200 已有兩代產(chǎn)品：第一代 CPU 模塊為 CPU21X，配有 4 種類型主機，它們的 CPU 是 CPU212、214、215、216；第二代 CPU 模塊為 CPU22X，也有 4 種類型主機，它們的 CPU 是 CPU221、222、224、226,不同類型的 CPU 具有不同的技術特征。S7-200 PLC 的最大優(yōu)點在于其靈活性及多功能性。靈活性是指其結(jié)構(gòu)配置靈活，可根據(jù)控制任務配置大小、功能不同的擴展系統(tǒng)，使其使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制畢業(yè)設計5到更復雜的中小控制系統(tǒng)，應用領域廣泛；多功能性一方面指它使用 STEP7 Micro/Win32，提供不同的編程語言和豐富的指令集，可以充分利用這些指令編寫解決復雜任務的程序，另一方面它具有豐富的通信功能，使用戶很容易地進行組網(wǎng)，其通信和實時性方面的優(yōu)點，使它成為解決復雜自動化方案的理想控制設備。西門子公司的 SIMATIC S7-200 系列屬于小型可編程序控制器，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。S7-200 系列 PLC 共有 5 種基本型號的 CPU 模塊，即 CPU221、CPU222 、CPU224、CPU226、CPU226XM，控制點數(shù)可以從 10 點擴展到 248 點。其中，CPU221 無擴展功能，適于用做小點數(shù)的微型控制器，CPU222 有擴展功能，CPU224 是具有較強控制功能的控制器，CPU226 和CPU226 XM 適用于復雜的中小型控制系統(tǒng)。所有型號的 CPU 在內(nèi)部都集成了 1 個(CPU221、CPU222 、CPU224)或 2 個(CPU226， CPU226XM)通訊口，該通訊口為標準的 RS485 口，可在三種方式下工作，即 PPI 方式、MPI 方式和自由通訊口方式。另外，S7-200 可通過增加 EM277 模塊接入 Profibus-DP 網(wǎng)絡，通過 CP243-1 通訊模塊連入工業(yè)以太網(wǎng)，通過 CP243-2 模塊使其成為 AS-i 主站。第二章 PLC 的概述2.1 PLC 基本知識在自動化控制領域，PLC 是一種重要的控制設備。目前，世界上有 200 多廠家生產(chǎn) 300 多品種 PLC 產(chǎn)品，應用在汽車（23%） 、糧食加工（16.4%） 、化學/制藥（14.6% ） 、金屬/礦山（11.5%） 、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。為了使各位初學者更方便地了解 PLC，本文對 PLC 的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應用等基本知識作一簡介，以期對各位網(wǎng)友有所幫助。1、PLC 的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（PC） 。個人計算機（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能畢業(yè)設計6特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（PLC） ，現(xiàn)在，仍常常將 PLC 簡稱 PC。PLC 的定義有許多種。國際電工委員會（IEC ）對 PLC 的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC 于 60 年代末期在美國首先出現(xiàn)，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。1976 年正式命名，并給予定義：PLC 是一種數(shù)字控制專用電子計算機，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計時、計數(shù)與演算等功能，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件，控制各種機械或工作程序。經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，PLC 已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能。PLC 在 FCS 系統(tǒng)中的地位似乎已被確定并無多少爭論。PLC 作為一個站掛在高速總線上。充分發(fā)揮 PLC 在處理開關量方面的優(yōu)勢。另外，火力發(fā)電廠輔助車間，例如補給水處理車間、循環(huán)水車間、除灰除渣車間、輸煤車間等，在這些車間的工藝過程多以順序控制為主。PLC 對于順序控制有其獨特的優(yōu)勢。編者以為，輔助車間的控制系統(tǒng)應以遵循現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的 PLC 或能與 FCS 進行通訊交換信息的 PLC 為優(yōu)選對象上世紀 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。PLC 具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC 在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。