PLC课程设计-舞台灯光的模拟及机械手的模拟控制工程设计

设计报告应包括以下几点:

PLC 课程设计课题舞台灯光的模拟及机械

手的模拟控制工程设计

院系电子信息工程学院专业电气自动化（船舶电气）班级电气095

姓名

学号

完成日期2011年9月25日指导教师

实训地点

论文概述：

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源； b. 中央处理单元(CPU)；

c、存储器；

d、输入输出接口电路；

e、功能模块;

f、通信模块。

PLC作为一种特殊形式的计算机控制装置, 比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着广泛的应用，而本文所介绍的舞台灯光和机械手程序，就是其中典型的代表。

课题一：舞台灯光的模拟控制

一、课程设计目的与要求：

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC在工业控制领域内得到十分广泛地应用。从单机自动化到整条生产线的自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从柔性制造系统、工业机器人到分散式网络化控制系统，PLC都承担着及其重要的角色。从应用的角度来说，学习PLC技术不仅要靠掌握系统配置和编制程序的方法，更需要通过具体的编程操作实践训练，系统集成（PLC外部接线、输入信号处理、输出控制对象、功能模块组装）实训，系统的调试、纠错和运行等实践环节，才能不断加深对PLC指令功能及特点的理解和认识，掌握编程方法，提高编程技巧，真正具备PLC技术的综合应用和设计能力。

二、设计内容及控制要求（流程图及文字说明）

（1）本实验是用PLC构成舞台灯光控制系统，按启动按钮，按以下规律显示：

1--2--3—4—5—6—7—8—9—10-11-12-13-14-15-16-15-......-1-12-123-1234 -......至全亮间隔1S闪烁3次,78-6789-5678910-全亮闪烁3次,1-13-135-......至奇数灯全亮，2-24-246......至偶数灯全亮，116-215-314- (78)

78-69-510-……-116

如此循环。

以上闪烁以间隔一秒为准。

按下停止按钮，程序马

上停止运行。

（2）舞台灯光的

模拟实验面板图

(3)流程图

按下停止按钮SB2后,程序马上停止运行。

三、仪器设备：

FX2N-48MR控制器、FX20P-E型编程器、输入输出接口单元、通信单元、电脑及编程软件、控制对象设备等等。

四、PLC硬件接线图：

五、PLC控制输入输出分配表、梯形图及指令表，及其工作原理：

（1）输入输出分配表

（2）梯形图

（3）指令表

（4）工作原理

当按下启动按钮X1时，按照如下规律显示：1—2-3—4—5—6—7—8—9—10-11-12-13-14-15-16-15-……-1-12-123-1234-……至全亮间隔1S闪烁3次,78-6789-5678910-全亮闪烁3次,1-13-135-……至奇数灯全亮，2-24-246……至偶数灯全亮116-215-314……-78,78-69-510……-116如此循环，以上闪烁以间隔一秒为准。当按下停止按钮x1时，此时Y0——Y17全部被复位，舞台灯光全部熄灭，同时计数器T0——T11、辅助继电器M0——M16、计数器C0——C2被清零等待下次的启动。

课题二：机械手动作的模拟控制

一、课程设计目的与控制要求（流程图及文字说明）：

1、课程简介：

机械手是能够模仿人手动作，并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓（吸）取、搬运工件或工具或进行操作的自动化装置，它能部分的代替人的手工劳动。较高级型式的机械手，还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业。在机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大地改善了工人的劳动条件，显著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。本文的设计是利用PLC控制灯泡的开与关来实现机械手对物体的搬运过程。通过按钮来进行对机械手的控制，不仅有自动控制简单方便，而且还有手动控制以满足条件的需要。

2、设计要求：

图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：

为了满足生产的需要，很多工业设备要求设置多种工作方式，例如手动放式和自动方式。自动方式又分为自动返回原点、单步、单周期和连续等工作方式。各种运行方式的含义如下：

手动运行：用各自的按钮使各个负载单独接通或断开的方式。

回原点运行：该方式下按回原点按钮时，机械自动向原点回归。

单步运行：按一次起动按钮，前进一个工步（或工序）。

单周期运行：在原点位置按起动按钮，自动运行一个周期后再在原点停止。在中途按停止按钮时就停止运行，再按起动按钮则从断点处开始运行，完成之后原点自动停止。

连续运行：在原点位置按起动按钮，开始连续的反复运行。若中途按停止按钮，动作将继续到原点为止才停。

3、机械手动作的模拟实验面板图

此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。

4、流程图