机械手的模拟控制

PLC课程设计

机械手的模拟控制

组员：***

侯毛威

学号：**********

1315020423

指导教师：***

2016年5月27日

引言

在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。

可编程逻辑控制器，即PLC，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。而本次设计，就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。

关键词：机械手PLC 可编程逻辑控制器

目录

PLC课程设计 (1)

引言 (2)

一：设计任务书 (4)

1.1 控制要求 (4)

1.2设计要求 (4)

二：硬件电路设计和描述 (5)

2.1. I/O分配 (5)

2.2 PLC外围接线图 (5)

三：软件设计流程及描述 (6)

3.1 流程图 (6)

3.2 功能图 (7)

3.3 工作方式 (7)

四：PLC控制程序 (8)

4.1 梯形图 (8)

4.2 梯形图说明 (12)

4.3 I/O 分配表 (12)

五．设计心得 (13)

参考文献 (14)

一：设计任务书

1.1 控制要求

按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。上升到位后，传送带B 开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环

1.2设计要求

1) 根据控制要求，进行机械手的模拟控制硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。

2) 根据控制要求，编制机械手的模拟控制PLC应用程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。

3) 编写设计说明书，内容包括：

①设计过程和有关说明。

②基于PLC

制系统电路图。

③PLC

④

⑤电气设备明细表。

⑥

⑦

书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。

二：硬件电路设计和描述

2.1. I/O分配

输入输出

起动按钮：I0.0 上升YV1：Q0.1

停止按钮：I0.5 下降YV2：Q0.2

上升限位SQ1：I0.1 左转YV3：Q0.3

下降限位SQ2：I0.2 右转YV4：Q0.4

左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：Q0.5

右转限位SQ4：I0.4 传送带A：Q0.6

光电开关PS：I0.6 传送带B：Q0.7

2.2 PLC外围接线图

本次实验共有7个输出和8个输出，采用西门子CPU 226做本次实验.

三：软件设计流程及描述3.1 流程图

3.2 功能图

3.3 工作方式

按下启动按钮时，下降继电器线圈通电，机械手开始下降，同时传送带A运行。下降到底时，碰到下限位开关，下降继电器线圈断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧，同时延时继电器工作。2s后，上升继电器线圈开始通电，机械手上升；上升到顶时，碰到上限位开关，上升继电器线圈断电，上升停止；同时接通左移继电器，机械手左移，左移到位时，碰到左移极限位开关，左移继电器线圈断电，左移停止。下降继电器线圈接通，机械手下降。下降到底时碰到下限位开关下降继电器线圈断电，下降停止同时延时继电器工作；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。2s后，上升继电器线圈通电，机械手上升，上升到极限时碰到极限位开关，上升继电器断电，上升停止；同时传送带B运行。同时接通右移继电器，机械手右移；右移到原点时，碰到右极限开关，右移继电器线圈断电，右移停止。同时传送带B停止。此时，机械手进行下一次循环。

四：PLC控制程序4.1 梯形图

4.2 梯形图说明

本次程序设计应用的是顺序控制法，其中网络1-网络10是根据功能图编写的，按下起动按钮，A运行，机械手下降，下降到限位开关SQ2，机械手夹紧，T37开始延时，2秒后机械手上升，上升到限位开关SQ1后，机械手向左移动，左移到限位开关SQ3后机械手下降，下降到限位开关SQ2后T38开始延时，经2秒延时后机械手上升，上升到限位开关SQ1后，机械手右转，同时传送带B运行。，右转到限位开关SQ4后，传送带B停止。然后循环。网络11-网络17对应的是7个输出。也是根据顺控制法编写的。网络18，网络19是两个通电延时继电器。

4.3 I/O 分配表

通过分析控制任务，如不考虑产量显示，则共需要7个数字量输入和8个数字量输出，CPU型号可以选择CPU226

五．设计心得

课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过课程设计不仅可以巩固专业知识，为以后的工作打下了坚实的基础，而其还可以培养和熟练使用资料，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升。通过这次课程设计，让我更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏忽得以补充，我们在设计过程中遇到一个不懂的设计方法——顺序控制法，通过去图书馆查阅相关的书籍，我学会了如何去使用顺序控制法设计功能图，并且通过功能图设计出了梯形图，最终在电气实验室210里调试程序，发现问题及时修改，最终完善了梯形图里一些不对的地方。使本次设计圆满完成。

在之后的设计报告中，我们又重新学习了一遍如何使用CAD软件来画图，包括了顺序流程图，功能图，主电路图，以及PLC外围接线图。在使用AUTOCAD的过程中遇到了很多问题同时也学到了很多的作图技巧和方法，开始的矩形以及连线都很困难，但是通过各方面的查资料以及实用电子工程制图课本也慢慢的找到了方法。在做好大致轮廓的时候输入文字遇到了大麻烦，开始早CAD的各种命令开始知道DT输入文字。Pl画线段改变线段端点微端宽度画箭头等等。再后来找到了AUTOCAD Electrical这个电气CAD更加方便的作图包括导线，电气元件，电机等等更加方便的画出来。

最后，通过本次课程设计，我们学会了如何编写一个类似论文的设计报告，排版，设计封面，如何使用WPS里的目录功能进行编写目录，通过插入图片的方式使报告更显学术性。在此次实习中，感谢徐承韬老师的指导，让我们明白了在调试过程中为什么I0.4的输入为什么是常亮，而其他的输出都不亮。