二、PLC 的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模畢業(yè)設計7塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。三、CPU 的構(gòu)成CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU 主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度，IO 數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。四、I/O 模塊PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O 模塊集成了PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O 分為開關量輸入（DI ） ，開關量輸出（DO） ，模擬量輸入（AI） ，模擬量輸出（AO）等模塊。開關量是指只有開和關（或 1 和 0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的 I/O 分類如下：開關量：按電壓水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA） 、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。畢業(yè)設計8按 I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。五、電源模塊PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC） ，直流電源（常用的為 24VAC） 。六、底板或機架大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。七、PLC 系統(tǒng)的其它設備1、編程設備：編程器是 PLC 開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器 PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。2、人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。3、輸入輸出設備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如 EPROM、EEPROM 寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等。八、PLC 的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡就是控制器" 的觀點說法。PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、PLC 與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù) PLC 具有 RS-232 接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC 的通信，還未實現(xiàn)互操作性，IEC 規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標準，PLC 各廠家均有采用。畢業(yè)設計9對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡非常重要的。首先，網(wǎng)絡必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴展；其次，針對不同網(wǎng)絡層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡標準的協(xié)議、機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡標準2.2 PLC 的應用與前景目前，在國內(nèi)外 PLC 已廣泛應用冶金，石油，化工，剪彩，機械制造，電力，汽車，輕工，環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著 PLC 性能價格 的不斷提高，器應用領域不斷擴大，從應用類型看大致可歸納為以下幾個方面：2.2.1 強量邏輯運算利用 PLC 最基本的邏輯運算，定時，計收等功能實現(xiàn)邏輯運算，科取代傳統(tǒng)的繼電器控制用于單片機控制，多機群控制，生產(chǎn)自動線控制等。例：機床，注塑機印刷機械，裝配生產(chǎn)線，電鍍流水線及電梯的控制等。這是 PLC 最基本的應用，也是 PLC最廣泛的應用領域。2.運動控制大多數(shù) PLC 都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，這一功能廣泛用于各種機械設備。例如：各種機床，裝配機械。機器人等進行運動控制。3.過程控制大，中型 PLC 都具有多路模擬量 I/O 模塊和 PID 控制功能。