基于S7-200PLC的坐標(biāo)式-機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計

1、-PAGE . z. . .可修編. .*091401149電氣控制與可編程控制技術(shù)課 程設(shè)計2009級本科 題目： 基于S7-200PLC的坐標(biāo)式 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計 系部院：物理與機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 作者*： 國 虎 指導(dǎo)教師： 靜 職稱： 副教授 完成日期：2012年 12 月 14 日課程設(shè)計任務(wù)書2012 年 秋季學(xué)期學(xué)生*曹國虎*091401149專業(yè)方向電力系統(tǒng)班級09級1班題目名稱 基于S7-200PLC的坐標(biāo)式機(jī)械抓手控制系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計要求：設(shè)計一個基于S7-200PLC的坐標(biāo)式機(jī)械抓手控制系統(tǒng)，實現(xiàn)下列圖的控制功能：二、設(shè)計任務(wù)及編寫要求：學(xué)生根據(jù)控

2、制要求 ，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度方案，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)展坐標(biāo)式機(jī)械抓手控制系統(tǒng)設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的接線圖，軟件系統(tǒng)流程圖等；2.進(jìn)展PLC控制程序設(shè)計，做出程序梯形圖；3.進(jìn)展系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)坐標(biāo)式機(jī)械抓手的控制要求。三、設(shè)計進(jìn)度及安排： 第一周： 星期一、二 講解設(shè)計課題內(nèi)容、布置任務(wù)及要求 星期三、四 PLC輸入輸出接線圖，初步設(shè)計 星期五梯形圖，控制面板圖初步設(shè)計第二周： 星期一、二PLC I/O接線圖，梯形圖，控制面板的修改 星期三、四繪圖，系統(tǒng)調(diào)試，寫說明書及操作使用說明

3、 星期五完善上述設(shè)計內(nèi)容，裝訂設(shè)計說明書，辯論 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc343338117一、設(shè)計目的 PAGEREF _Toc343338117 h 1HYPERLINK l _Toc343338118二、設(shè)計任務(wù)及要求 PAGEREF _Toc343338118 h 1HYPERLINK l _Toc3433381192.1 控制要求 PAGEREF _Toc343338119 h 1HYPERLINK l _Toc3433381202.2 設(shè)計任務(wù) PAGEREF _Toc343338120 h 2HYPERLINK

4、 l _Toc343338121三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc343338121 h 2HYPERLINK l _Toc3433381223.1 PLC的選型 PAGEREF _Toc343338122 h 2HYPERLINK l _Toc3433381233.2 I/O分配表 PAGEREF _Toc343338123 h 3HYPERLINK l _Toc3433381243.3 硬件接線圖 PAGEREF _Toc343338124 h 3HYPERLINK l _Toc3433381253.4 PLC外圍端子接線圖 PAGEREF _Toc343338125 h 4HY

5、PERLINK l _Toc343338126四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc343338126 h 4HYPERLINK l _Toc3433381274.1 程序設(shè)計的流程圖 PAGEREF _Toc343338127 h 4HYPERLINK l _Toc3433381284.2 程序設(shè)計順序功能圖 PAGEREF _Toc343338128 h 5HYPERLINK l _Toc3433381294.3 程序設(shè)計梯形圖 PAGEREF _Toc343338129 h 7HYPERLINK l _Toc343338130五、系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc343338130

6、 h 11HYPERLINK l _Toc343338131六、設(shè)計總結(jié) PAGEREF _Toc343338131 h 16HYPERLINK l _Toc343338132七、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc343338132 h 17-. z.一、設(shè)計目的通過對S7-200PLC的坐標(biāo)式機(jī)械抓手控制系統(tǒng)的工作原理分析、系統(tǒng)設(shè)計、編程及上機(jī)調(diào)試工作的實踐，了解了電器控制系統(tǒng)的一般設(shè)計思路，熟悉和掌握了外圍電路系統(tǒng)和軟件設(shè)計的方法，并掌握利用PC對PLC工作狀況進(jìn)展監(jiān)控的方法。二、設(shè)計任務(wù)及要求2.1 控制要求如圖1坐標(biāo)式機(jī)械抓手控制示意圖所示，其控制要求主要有： 圖1機(jī)械手控制示意圖 圖

