PLC機(jī)械手5339教程文件

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC機(jī)械手5339-摘要機(jī)械手是工業(yè)控制和加工中經(jīng)常用到的執(zhí)行部件，具有能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境、效率高、安全穩(wěn)定和可進(jìn)行高強(qiáng)度工作的優(yōu)點(diǎn)，在自動化生產(chǎn)線上有廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動化的有效的辦法；控制機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動化而

2、生產(chǎn)的。機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對其進(jìn)行自動控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動化生產(chǎn)設(shè)備。自上世紀(jì)六十年代，PLC設(shè)計(jì)的機(jī)械手被實(shí)現(xiàn)為一種產(chǎn)品后，對它的開發(fā)應(yīng)用也在不斷發(fā)展，它可以在減輕繁重的體力勞動、改善勞動條件和安全生產(chǎn)；提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)的競爭力等方面起到及其重要的作用。關(guān)鍵字：機(jī)械手PLC現(xiàn)代工業(yè)目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc224202960摘要HYPERLINKl_Toc224202961第1章概述HYPERLINKl_Toc2242029621.1課題設(shè)計(jì)意義HYPERLINK

3、l_Toc2242029631.2控制系統(tǒng)介紹1.3機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟.HYPERLINKl_Toc224202965第2章硬件設(shè)計(jì)HYPERLINKl_Toc2242029662.1控制系統(tǒng)I/O分配表HYPERLINKl_Toc2242029672.2控制系統(tǒng)外部接線圖HYPERLINKl_Toc224202973第3章軟件設(shè)計(jì)HYPERLINKl_Toc2242029743.1控制系統(tǒng)流程圖HYPERLINKl_Toc2242029753.2控制系統(tǒng)梯形圖HYPERLINKl_Toc224202981第4章軟件及硬件調(diào)試心得體會HYPERLINKl_Toc224202982HYPE

4、RLINKl_Toc224202983參考文獻(xiàn)概述1.1課題設(shè)計(jì)意義機(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)。機(jī)械手的積極作用正日益為人們所認(rèn)識，其一，它能部分地代替人的勞動并能達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)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(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。因此，受到各先進(jìn)單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合，應(yīng)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?？刂葡到y(tǒng)介紹在自動化生

5、產(chǎn)線上，經(jīng)常用機(jī)械手完成工件的取放操作，如圖1-1是一機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖，其任務(wù)就是將傳送帶A上的物體搬送到傳送帶B上。機(jī)械手的每次循環(huán)動作均從原位開始。機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1所示：圖1-1機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)械手工作過程示意圖如圖1-2所示：原位下降夾緊上升右移左移上移放松下降圖1-2機(jī)械手工作過程示意圖1.3機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動作,確定這些動作之間的關(guān)系及完成這些動作的順序。(2)分配輸入、輸出設(shè)備,即確定哪些外圍設(shè)備是送信號給PLC的,哪些外圍設(shè)備是接收來自PLC的信號的,同時(shí)還要將PLC的輸入、輸出點(diǎn)與之一一對應(yīng),對I/O進(jìn)行分配。在此基礎(chǔ)上確定P

6、LC的選型。(3)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選PLC的I/O點(diǎn)的情況及高功能模塊的情況,設(shè)計(jì)PLC用戶程序,此時(shí)可采用梯形田、助記符或流程圖語言形式的用戶程序。PLC的用戶程序體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關(guān)系,編程時(shí)可用編程器或計(jì)算機(jī)直接編程、修改,同時(shí)也可對PLC的工作狀態(tài)、特殊功能進(jìn)行設(shè)定。(4)對所設(shè)計(jì)的PLC程序進(jìn)行調(diào)試和修改,直至PLC完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。第二章控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PLC硬件設(shè)計(jì)是指PLC外部設(shè)備的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)重要進(jìn)行輸入設(shè)備的選擇（如控制按鈕、開關(guān)、檢測裝置及計(jì)量保護(hù)裝置的輸入信號等），還有執(zhí)行元件的選擇以及控制臺、

7、柜的設(shè)計(jì)等。硬件設(shè)計(jì)還包括PLC輸入/輸出通道的分配，為便于程序設(shè)計(jì)和閱讀，常作出I/O通道分配表，表中包括有I/O編號、設(shè)備代號、名稱及功能等。機(jī)械手控制系統(tǒng)電器原理圖。輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便

8、提高控制水平和降低應(yīng)用成本?？紤]是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。考慮到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，采用PLC作為核心控制器，各控制對象都必須在PLC的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作，所以PLC可采用西門子S7-200，S7-200系列是一類可編程邏輯控制器（MicroPLC）。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要。2.1控制系統(tǒng)I/O分配表基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)的生產(chǎn)控制要求，經(jīng)過認(rèn)真的研究考慮，系統(tǒng)設(shè)計(jì)I/O分配表如下表2.1所示:表2.1輸入輸出上限位開關(guān)SQ1I0.0上行電磁閥Q0.0下限位開關(guān)SQ2I0.1下行電磁閥Q0.1左限位開關(guān)SQ3I0