有的小型 PLC 也具有模擬量輸入輸出，所以 PLC 可實現(xiàn)模擬量控制而且具有 PID 控制功能的 PLC 可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鋁爐，反應堆，水處理，釀酒及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。4.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的 PLC 都具有數(shù)學運算數(shù)據(jù)傳遞，轉(zhuǎn)換，排序和查表等功能，可進行數(shù)據(jù)的采集，分析和處理，同時的通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其電智能裝置。例如：CNC 設備進行處理。5.通信聯(lián)網(wǎng)PLC 的通信包括 PLC 與 PLC，PLC 與計算機，PLC 與其它智能設備之間的通信，PLC 系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元，通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡，已畢業(yè)設計10實現(xiàn)信息的交換和構(gòu)成。集中管理分散控制的多級分布式控制系統(tǒng)。滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。2.2.2 國外 PLC 發(fā)展概況PLC 在問世以來，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展。在美、德國等工業(yè)發(fā)達國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一，世界總銷售額不斷上升，生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)，品種不斷翻新，產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價格則不斷下降。目前，世界上有 200 多個廠家生產(chǎn) PLC。較多的有美國：AB 通用電氣、莫迪康公司；日本：松下、三菱、富士、歐姆龍等；德國：西門子公司；法國：TE 施耐德公司。韓國：三星、LG 公司等PLC 的發(fā)展前景（1）產(chǎn)品規(guī)模向大小兩個方向發(fā)展大：I/O 點數(shù)達 14336 點，32 位微處理器，多 CPU 并行工作 ，大容量存儲器，掃描速度快高速；?。赫w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本；（2）PLC 在閉環(huán)過程中應用日益廣泛；（3）不斷加強通訊功能；（4）新器件和模塊不斷推出目前，plc 在國內(nèi)外都已得到了廣泛的應用。利用 plc 最基本的邏輯運算.定時。計數(shù)等動能進行邏輯控制?？梢匀〈鷤鹘y(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，電動流水線及電梯等的控制。較高檔次的 plc 具有位置控制模塊，得別適用于機床控制。大。中型 plc 具有多路模擬量輸出和 plc 控制，可構(gòu)成模擬量輸出的閉環(huán)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，通過光纜傳送信息，構(gòu)成大型的多級分布式控制系統(tǒng)(集散控制系統(tǒng))我國使用較多的 plc 產(chǎn)品德國西門子的 S7 系列，日本 OMRON 公司的 C 系列，三菱公司的 FX 系列，美國 GE 公司的 GE 系列等。各大公司生產(chǎn)的的可編程序控制器都形成由小型到大型的系列產(chǎn)品，而且隨著技術不斷進步，產(chǎn)品更新?lián)Q代很快。通過技術引進，合資生產(chǎn)，近年來，我國的 plc 產(chǎn)品有了一定的發(fā)展，生產(chǎn)廠家也達 30 多家，為可編程序控制器國產(chǎn)化奠定了基礎。畢業(yè)設計11從可便程序控制器的發(fā)展來看，有小型化和大型化兩個趨勢。小型 plc 有兩個發(fā)展方向，即?。ㄎⅲ┬突蛯I(yè)化。隨著數(shù)字電路集成度的提高，元器件體積減小。質(zhì)量提高，可編程序控制器結(jié)構(gòu)更加緊湊，設計制造水平的功能在不斷進步。微型化的 plc 不僅體積小，功能也大有提高。過去一些大中型 plc 才有的的功能，如模擬量的處理，通信，PID 調(diào)節(jié)運算等，均可以被移植到小型機上，同時 plc 的價格不斷下降，將真正成為繼電- 接觸器控制系統(tǒng)的替代產(chǎn)品。大型化指的是大型 plc 向著大容量，智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展，使之能與計算機組成集成控制，對大規(guī)模，復雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制。第 3 章 PLC 的編程語言可編程控制器的編程語言按 IEC61131-3 國際標準來分主要包括圖形化編程語言和文本化編程語言。圖形化編程語言包括:梯形圖(LD-Ladder Diagram)、功能塊圖(FBD-Function Block Diagram)、順序功能圖(SFC-Sequential Function Chart)。