用基本指令實現(xiàn)plc控制機械手

1、目 錄一、緒論1二、PLC及其應用22.1 PLC的概念與組成22.2 PLC的工作原理及特點2三、設計內容43.1 控制要求43.2實驗面板圖53.3輸入輸出點地址分配53.4系統(tǒng)工作流程圖63.5 PLC外圍電氣連線圖7四、系統(tǒng)梯形圖8五、總結10六、參考文獻11一、緒論隨著我國工業(yè)生產的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)工件的裝卸、轉向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進行加工、裝配等作業(yè)的自動化，已愈來愈引起人們的重視。 機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產中應用的機械手被稱為"工業(yè)機械手"。生產中

2、應用機械手可以提高生產的自動化水平和勞動生產率；可以減輕勞動強度、保證產品質量、實現(xiàn)安全生產；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。 機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等組成。機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量

3、的人力物力來研究和應用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的。 機械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機械手的結構形式開始比較簡單，專用性較強。 隨著工業(yè)技術的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。二、PLC及其應用2.1 PLC的概念與組成可編程序控制器，英

4、文稱Programmable Controller，簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機（Personal Computer）混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧

5、到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐。圖1 PLC的硬件系統(tǒng)結構2.2 PLC的工作原理及特點PLC的工作原理：PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條

6、順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必經輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 PLC的特點：（1）抗干擾能力強、可靠性高。（2）控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強。（3）編程方便，易于使用。（4）功能強大，成本低。（5）設計、施工、調試的周期短。（6）維護方便。三、設計內容3.1 控制要求如下圖左上方為原點，工件按下面運行順序進行：“原點位置-下降-夾緊-停留2秒-上升-右行-下降-放松-停留2秒-上升-左行-原點位置”，一個循環(huán)稱為一個周期。原點位置設定為機械手處于左上位

7、、松開，即為系統(tǒng)的初始狀態(tài)（此時左限位和上限位同時接通）。當系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，選擇相應的工作方式：（1）點動操作：按下相應的上升、下降等按鈕，機械手執(zhí)行相應的操作。（2） 單步運行：按一次啟動按鈕，機械手執(zhí)行一步操作。（3） 單周期運行：從原點開始完成一個周期的動作后，停在初始狀態(tài)。（4） 連續(xù)運行：系統(tǒng)從原點按運行順序反復運行。運行過程中，按下停止按鈕后，系統(tǒng)停止運行，并自動回到初始狀態(tài)，等待選擇工作方式。如圖所示：圖2 機械手工作簡圖3.2實驗面板圖圖3 實驗面板圖3.3輸入輸出點地址分配輸入點： 輸出點：啟動按鈕 SB1 I0.0 原始位開關 HL Q0.5停止按鈕 SB2 I0.5 抓

8、球電磁鐵 YV2 Q0.1下限位開關 SQ1 I0.1 下行接觸器 YV1 Q0.0上限位開關 SQ2 I0.2 上行接觸器 YV3 Q0.2右限位開關 SQ3 I0.3 右行接觸器 YV4 Q0.3左限位開關 SQ4 I0.4 左行接觸器 YV5 Q0.43.4系統(tǒng)工作流程圖圖4 系統(tǒng)工作流程圖 3.5 PLC外圍電氣連線圖圖5 PLC外圍電氣連線圖YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL分別接主機的輸出點Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；SB1、SB2分別接主機的輸入點I0.0、I0.5；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分別接主機的輸入點I0.1、I0.2、I0

9、.3、I0.4。四、系統(tǒng)梯形圖圖6 系統(tǒng)梯形圖五、總結通過這次機械手設計讓我知道了現(xiàn)代企業(yè)在完成自動化控制中離不開PLC的控制，它可以使企業(yè)在生產的同時減少勞動力和生產成本。目前我國很多地區(qū)的企業(yè)整個生產設備還比較落后且大部分工序都是通過人工來完成的，而機械手成本比較低且操作簡單很適合中小企業(yè)的發(fā)展要求。但隨著科技不斷進步我相信多功能復雜的機械手將會在不久的將來出現(xiàn)，所以在今后的學習和生活中我們還要不段的學習和創(chuàng)新，只有這樣才能設計出更符合現(xiàn)代社會所需求的產品。在完成這次課程設計過程中，并不是那么一帆風順，我也遇到了很多問題與困惑，通過查閱相關資料以及同學的熱心幫助，使我很快就解決了問題，讓我更深切的明白了團結力量大的道理。還有就是一切知識都來源于實踐，只有學習完課本知識后， 結合實踐，完美的實現(xiàn)相關功能，這樣才是現(xiàn)代一個合格的科學技術工