9、.2左行電磁閥Q0.2右限位開關(guān)SQ4I0.3右行電磁閥Q0.3抓緊限位開關(guān)SQ5I0.4抓緊電磁閥Q0.4光電開關(guān)PSI0.5放開電磁閥Q0.5啟動按鈕SB1I0.6傳送帶A的電動機(jī)接觸器Q0.6停止按鈕SB2I0.72.2控制系統(tǒng)外部接線圖基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)的生產(chǎn)控制要求，經(jīng)過認(rèn)真的研究考慮，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的外部接線圖如圖2-1所示:控制系統(tǒng)的外部接線圖2-1第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要是指編寫工藝流程圖，即將整個(gè)流程分解為若干步，確定每步的控制要求及轉(zhuǎn)換條件，配合定時(shí)、計(jì)數(shù)、分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及某些特殊功能指令便可完成滿足機(jī)械手控制系統(tǒng)生產(chǎn)要求的梯形圖的設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)流程圖基于PL

10、C的機(jī)械手控制系統(tǒng)的生產(chǎn)控制要求，經(jīng)過認(rèn)真的研究和考慮，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖3-1所示：3-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3.2控制系統(tǒng)梯形圖根據(jù)控制系統(tǒng)生產(chǎn)要求以及機(jī)械手工作流程圖（圖3-1所示）經(jīng)過認(rèn)真研究和考慮，控制系統(tǒng)的系統(tǒng)梯形圖如圖3-2所示：控制系統(tǒng)梯形圖3-2(1)在機(jī)械手上、下、左、右行走的控制中，使用了一個(gè)軟件聯(lián)鎖觸電，替代了SM0.0。(2)M0.0是一個(gè)選擇邏輯，其功能如上圖中網(wǎng)絡(luò)1所示，它相當(dāng)于一個(gè)開光，控制著系統(tǒng)是進(jìn)行單周期操作還是循環(huán)操作。第4章軟件及硬件調(diào)試根據(jù)控制系統(tǒng)的硬件及軟件的設(shè)計(jì)最后對本控制系進(jìn)行整體性的操作控制調(diào)試：首先用電腦在STEP-7-Micro/WIN編程軟件中

11、將編輯的梯形圖寫入軟件中，然后點(diǎn)擊運(yùn)行并對其指出的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，修改完最終運(yùn)行無誤后將其下載到可編程控制儀器中；其次按照設(shè)計(jì)的要求接好線，確定無誤后按下啟動按鈕。啟動后發(fā)現(xiàn)上行、下行、左行、右行燈均同時(shí)亮且一直亮著，這樣就不符合設(shè)計(jì)中每個(gè)動作依次有序進(jìn)行操作的要求，務(wù)必對其進(jìn)行修正。在這種情況下我采取了以下方案：方案一：在沒有確定設(shè)備是否曾在問題的情況下，首先我們對設(shè)備進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)不曾在任何問題，在這種情況下我選擇了再一次用先前的步驟來完成整個(gè)過程以確定初次的接線過程是否有誤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的結(jié)果和先前一樣出現(xiàn)燈均亮。這樣方案一就以失敗告終。方案二：通過對程序的再三檢查后，發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)語法上

12、的錯(cuò)誤。會不會是運(yùn)行的速度太快而出現(xiàn)一個(gè)周期接一個(gè)周期的快速運(yùn)行呢？在帶著這個(gè)問題的情況下把程序的每個(gè)動作網(wǎng)絡(luò)多家了一個(gè)stop指令加以驗(yàn)證，然后將程序?qū)懭隨TEP-7-Micro/WIN編程軟件中運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果顯示沒有錯(cuò)誤；再下載到可編程控制儀后接好線按下啟動按鈕，發(fā)現(xiàn)指示燈會按照設(shè)計(jì)動作的要求依次亮起而且程序也能按照設(shè)計(jì)的要求完成指定的單周期和多周期操作。這樣利用方案二就完成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)的調(diào)試。心得體會通過本次課程設(shè)計(jì)，讓我對PLC的梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好地了解，也讓我進(jìn)一步了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理，因?yàn)橛泻芏嘣O(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從實(shí)際問題中找出最合適的設(shè)計(jì)方法。這次的課程設(shè)計(jì)給

13、予了我不同的學(xué)習(xí)方法和體驗(yàn)，讓我深刻的認(rèn)識到實(shí)踐的重要性，在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中，我會更加注重鍛煉自己的操作能力和應(yīng)變能力。過這次機(jī)械手設(shè)計(jì)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(chǎn)的同時(shí)減少勞動力和生產(chǎn)成本。目前我國很多地區(qū)的企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備還比較落后且大部分工序都是通過人工來完成的，而機(jī)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(jìn)步我相信多功能復(fù)雜的機(jī)械手將會在不久的將來出現(xiàn)，所以在今后的學(xué)習(xí)和生活中我們還要不段的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，只有這樣才能設(shè)計(jì)出更符合現(xiàn)代社會所需求的產(chǎn)品。在老師和同學(xué)的幫助下，使我能夠成功的完成這次設(shè)計(jì)并對電氣控制與PLC應(yīng)用這門課有了更深入的了解，同時(shí)也認(rèn)識到自己的不足之處，以后能夠更好的改