文本化編程語言包括:指令表 (IL-Instruction List)和結(jié)構(gòu)化文本(ST-Structured Text)。這些語言是基于WINDOWS 操作系統(tǒng)的編程語言 .而 SFC 編程語言則在兩類編程語言中均可使用。下面分別來介紹這幾種編程度語言。3.1 梯形圖編程語言(LD-Ladder Diagram) 梯形圖來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述，是 PLC 編程中被最廣泛使用的一種圖形化語言，由于梯形圖類似于繼電器控制的電氣接線圖，便于理解,因此許多編程人員和維護人員都選擇了這一編程方式。而且其圖形結(jié)構(gòu)類似于登高用的梯子，故名梯形圖。梯形圖程序的左右兩側(cè)有兩垂直的電力軌線，左側(cè)的電力軌線名義上為功率流從左向右沿著水平梯級通過各個觸點、功能、功能塊、線圈等提供能量，功率流的終點是右側(cè)的電力軌線。每一個觸點代表了一個布爾變量的狀態(tài)，每一個線圈代表了一個實際設備的狀態(tài)，一個簡單的梯形圖程序如圖 3.1 所示畢業(yè)設計12:圖 3.1 梯形圖表示的 PLC 程序?qū)嵗菪螆D的每個梯級表示一個因果關系,事件發(fā)生的條件表示在梯形的左面,事件發(fā)生的結(jié)果表示在梯級的右面。梯形圖編程語言具有如下特點:(1) 與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性;(2) 與原有繼電器邏輯控制技術相一致，易于掌握和學習;(3) 對于復雜控制系統(tǒng)描述,仍不夠清晰;(4) 可讀性仍不夠好。幾乎所有 PLC 廠商提供的 PLC 都支持梯形圖編程語言,而且都比較容易理解，只是在梯形圖結(jié)構(gòu)上可能稍有變化。比如西門子的 S7 系列梯形圖就沒有右邊的電力軌線。有時在有此參考書中右邊的電力軌線也常常被省略。3.2 功能塊圖編程語言(FBD-Function Block Diagram)功能塊圖編程語言采用功能模塊表示所具有的功能，不同的功能模塊具有不同的功能。功能模塊用矩形來表示，每一個功能模塊的左側(cè)有不少于一個的輸入端，右側(cè)有不少于一個的輸出端。功能模塊的類型名稱通常寫在塊內(nèi)，其輸入輸出名稱寫在塊內(nèi)的輸入輸出點對應的地方。功能模塊基本上分為兩類:基本功能模塊和特殊功能模塊。基本功能模塊如AND，OR XOR 等等.特殊功能模塊如 ON 延時，脈沖輸出，計數(shù)器等等。功能塊編程語言具有以下特點:(1) 以功能模塊為單位,從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變的容易;(2) 功能模塊用圖形化的方式描述功能，較直觀易掌握，方便組態(tài)，易操作。是有發(fā)畢業(yè)設計13展前途的一種編程語言;(3) 對較復雜系統(tǒng)，由于控制功能關系能夠比較清晰的描述，因此縮短了編程和調(diào)試時間;(4) 因為每一個功能模塊要占用一定程序存儲空間，對功能塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時間，因此，這種語言在大中型可編程控制器和分散控制系統(tǒng)中應用較廣泛3.3 西門子 S7-200 的編程語言不同的商家的 PLC 有不同的編程語言，但就某個商家而言，PLC 的編程語言也就那么幾種。下面，以西門子 PLC 的編程語言為例，說明一下，各種編程語言的異同。1、順序功能圖（SFC－Seauential Fuction Chart）這是位于其它編程語言之上的圖形語言，用來編程順序控制的程序（如：機械手控制程序） 。編寫時，工藝過程被劃分為若干個順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過程。西門子 STEP7 中的該編程語言是 S7　Graph 。2、梯形圖（LAD－LAdder Diagram）這是使用使用最多的 PLC 編程語言。因與繼電器電路很相似，具有直觀易懂的特點，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字量邏輯控制。梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的指令構(gòu)成。觸點代表邏輯輸入條件，線圈　代表邏輯運算結(jié)果，常用來控制的指示燈，開關和內(nèi)部的標志位等。指令框用來表示定時器、計數(shù)器或數(shù)學運算等附加指令。在程序中，最左邊是主信號流，信號流總是從左向右流動的。不適合于編寫大型控制程序。3、語句表（STL－STatement List）是一種類似于微機匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。語言表適合于經(jīng)驗豐富的程序員使用，可以實現(xiàn)某些梯形圖不能實現(xiàn)的功能。 如表3.3-3 所示LD I0.1O Q0.0 AN I0.0= Q0.0畢業(yè)設計14表 3.3-3 用語句表表示的 PLC 程序?qū)嵗?、功能塊圖（FBD－Function Block Diagram）功能塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯，一些復雜的功能用指令框表示，適合于有數(shù)字電路基礎的編程人員使用。