毕业设计搬运装置的电气控制系统
搬运机械手电气控制系统设计
PLC课程设计姓名学号年级专业所在院系电气工程与自动化学院指导教师 X美俊、X哲铭提交日期某理工学院课程设计任务书课程名称电气控制与PLC课题名称搬运机械手电气控制系统设计专业班级某学号指导教师X美俊、X哲铭任务书下达日期201年月日课程设计完成日期201年月日《电气控制与PLC》课程设计指导小组 201年月日目录前言 (2)第1章概述 (3)1.1 PLC简介 (3)1.2机械手概述 (4)1.3搬运机械手的应用简况 (4)1.4机械手的应用意义 (5)1.5机械手控制系统设计步骤 (6)第2章控制方案 (7)2.1 搬运机械手的设计原理 (7)2.2 PLC的选取 (8)第3章控制系统硬件电路设计 (11)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (11)3.2P L C接口电路图 (12)第4章控制系统软件设计 (15)4.1控制系统的软件设计原理 (15)4.2梯形图和指令表 (18)第5章控制系统调试 (26)5.1 控制系统的调试过程 (26)总结 (27)前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要某现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
搬运机械手电气控制系统设计
目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.2机械手概述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
搬运装置的电气控制系统毕业设计
搬运装置的电气控制系统毕业设计搬运装置的电气控制系统毕业设计苏州工业园区职业技术学院毕业项目2014 届项目类别：毕业设计项目名称：搬运装置的电气控制系统专业名称：机电一体化姓名：吴红生学号：201100990 班级：机电11303 指导教师：齐美星2014年5月18日IVT-REJX-51 苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部：机电工程系毕业项目类别：毕业设计毕业项目名称：搬运装置的电气控制系统校内指导教师：齐美星职称：讲师类别：专职校外指导教师：职称：类别：学生：吴红生专业：机电一体化技术班级：机电11303 1.毕业项目的主要任务及目标主要任务：完成切割搬运生产线的搬运装置电气控制系统设计，要求采用PLC为控制核心，应用伺服或变频技术实现机械手的运动控制。
目标：（1）完成搬运对象的结构和工艺流程分析。
设计出电气图及PLC程序。
（2）提交一份符合格式要求的项目报告。
2.毕业项目的主要内容1）项目背景2）方案确定3）系统硬件部分设计4）系统软件部分设计5）安装及调试6）项目总结3、主要参考文献无4、进度安排毕业项目各阶段任务起止日期1．毕业项目的选题、项目实施计划2013/9/1-2013/10/1 2．毕业项目资料的搜集和整理2013/10/8-2014/1/20 3．毕业项目初稿的完成及实物的安装调试2014/1/21-2014/4/30 4．对毕业项目的修改完善2014/5/1-2014/5/14 5.最终完成及准备答辩2014/5/15-2014/5/20 注：此表在指导老师的指导下填写。
苏州工业园区职业技术学院诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告《搬运装置的电气控制系统》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。
工业案例中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在工业案例中以明确方式标明。
本人声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名：年月日摘要当今工业自动化越来越发达，许多企业为了提高生产效率和生产质量，都实行了自动化的生产线。
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析摘要：工业机器人主要用于搬运物料，即按照程序要求将特定动作有序完成的一种机械装置。
除了搬运物料以及完成动作这两种功能以外，工业机器人还具有图像识别、语音交互等功能，而且开发人员正致力于其他功能的设计。
工业机器人由四个部分组成：1.检测系统；2.控制系统；3.驱动系统；4.机械系统。
对此，本文围绕工业机器人如何应用电器控制系统这一问题展开了详细论述，以期能够为工业行业创造更高效益。
关键词：工业生产；机器人；电气控制1 工业机器人的起源《罗萨姆的万能机器人》这本著作中最先提出了机器人这一名词。
二战期间，美国为了开发核武器，设计了遥控机械手，这也是世界上首台工业机器人。
早在1954年，乔治.沃尔德相当于可编辑机器人的最先设计者。
约瑟夫·英格伯格享有“工业机器人之父”的称号，他在1959年就成为了Unimation公司的董事，主要从事于工业机器人的生产。
到1961年，通用汽车公司将工业机器人广泛用于汽车零部件的生产当中。
Unimation公司为了扩大工业机器人的推广与应用，通过降低成本价向通用公司出售工业机器人。
Unimation 公司于1967年向瑞典出售了工业机器人，这也是工业机器人在欧洲的首次使用。
到1969年，Unimation公司又将工业机器人远销到日本。
此后，全世界都开始注重工业机器人的研发与推广。
纵观工业机器人的发展历程，可知工业机器人在美国的引领下取得了非凡的成就。