7、2工作過程圖 1. 只要D點有工件，機(jī)械手臂先下降，將工件抓取后上升； 2.將工件抓取搬運(yùn)到E點上方，機(jī)械手再次下降后放開工件； 3.機(jī)械手臂上升，最后機(jī)械手臂回到原點； 4.C缸在抓取或放開工件后，都需要10s的延時； 5.當(dāng)E點有工件且B缸已上升到LS4時，傳送帶電機(jī)轉(zhuǎn)動以運(yùn)走工件。2.2 設(shè)計任務(wù)根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度方案，運(yùn)用設(shè)計方案與進(jìn)度方案，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)展基于S7-200PLC的坐標(biāo)式機(jī)械抓手原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括： 1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的接線圖、軟件系統(tǒng)流

8、程圖等； 2.進(jìn)展PLC控制程序設(shè)計，做出程序梯形圖；3.進(jìn)展系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)坐標(biāo)式機(jī)械抓手的控制要求。三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 PLC的選型S7-200PLC它有四種不同的型號，由于設(shè)計要求有6個輸入點和7個輸出點，因而選擇S7-CPU224最為適宜。CPU224主機(jī)數(shù)字量I/O點為14輸入/10輸出共24個；擴(kuò)展能力強(qiáng)，可連續(xù)7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168個數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點；13KB程序和數(shù)據(jù)存取空間；6個獨立的30KHz高數(shù)計數(shù)器，2路獨立的20KHz高數(shù)緩沖輸出，具有PID控制器；I/O端子排可能很容易地整體拆卸，是具有將強(qiáng)控制能力的控制器。3.2 I/O分配表表1

9、I/O分配表：輸入點輸出點名稱地址功能名稱地址功能LS0I0.0啟動按鈕HLQ0.6原始位指示燈LS1I0.1左限位開關(guān)YV1Q0.0A臂左移LS2I0.2右限位開關(guān)YV2Q0.1A臂右移LS3I0.3下限位開關(guān)YV3Q0.2B臂上移LS4I0.4上限位開關(guān)YV4Q0.3B臂下移LS5I0.5E點有無工件YV5Q0.4抓手CYV6Q0.5電動機(jī)MC3.3 硬件接線圖 圖3 坐標(biāo)式機(jī)械抓手控制系統(tǒng)的PLC硬件接線圖3.4 PLC外圍端子接線圖圖4 PLC外圍端子接線圖四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1 程序設(shè)計的流程圖程序設(shè)計流程圖如圖5示： 圖5 程序流程圖4.2 程序設(shè)計順序功能圖順序功能圖如圖6所示

10、圖6 順序功能圖4.3 程序設(shè)計梯形圖五、系統(tǒng)調(diào)試圖7 初始狀態(tài)的監(jiān)控狀態(tài)圖8機(jī)械手下降的監(jiān)控狀態(tài)圖9抓手加緊的監(jiān)控狀態(tài)圖10 機(jī)械手加緊物體后上升的監(jiān)控狀態(tài)圖11 機(jī)械手左移的監(jiān)控狀態(tài)圖12 機(jī)械手夾著物體下降的監(jiān)控狀態(tài)圖13 機(jī)械手松開物體的監(jiān)控狀態(tài)圖14 機(jī)械手松開物體后上升的監(jiān)控狀態(tài)圖15 機(jī)械手右移、電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)控狀態(tài)設(shè)計總結(jié) 在經(jīng)過兩周的PLC課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，我們都曾以為自己熟練地掌握了PLC課程設(shè)計的訣竅，但當(dāng)自己真正的參與其中，真正的自己動手動腦之后，才覺察實際解決一項問題有多么困難。但在這個過程中，我們所收獲的也是更加巨大的。在本次設(shè)計中，我學(xué)會了運(yùn)用Microsoft Visio畫圖軟件繪制電氣接線圖。對電氣的操作規(guī)*有了深刻的認(rèn)識。在程序設(shè)計中首先要總體設(shè)計程序思路，然后分塊設(shè)計。在程序設(shè)計中，通過親自寫程序，我更加理解了PLC根本指令的使用方法，也對根本指令的具體運(yùn)用有了深刻的概念。通過這次課程設(shè)計，我對PLC的認(rèn)識進(jìn)一步加強(qiáng)，同時加強(qiáng)了自己的動手實際操作能力。當(dāng)然本次課程設(shè)計是以小組形式開展，在這次設(shè)計中也更加認(rèn)識到了小組團(tuán)隊合作的重要性，在合作中遇。七、參考文獻(xiàn)