功能塊圖用類似于與門、或門的框圖來表示邏輯運算關系，方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運算，方框用“導線”連在一起，信號自左向右。圖 3.3-4 用功能圖表示的 PLC 程序?qū)嵗谒恼?PLC 控制機械手的設計4.1 各電器設備的控制方式及控制要求1 機械手的技能和特性根據(jù)古典力學觀點，物體在三維空間的靜止位置是由三個坐標和繞三軸旋轉(zhuǎn)的角度來決定的。因此，抓握物體的位置和方向（即關節(jié)間的角度）能從理論上求得。據(jù)資料介紹，如果采用的機械手，其機能要接近人的上肢，則需要具有 27 個自由度，而每一個自由度至少要有一根“人造肌肉” 。這樣就需要安裝 27 根重量輕、小型和高輸出力的“人造肌肉” 。就目前的技術狀況而言，上述功能還很難辦到。而且把機械手的功能搞得那么復雜，動作彼此嚴重重疊也是完全不必要的。退一步，如果機械手要求具有完全通用的程度，那么它的整機、本體、手臂和手指都得有三個直線運動和三個旋轉(zhuǎn)運動，總共就要有 24 個自由度。這在實際上也是不必要的，這樣會使機械手結(jié)構(gòu)復雜，費用增多。因此，不應盲目模仿人手的動作，增加過渡的自由度，而應根據(jù)實際需要的動作，設計出最少的自由度就能完成作業(yè)所要求的動作。所以一般專用的機械手（不包括握緊動作）通常具有二到三個自由度。而通用機械手一般取四到五個自由度。本設計中設計的機械手，它共有五個自由度。即：手臂伸縮、手臂上下擺動、手臂左右擺動、手腕回轉(zhuǎn)、手指抓握。2 .軀干和傳動系統(tǒng)機械手的傳動分為液壓、氣壓、電氣和機械四種，本設計采用綜合傳動方式，即畢業(yè)設計15手臂采用電氣傳動，而手爪則采用氣壓傳動。 (1) 夾緊機構(gòu)機械手手爪使用來抓取工件的部件。手爪抓取工件是要滿足迅速、靈活、準確和可靠的要求。設計制造夾緊機構(gòu)——手爪時，首先要從機械手的坐標形式、運行速度和加速度的情況來考慮。其加緊力的大小則根據(jù)夾持物體的重量、慣性和沖擊力的大小來計算。同時考慮有足夠的開口尺寸，以適應被抓物體的尺寸變化，為擴大機械手的應用范圍，還需備有多種抓取機構(gòu)，以根據(jù)需要來更換手爪。為防止損壞被夾的物體，夾緊力應限制一定的范圍內(nèi)，并鑲有軟質(zhì)墊片、彈性襯墊或自動定心結(jié)構(gòu)。為防止突然停電被抓物體落下，還可以有自鎖結(jié)構(gòu)。夾緊機構(gòu)本身則應結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動作靈活和動作可靠。夾緊機構(gòu)形式多樣，有機械式、吸盤式和電磁式等。有的夾緊機構(gòu)還帶有傳感裝置和攜帶工具進行操作的裝置。本設計采用機械式的夾緊機構(gòu)。機械式夾緊機構(gòu)是最基本的一種，應用廣泛，種類繁多。如按手指運動的方式和模仿人手的動作，可分為回轉(zhuǎn)型、直進型；按夾持方式可分為內(nèi)撐式、外撐式和自鎖式；按手指數(shù)目可分為二指式、三指式、四指式；按動力來源可分為彈簧式、氣動式、液壓式等。本設計采用二指式氣動手爪。由可編程控制器控制電磁閥動作，從而控制手爪的張閉。手爪的回轉(zhuǎn)則用一個直流電動機完成，同時通過兩個限位磁頭完成回轉(zhuǎn)角度的限位，一般可設置在 180 度。(2) 軀干軀干由底盤和手臂兩大部分組成。底盤是支撐機械手全部重量并能帶動手臂旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。底盤采用一個直流電動機驅(qū)動，底盤旋轉(zhuǎn)時帶動一個旋轉(zhuǎn)碼盤旋轉(zhuǎn)，機械手每旋轉(zhuǎn) 3 度發(fā)出一個脈沖，由傳感器檢測并送入可編程控制器，從而計算底盤旋轉(zhuǎn)的角度。同時，在底盤上裝有限位磁頭，最大旋轉(zhuǎn)角度可達 270 度。手臂是機械手的主要部分，它是支撐手爪、工件并使它們運動的機構(gòu)。本設計中手臂由橫軸和豎軸組成，可完成伸縮、升降的運動。手臂采用步進電動機帶動絲杠、螺母來實現(xiàn)伸縮和升降運動。由可編程控制器發(fā)出脈沖信號，經(jīng)步進電動機驅(qū)動器驅(qū)動步進電動機旋轉(zhuǎn)，帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，完成手臂的運動。改變發(fā)出脈沖的個數(shù)，可控制手臂的兩個軸運動的距離。同時在兩軸的兩端分別加限位開關限位。采用絲杠、畢業(yè)設計16螺母結(jié)構(gòu)傳動的特點是易于自鎖，位置精度較高，傳動效率較高。4.2 電器元件、設備的選擇1 PLC 機型的選擇根據(jù)被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，可進行 PLC 型號的選定。進行 PLC 選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修、備件的通用性。對開關量控制的系統(tǒng)，當控制速度要求不高時，一般的 PLC 都可以滿足要求，如對小型泵的順序控制、單臺機械的自動控制等。當控制速度要求較高、輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入/輸出點的形式，最好采用晶體管形式輸出。對帶有部分模擬量控制的ｗ裝置等。2 輸入/輸出的點數(shù)：I/O 點數(shù)可以衡量 PLC 規(guī)模的大小。