与其他国家相比，日本和欧洲还是比较超前，只是要晚于美国。
2 工业机器人电气控制系统的功能2.1搬运工业机器人的常见动作就是搬运工厂零件或物品。
例如，加工机床将工业机器人取代人工作业进行上下料。
机器人需在头部安装吸附装置或夹持装置，这样才能搬运物品。
一般来说，机器人主要用于夹持气缸，吸附真空吸盘。
为了使气缸动作得到控制，机器人的内部控制系统必须保证开关量信号的输出。
想要使真空吸盘能够产生吸力，也是如此。
搬运机器人设计论文
按驱动方式可分为：（a）气压驱动；（b）液压驱动；（c）电气驱动。电气驱动是20世纪90年代后机器人系统应用最多的驱动方式。它有结构简单、易于控制、使用方便、运动精度高、驱动效率高、不污染环境等优点。
(4)按用途分类：
可分为搬运机器人、喷涂机器人、焊接机器人、装配机器人、切削加工机器人和特种用途机器人等。
应用搬运机器人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用搬运机械人可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都有搬运机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。
可见，有效的应用搬运机械手，是发展机械工业的必然趋势机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段,国内外都很重视它的应用和发展。搬运机器人是典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
1.2机器人的产生与发展史
“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词，它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造出一种像人一样的机器或人造人，以便能够取代人去进行各种工作。
1920年，捷克剧作家卡雷尔·凯培克(KarelCapek)在他的幻想情节剧《罗萨姆的万能机器人》中，第一次提出来“机器人”这个名词。各国对机器人的译法，几乎都从斯洛伐克语“robota”音译为“罗伯特”，只有中国译为“机器人”。
③搬运机械手的控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
④搬运机械手中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，搬运机械手还应用了视觉、力觉等传感器，
毕业设计搬运机械手PLC控制系统设计
搬运机械手PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。
关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），液压，电磁阀ABSTRACTWith the popularity of industrial automation and development, the demand for year-on-year increase of controller, handling the application of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of the production line or cargo transport, we can be more good to save energy and improve the transport efficiency of equipment or products, to reduce restrictions on other modes of transportation and inadequate to meet the requirements of modern economic development.The manipulator mechanical structure includes two solenoid valves controlled by hydraulic manipulator steel to achieve the increased decline in sports and workpiece clamping action, the two different motor speed through the two motor coils positive control in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rewind, slow movement back movement; conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) generated on-off signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor or solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise positioning; their course of action include: decline in clamping increased, slow forward, fast forward, slow progress, the