準確統(tǒng)計被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)并考慮今后系統(tǒng)的調(diào)整和擴充，在實際統(tǒng)計 I/O 點數(shù)基礎上，一般應加上 10%-20%的備用點數(shù)。多數(shù)小型 PLC 為整體式，具有體積小、價格便宜等優(yōu)點，適于工藝過程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡單的系統(tǒng)。模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC 采用主機模塊與輸入模塊、功能模式塊組合使用的方法，比整體式方便靈活，維修更換模塊、判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多、控制要求復雜的系統(tǒng)。此外，還應考慮用戶儲存器的容量、PLC 的處理速度是否能滿足實時控制的要求、編程器與外圍設備的選擇等。本設備控制的對象是一個開關量控制的系統(tǒng)，同時利用脈沖控制步進店動機的運轉(zhuǎn)，故應采用晶體管形式的輸出。松下 FPO 系列小型 PLC 具有性價比高、功能完善、指令豐富等優(yōu)點，能滿足本對象各項控制性能要求，因此，本系統(tǒng)采用松下 FPO 系列的 FPO——C16T 作為基本模塊，能輸出兩路脈沖信號進行步進電動機的控制。由于輸入輸出點不夠，擴展一個 FPO——E16RS 模塊。3 電源模塊的選擇：采用 Dm150 系列開關電源。其特點是輸出功率大，體積小，重量輕，可靠性高，適應寬范圍的輸入電壓波動，具有完備的過電壓、過電流保護功能。主要參數(shù)：輸入交流電壓：110~220V/50Hz 、60Hz輸出直流電壓：24V/6.5A畢業(yè)設計17最大功率：156W工作環(huán)境：-10~40 度4 . 步進電動機的選擇：采用二相八拍混合式步進電動機，主要特點：體積小，具有較高的起動和運行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等特點。型號：42BYGH101。快接線插頭中的紅色表示 A 相，藍色表示 B 相。使用時如果發(fā)現(xiàn)步進電動機轉(zhuǎn)向不對時可以將 A 相或 B 相兩根線對調(diào)。（1）.步進電動機驅(qū)動模塊采用中美合資 SH 系列步進電動機驅(qū)動器，主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出分等。如下圖所示。電源輸入部分由電源模塊提供，用兩根導線連接，注意極性。信號輸入部分：信號源由 FPO 主機提供。由于 FPO 提供的電平為 24V，而輸入部分的電平為 5V，中間加了保護電路。輸出部分：與步進電動機連接，注意相序。（2.）傳感采用接近開關作為手爪旋轉(zhuǎn)和底盤旋轉(zhuǎn)限位檢測用;采用微動開關作為橫軸、縱軸限位檢測用。接近開關：接近開關有三根連接線（紅、藍、黑）紅色接電源的正極、黑色接電源的負極、藍色為輸出信號，當與擋塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。微動開關：當擋塊碰到微動開關動作（常開點閉合） 。 （3） FPO 模塊 由松下 FPO 系列 PLC 晶體管輸出的主機，具有高速運算能力、PID 調(diào)節(jié)功能，同時可以輸出兩路脈沖控制兩臺電動機的優(yōu)點。輸出兩路脈沖梯形圖及 f/t。 （4） 直流電動機采用 36ZY5-12 型直流電動機。輸入電壓為 12~24V,由 FPO 模塊控制電動機正反轉(zhuǎn)。（5）旋轉(zhuǎn)碼盤畢業(yè)設計18機械手每旋轉(zhuǎn) 3 度發(fā)出一個脈沖。4.3 控制系統(tǒng)的軟、硬件設計1. 控制要求機械手移動工作動作示意圖 所示。機械手需要將工件從工作臺 A 移送至工作臺 B 上，其動作過程為下降，上升，右移，再下降，再上升，左移。這些動作均由電磁閥控制液壓系統(tǒng)來驅(qū)動完成。此外，機械手在夾送工件右行到位后，如果工作臺 B 上的工件尚未移走，機械手則停止運動，待工作臺 B 上的工件被運走后，機械手才能下降。2 選擇 I/O 設備由機械手執(zhí)行機構(gòu)可知1）輸入為 14 個開關量信號。由限位開關，按紐，光電開關組成。2）輸出為 6 個開關量信號。右 24V 電液控制，液壓驅(qū)動線圈和指示燈組成。3 選擇 PLC 型號 根據(jù)控制要求，PLC 控制系統(tǒng)選用 SIEMENS 公司 S7-200 系列 CPU224，因為 I/O 點數(shù)不夠，另外選擇擴展模塊 EM2213 系統(tǒng)的硬件程序設計操作時，機械手分為手動操作方式，回原點操作方式，單步操作方式，單周期操作方式。