extension of , the drop in, relax, rise, slow back, rewind, slow back; its operation, including: Back in situ, manual,single-step, single cycle, continuous; to meet the production requirements of the various operations and maintenance.Keywords: handling mechanical hands, Programmable Logic Controller (PLC), hydraulic, solenoid valve目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 I/O分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1）梯形图的总体设计……………………………………………………2）各部分梯形图的设计…………………………………………………3）绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附：语句表梯形图I/O接线图前言机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统设计与实现
《基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统设计与实现》摘要：随着工业自动化的不断发展，智能搬运机器人在物流、制造等领域的应用越来越广泛。
本文设计了一种基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统，该系统采用传感器技术、电机驱动技术和 PLC 控制技术，实现了对搬运机器人的自动化控制。
通过对系统的硬件设计和软件设计进行详细阐述，以及对系统的性能测试和实际应用进行分析，验证了该系统的可行性和有效性。
该系统具有操作简单、运行稳定、精度高等优点，能够满足不同场合的搬运需求。
关键词：电气自动化；智能搬运机器人；控制系统；设计与实现一、引言随着工业自动化的不断发展，智能搬运机器人在物流、制造等领域的应用越来越广泛。
智能搬运机器人能够自动完成货物的搬运、装卸等任务，提高了生产效率，降低了劳动强度，同时也提高了生产的安全性。
本文设计了一种基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统，该系统采用传感器技术、电机驱动技术和 PLC 控制技术，实现了对搬运机器人的自动化控制。
二、智能搬运机器人控制系统的总体设计（一）系统功能需求分析智能搬运机器人控制系统应具备以下功能：1.能够实现对搬运机器人的自动导航和路径规划。
2.能够实现对搬运机器人的运动控制，包括前进、后退、转弯、停止等。
3.能够实现对搬运机器人的货物抓取和放置。
4.能够实现对搬运机器人的状态监测和故障诊断。
（二）系统总体架构设计智能搬运机器人控制系统主要由传感器模块、电机驱动模块、PLC 控制模块和人机交互模块组成。
传感器模块用于采集搬运机器人的位置、速度、姿态等信息；电机驱动模块用于驱动搬运机器人的电机，实现机器人的运动控制；PLC 控制模块用于对传感器模块和电机驱动模块进行控制，实现对搬运机器人的自动化控制；人机交互模块用于实现操作人员与搬运机器人之间的交互，包括操作指令的输入和机器人状态的显示。
三、智能搬运机器人控制系统的硬件设计（一）传感器模块设计传感器模块主要包括激光雷达、编码器、陀螺仪等传感器。
搬运机械手电气控制系统设计
搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手是一种自动化机械装备，能够控制运动轨迹，用于在生产线上进行物品的搬运、装卸、堆垛、包装等作业，具有准确、高效、稳定等优点。
搬运机械手的电气控制系统设计是其中的重要组成部分，它直接影响到机械手的性能和使用效果。
本文将讲述如何进行搬运机械手电气控制系统的设计。
一、搬运机械手的结构搬运机械手主要由机身、控制系统、执行机构等部分组成，机械手主体通常由横梁、纵梁、立柱、斗臂、底座等构成。
执行机构包括伸缩、旋转、吸附、夹具等模块，用于实现机械手的各种运动和操作。
控制系统包括中央处理器、I/O接口、编码器、传感器、以太网通讯卡等部分，主要用于控制机械手的运行状态和操作。
二、搬运机械手的电气控制系统设计1.控制系统整体设计控制系统整体设计包括系统结构设计、功能划分和硬件选型等内容。
系统结构设计考虑到机械手的运动过程和操作需求，确定控制方式和信号交互方式。
功能划分将机械手的运动过程和控制指令划分为不同的模块，明确各模块之间的联系和执行顺序，确保系统运行流畅。
硬件选型主要考虑各种电路、元器件的规格、性能、可靠性和价格等因素，选用合适的硬件设备组成控制系统。
2.编码器和传感器选择编码器和传感器是机械手电气控制系统中非常重要的部分。
编码器用于测量机械手的位置、速度和加速度等信息，传感器用于检测机器人周围环境、工件属性和各种物理量。
编码器和传感器的选型需要考虑到测量精度、测量范围、重复性和稳定性等因素，保证机械手的运动状态和操作过程的精确可靠。
3.控制算法设计控制算法是机械手电气控制系统最核心的部分，主要包括运动控制算法和操作控制算法。
运动控制算法用于计算机械手的运动轨迹和速度变化等信息，包括PID控制、位移规划、插补算法等。
操作控制算法用于计算机械手的操作指令和指令执行顺序，包括工件识别、抓取规划、重心计算等。
控制算法的设计需要考虑到运算速度、精度和可靠性等问题，确保机械手能够按照预定的路径和指令执行。
AGV自动化系统的电气设计与控制方案
AGV自动化系统的电气设计与控制方案一、引言AGV（Automated Guided Vehicle）自动化系统是一种通过电子技术和自动化设备实现物流搬运的系统。
本文将重点探讨AGV自动化系统的电气设计与控制方案，旨在提供系统设计者和使用者有关该领域的宝贵信息和建议。
二、电气设计要点1. 电源系统设计AGV自动化系统的电源系统设计需考虑供电方式、电源容量和电气安全等因素。
供电方式可选择为直流或交流电源，并应确保能够满足系统的工作要求。
电源容量应根据AGV的实际功耗需求和系统的稳定性要求来计算，以保证系统的正常运行。
此外，电气安全也是重要考虑因素，必须设计可靠的电气保护装置和接地措施，确保系统运行时人身和设备的安全。
2. 电气线路设计AGV自动化系统的电气线路设计需要考虑主要电气元件的布局和连接方式。
各元件间的线路应合理布置，避免短路和干扰，并尽可能减少线路的长度，降低能量损耗。
同时，应根据系统的布置和工作特点，合理选择电缆的类型和规格，以满足信号传输和能量传输的要求。
3. 控制系统设计AGV自动化系统的控制系统设计包括软件和硬件两个方面。
在软件设计中，需要开发相应的控制算法和逻辑，实现AGV的路径规划、避障和导航等功能。
在硬件设计中，需要选择合适的控制器、传感器和执行器，并进行合理的布局和连接，以确保控制信号的准确传递和执行。
三、控制方案要点1. AGV路径规划AGV路径规划是AGV自动化系统中至关重要的一环。
在控制方案中，应采用先进的路径规划算法，如A*算法、D*算法等来实现AGV的最优路径规划。
同时，应综合考虑AGV的行驶速度、载货量以及场地的工艺要求等因素，从而确定合适的路径规划策略。
2. AGV避障设计AGV自动化系统的控制方案中必须考虑到避障功能的设计。
避障功能能够使AGV在工作过程中能够自动检测和避免障碍物，并能够调整行进路线以实现工作任务的顺利完成。
在避障设计中，可以采用激光、红外线或超声波等传感器进行障碍物的检测，并通过控制算法实现AGV的避障功能。
某搬运工件机械手控制系统设计
某搬运工件机械手控制系统设计引言搬运工件机械手是一种广泛应用于工业生产线上的自动化设备。
它能够根据预设的指令自动完成工件的搬运任务，提高工作效率和生产线的运行稳定性。
本文将详细介绍某搬运工件机械手控制系统的设计方案。
硬件组成某搬运工件机械手主要由以下硬件组成：1.控制器：负责接收和解析输入指令，并控制机械手的动作。
2.电机：用于驱动机械手各个关节的运动。
3.传感器：用于感知工件位置和环境信息，以便机械手做出相应的动作调整。
4.机械结构：包括各个关节和连接件，实现机械手的运动。
控制系统设计方案某搬运工件机械手的控制系统设计方案如下：控制器选择选择一款功能强大、稳定可靠的控制器是控制系统设计的关键。
我们选择了某型号的嵌入式控制器，它具备多种输入输出接口，支持多线程运行，能够满足机械手控制系统的需求。
控制算法设计机械手的控制算法是实现精准搬运的关键。
我们采用了运动规划算法和反馈控制算法相结合的控制策略。
运动规划算法根据工件位置和容器尺寸，计算机械手的最佳运动路径，以最小化运动时间和能耗。
反馈控制算法根据传感器的反馈信号，实时调整机械手的位置和姿态，以确保工件的准确搬运。
通信协议设计机械手的控制系统需要与上位设备进行通信，接收指令并发送反馈信息。
我们选择了一种常用的工业通信协议作为机械手与上位设备之间的通信方式，通过串口或以太网进行数据传输。
电机驱动设计机械手的关节运动由电机驱动实现。
我们选择了一种高效能的电机驱动方案，通过PWM调节电机的转速和转向。
控制器根据输入指令控制电机的转速和转向，使机械手能够按预定路径和速度运动。
传感器选型和布局为了使机械手能够感知工件位置和环境信息，我们选择了某型号的传感器作为机械手的感知装置。
我们将传感器布置在机械手的各个关节上，以实时感知关节的运动状态和工件所在位置。
传感器采集的信号将通过控制器进行处理和解析。
安全措施设计为了确保机械手的安全操作，我们设计了以下安全措施：•急停开关：在紧急情况下，操作人员可以按下急停开关，立即停止机械手的运动。
生产流水线电气控制系统设计毕业
技大学本科毕业设计（论文）学院电子信息学院专业电气工程及其自动化学生姓名班级学号指导教师二零年六月技大学本科毕业论文基于PLC的生产流水线电气控制系统设计The Design of The Electrical Control System of Production LinesBased on PLC科技大学毕业设计（论文）任务书学院名称：电子信息学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：摘要生产流水线是在一定的线路上连续输送货物搬运机械，又称输送线或者输送机。
可编程逻辑控制器（PLC），一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的，被誉为当代工业自动化的主要支柱之一。
随着科学技术的发展，以PLC作为基本控制单元的电气控制系统在现代化自动生产流水线及管理中优越性越来越明显。
本课题主要是研究利用西门子S7-200 PLC配合西门子MICROMASTER VECTOR变频器、电机等设备实现生产流水线某一部分控制电机的正向、反向以及多段调速运行，使其具备启停、调试、单选等功能。
PLC使用方便、编程简单、现场调试容易、环境要求低、抗干扰能力和可靠性能力强，结合以上特点，本课题采用软件与硬件相结合的方法，采用相对优越的设计思路，探求PLC、变频器、电机之间的控制关系，通过仿真实现以及硬件调试验证了可靠性。