（1） 列出工件傳送手 PLC 的輸入/輸出點分配表，見表 4.3-1輸入信號 輸出信號名稱 代號 符號 名稱 代號 符號上限位行程開關 ST1 I0.0 上升電磁閥 YV1 Q0.0畢業(yè)設計19下限位行程開關 ST2 I0.1 下降電磁閥 YV2 Q0.1左限位行程開關 ST3 I0.2 右轉(zhuǎn)電磁閥 YV3 Q0.2右限位行程開關 ST4 I0.3 左轉(zhuǎn)電磁閥 YV4 Q0.3下降點動按鈕 SB1 I0.4 夾緊電磁閥 YV5 Q0.4上升點動按鈕 SB2 I0.5 原點知識燈 HL Q0.5左轉(zhuǎn)點動按鈕 SB3 I0.6右轉(zhuǎn)點動按鈕 SB4 I0.7手動操作方式選擇開關 SA1-1 I1.0回原點操作操作方式選擇開關 SA1-2 I1.1單步(點動）操作方式選擇開關SA1-3 I1.2單周期操作方式選擇開關 AS1-4 I1.3自動循環(huán)操作方式 SA1-5 I1.4回原點啟動按鈕 SB5 I1.5全自動啟動按鈕 SB6 I1.6回原點停止按鈕 SB7 I1.7工件檢測光電開關 ST5 I2.0夾緊工件點動按鈕 SB8 I2.1放松工件點動按鈕 SB9 I2.2表 4.3-1 輸入/輸出點分配表（2） 工件傳送機械手 PLC 控制接線圖 4.3-2 所示 畢業(yè)設計20圖 4.3-2 件傳送機械手 PLC 控制接線圖4 系統(tǒng)的軟件程序設計。工件傳送機械手 PLC 自動控制狀態(tài)流程圖如圖 4.3-4 所示。工件傳送機 PLC 控制總梯形圖及指令語句表如圖 所示畢業(yè)設計21圖 4.3-4 工件傳送機械手 PLC 自動控制狀態(tài)流程圖 程序設計說明?？刂葡到y(tǒng)設有手動，單周期，單步，連續(xù)和回原點 5 種工作方式，機械手在最上面和最左面且松開時，稱為系統(tǒng)處于原點狀態(tài)（或稱初始狀態(tài)） 。左限位畢業(yè)設計22開關 I0.2，上限位開關 I0.0 的長開觸點和表示機械手松開的 Q0.1 的長閉觸點的串聯(lián)電路接通時， “原點條件”存儲器位 M0.5 接通變?yōu)?ON，并接通 Q0.5 原點指示燈亮。如果選擇的是單周期工作方式，饑餓下啟動按鈕 I1.6 后，從初始步 M0.0 開始，機械手按狀態(tài)流程圖的規(guī)定完成一個周期的工作后，返回并停留在初始步。如果選擇連續(xù)工作方式，在初始狀態(tài)按下啟動按鈕 I1.6 后，機械手從初始步開始一個周期一個周期地反復連續(xù)工作。當按下停止按鈕 I1.7 時，系統(tǒng)并不馬上停止工作，而是完成最后一個周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。如果選擇的是單步工作方式，從初步開始，按一下啟動按鈕，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步，完成該步的任務后，自動停止工作并停留在初始步，再按一下啟動按鈕，又往前走一步單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。在選擇單周期，連續(xù)和單步工作方式之前，系統(tǒng)應處于原點狀態(tài)。如果不滿足這一條件，則可選擇回原點工作方式，然后按回原點按鈕 I1.5，使系統(tǒng)自動返回原點狀態(tài)。在原點狀態(tài)，流程圖中的初始步 M0.0 為 ON，為進入單周期，連續(xù)和單步工作方式做好的準備。(1)手動程序與自動程序的切換。在圖 4.3-4(1) 中，第 1 行邏輯行至第 3 行邏輯手動程序與自動程序的切換程序。4.3-4(1) 手動程序與自動程序梯形圖接通可編程控制器的電源時，若機械手處于原點狀態(tài)，M0.5 接通時，SM0.1 接通一格掃描畢業(yè)設計23周期，M0.0 被置位，為進入單步，但周期和連續(xù)工作方式作好了準備。此時，系統(tǒng)進入自動工作方式。若在圖 4.3-4(1) 中，如果 第 1 邏輯行中的 M0.0 未被置位，也就是說，機械手未處于原點狀態(tài)，此時系統(tǒng)不能在單步，但周期和連續(xù)工作方式下工作，系統(tǒng)為手動工作方式。2 手動程序.圖 4.3-4(2)中第 4 邏輯行至第 9 邏輯行行為為手動程序圖 4.3-4(2) 手動程序梯形圖將轉(zhuǎn)換開關 SA1 扳至單步（點動）方式，I1.2 在第 11 邏輯行常閉觸點斷開，系統(tǒng)執(zhí)行手動程序。當按下夾緊工件點動按鈕 SB8 時， I2.1 的常開觸點閉合，Q0.1 接通置位，機械手處于夾緊狀態(tài)；當按下放松工件點動按鈕 SB9 時，I2.2 的常開觸點閉合，Q0.1 被復位，機械手處于放松狀態(tài); 當按下上升點動按鈕 SB2 時，I0.35 的常開觸點閉合，Q0.2 接通，機械手處于上升狀態(tài); 當按下下降點動按鈕 SB1 時，I0.4 的常開觸點閉合，Q0.0 接通，機械手處于下降狀態(tài); 當按下左移點動按鈕 SB3 時，I0.6 的常開觸點閉合，Q0.4 接通，機械手處于左移狀態(tài); 當按下右移點動按鈕 SB4 時，I0.5 的常開觸點閉合，Q0.3 接通，機械手處于右移狀態(tài)。3 自動程序 在圖 4.3-4(3) 中 第 10 邏輯行至第 20 邏輯行為不包括自動返回原點的自動控制程序。當把選擇開關扳向自動位置時，I1.4 的常開觸點閉合，此時系統(tǒng)進入補包括自動返回原點的自動控制程序。畢業(yè)設計24圖 4.3-4(3)自動程序梯形圖畢業(yè)設計25第 10 邏輯行中，按下啟動按鈕 I1.6 時。M0.7 接通并自鎖，且第 11 邏輯行中的M0.6 也接通，使得 M0.6 在第 12 邏輯行至第 20 邏輯行中的常閉觸點閉合，許轉(zhuǎn)換為自動工作方式。若系統(tǒng)處于原點狀態(tài)，接通電源則 M0.0 接通。***單周期工作方式:將轉(zhuǎn)換開關 SA1 扳至單周期操作方式，I1.2 在第 11 邏輯行中的常閉觸點閉合，I1.1 在第 13 邏輯行中的常閉觸點閉合。