关键词：PLC；变频器；多段调速；自动化；流水线AbstractThe production line is, in a certain line continuously transporting goods and handling machinery, also known as the conveying line or conveyor. Programmable logic controller (PLC), a digital electronic computers operating system, designed for applications in industrial environments , known as one of the main pillars of contemporary industrial automation. With the development of science and technology, as the basic control unit to the PLC electrical control system in modern production lines and management superiority is increasingly evident. The main subject of study with Siemens S7-200 PLC, the Siemens MICROMASTER VECTOR drive, motor and other equipment to achieve a certain part of the production line control motor forward, reverse, and multi-speed run, it has to start and stop,debugging, radio and other functions. PLC easy to use, simple to program, easy on-site commissioning, low environmental requirements, and strong anti-interference ability and reliability capabilities, combined with the above characteristics, the subject using a combination of software and hardware, the use of relatively superior design ideas, and explore the control relationship between PLC, frequency conversion and motor. It has been verified the reliability through simulation and hardware debug.Keywords: PLC; converter; multi-stage speed; automation; pipeline目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究目的及意义 (1)1.3 本文的主要内容 (2)第二章生产流水线电气控制系统设计 (3)2.1 生产流水线简介 (3)2.2 设计目标 (4)2.3 设计思路及实现 (4)第三章控制系统的硬件设计 (6)3.1 西门子S7-200 PLC (6)3.1.1 PLC的组成及工作原理 (6)3.1.2 S7-200 PLC简介 (9)3.1.3 I/O地址分配 (10)3.1.4 S7-200 PLC接线图 (11)3.2 西门子MICROMASTER VECTOR变频器 (12)3.2.1 变频器的工作原理 (12)3.2.2 变频调速 (12)3.2.3 MMV变频器简介 (13)3.2.4 参数设置 (14)3.2.5 多段速控制 (14)3.2.6 变频器接线图 (15)第四章控制系统的软件设计 (17)4.1 PLC编程 (17)4.2 编程软件简介 (18)4.3 顺序控制继电器（SCR）指令 (19)4.4 程序设计 (20)4.5 仿真结果 (26)4.6 结论 (32)结语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)第一章绪论1.1 研究背景在可编程逻辑控制器（PLC）问世之前，继电器在工业控制领域中占主导地位，继电器控制系统有体积大、功耗多、可靠性差等十分明显的缺点，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计与安装，会造成时间和资金的严重浪费。
基于PLC的物料搬运机械手控制系统设计
毕业论文题目：基于PLC的物料搬运机械手控制系统设计学生姓名：袁涛学生学号：**********系别：电气信息工程学院专业：自动化届别：2012届指导教师：孙静基于PLC的物料机械搬运手自动化控制系统设计学生：袁涛知道教师：孙静淮南师范学院电气信息工程系摘要:机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。
在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