按下啟動按鈕 SB6，I1.6的常閉觸點閉合，第 13 邏輯行中的 M3.0 接通并自鎖，使得在第 22 邏輯行中的 Q0.0接通 ，進入下降狀態(tài)。當下降到位后，撞擊行程開關 ST2，I0.1 的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，使得第 14 邏輯行中的 M3.1 的線圈接通，同時第 13 邏輯行中的 M3.1 線圈斷開，第 23 邏輯行中的 Q0.1 被置位，系統(tǒng)進入夾緊，計時器 T37 開始計時。經(jīng)過 1s 的計時后，計時器 T37 開始工作，在第 15 邏輯行中常開觸點閉合，使得 M3.2 線圈接通 ，同時第 14 邏輯行中的 M3.1 線圈斷開。第 25 邏輯行中的 Q0.2 接通，系統(tǒng)進入上升狀態(tài)。當上升到位后，撞擊行程開關 ST1，I0.0 的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，使得第 16 邏輯行中的 M3.3 的線圈接通，同時第 15 邏輯行中的 M3.2 線圈斷開，第 26 邏輯行中的 Q0.3 線圈接通，系統(tǒng)進入右行狀態(tài)。當右行到位后，撞擊行程開關 ST4，I0.3 的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，使得第 17 邏輯行中的 M3.4 的線圈接通，同時第 16 邏輯行中的 M3.3 線圈斷開，第 22 邏輯行中的 Q0.3 線圈接通，系統(tǒng)進入下降狀態(tài)。當下降到位后，撞擊行程開關 ST2，I0.1 的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，使得第 18 邏輯行中的 M3.5 的線圈接通，同時第 17 邏輯行中的 M3.4 線圈接通，第 17 邏輯行中的 M3.4 線圈斷開，第 24 邏輯行中的 Q0.1 線圈復位，系統(tǒng)進入松開狀態(tài)，計時器 T38 開始計時。經(jīng)過 1s 的計時后，計時器 T38 開始工作，在第 19 邏輯行中常開觸點閉合，使得M3.6 線圈接通 ，同時第 18 邏輯行中的 M3.5 線圈斷開。第 25 邏輯行中的 Q0.2 接通，系統(tǒng)進入上升狀態(tài)。當上升到位后，撞擊行程開關 ST1，I0.0 的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，使得第 20 邏輯行中的 M3.7 的線圈接通，同時第 19 邏輯行中的 M3.6 線圈斷開，第 27 邏輯行中的 Q0.4 線圈接通，系統(tǒng)進入左行狀態(tài)。畢業(yè)設計26當左行到位后，撞擊行程開關 ST3，I0.2 的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，Q0.2線圈斷開。由于系統(tǒng)處于單周期方式工作狀態(tài)，而第 13 邏輯行中的 M0.7 處于斷開狀態(tài)，因此系統(tǒng)停止左行，并進入原點狀態(tài)***全自動工作方式：將轉(zhuǎn)換開關 SA1 扳至全自動工作方式，按下啟動按鈕 SB6,在第 10 邏輯中，I1.4 和 I1.6 的常開觸點閉合，M0.7 接通。若系統(tǒng)處于原點狀態(tài)，則系統(tǒng)按下列過程循環(huán)進行：下降，夾緊，上升，右移，下降，放松，上升，左移，下降。其自動的過程和單周工作相同，只不過是全自動工作方式，M0.7 的常開觸點閉合，因此系統(tǒng)處于下降狀態(tài)。整個系統(tǒng)周而復始地工作，直至按下停止按鈕。4 返回原點程序。在初始狀態(tài)下，系統(tǒng)不再原點時，則需要將系統(tǒng)返回原點。圖 4.3-4(3) 中第 28 邏輯行和第 29 邏輯行為返回原點程序。將轉(zhuǎn)換開關 SA1 扳至回原點操作方式，第 28 邏輯行中的 I1.1 的常閉觸點閉合，按下回原點啟動按鈕 SB5，M1.0 接通，第 25 邏輯行中的 Q0.2 線圈接通，系統(tǒng)進入上升狀態(tài)：上升到位后，撞擊行程開關 ST1，Q0.2 線圈斷開，第 29 邏輯行中的 M1.1 接通，使得第 27 邏輯行中的 Q0.4 接通，系統(tǒng)進入左行狀態(tài)：左行到位后，撞擊行程開關 ST3，I0.2 的常閉觸點斷開，Q0.4 線圈斷開，系統(tǒng)進入原點狀態(tài)。工業(yè)傳動機械手 PLC 控制面板如圖所示控制面板畢業(yè)設計27第五章 設計小結(jié)畢業(yè)設計是我們畢業(yè)前夕最后也是最重要的一份作業(yè)，是對我們?nèi)昵髮W的一個總結(jié)，包含了我們?nèi)曛兴鶎W知識的積累，更是提升我們能力的一種方式。同時也是對我們學業(yè)的考核使我們的學業(yè)得以圓滿結(jié)束。經(jīng)過一段時間的設計，可編程控制器和機械手的設計完畢，機械手的模型已設計完畢，其功能基本達到要求。整個系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且只要修改控制程序，就可以讓機械手作出不同的動作，控制的柔性很好。系統(tǒng)的分析與設計過程也是對學習的總結(jié)過程，更是進一步學習與探索的過程。在這個過程中，我對利用可編程控制器進行控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)有了深刻的認識，對機械手的工作原