关键词:机械手，气动控制，可编程控制器（PLC），自动化控制，物料分拣Based on PLC material handling robot control system designStudent: YuanTaoKnow the teacher: ms. Sun jingHuainan normal college electrical information engineeringAbstract:In advanced manufacturing robot plays a very important role. It can carry goods, sorting items, instead of human heavy labor. Can realize the mechanization of manufacturing and automation, can in harmful environment operation to protect the personal safety and so widely usedIn this paper a review in recent years on development status of manipulator, combined with the design of manipulator, the technology of the manipulator system analysis, and put forward the pneumatic drive and PLC control in the design. The design idea of integration, the full consideration of the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. For the material sorting the structure of the manipulator, executive structure, driving system and control system analysis and design. In its drive system by pneumatic drive, the choice in the control system of the control unit to complete PLC system function initialization, the mobile manipulator, fault alarm functions. Finally puts forward a simple and easy to realize and theoretical significance specific control strategy.Key words: manipulator;pneumatic control;the programmable controller (PLC);automatic control;material sorting前言机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
课程设计 ----工件搬运单元电气控制系统
电气控制与PLC课程设计题目工件搬运单元电气控制系统系（院）机械工程学院年级2006级专业机械工程及自动化班级学号目录1.设计任务书 (1)1.1设备概况 (1)1.2控制要求 (1)1.3设计任务 (2)2控制系统总体设计方案 (2)2.1总体设计方案说明 (2)2.1.1 PLC设计的总体思路： (2)2.1.2整个设计过程的总体步骤： (3)2.2控制系统的电气原理图 (3)2.2.1控制系统原理框图 (3)2.2.2 控制系统的PLC原理图 (4)2.2.3 控制系统的气动原理图 (6)3.PLC的选择及技术参数 (7)4控制系统的程序设计 (9)4.1PLC编程软件的选择 (9)4.2PLC程序的编写 (9)4.2.1PLC程序设计流程图 (9)4.2.2PLC控制梯形图程序 (11)5. PLC程序的调试 (22)6.设计心得 (23)7.参考文献 (24)1.设计任务书1.1设备概况本单元的功能是通过三自由度机械手将工件从上一个工作站向下一个工作站传送，工件抓取采用真空吸力实现。
在上一个单元的钻孔检测中不合格的工件可以在这里被踢出。
本单元设有多个按钮和旋钮，其中运行按钮：使系统开始或继续运行；复位按钮：开始运行前使系统回到复位状态；功能按钮：按下则表示工件为不合格工件，将会被剔除；自动/单步双向旋钮和单机/联网双向按钮：用于选择系统进入单步程序，自动程序或联网程序；暂停按钮：使系统暂停运行；急停按钮：使系统紧急停止，防止意外发生；退出按钮：用于系统急停后退出急停状态。
1.2控制要求本单元有单步运行、自动运行以及联网运行3种运行方式可供选择。
可以通过旋钮选择运行方式。
单步运行是将本单元的动作分解成8步来完成，每按一次运行键执行1步动作，方便老师讲解以及学生试验。
要完成好电气控制的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入现场，将不断积累的经验应用到设计中来。
其中第1步：回转臂向左摆；第2步：水平臂伸出，然后垂直臂伸出；第3步：真空阀打开，将工件吸起；第4步：垂直臂缩回，然后水平臂缩回；第5步：回转臂向右摆；第6步：水平臂伸出，然后垂直臂伸出；第7步：真空阀断，将工件放置到下一个单元；第8步：垂直臂缩回，然后水平臂缩回，恢复初始位置，如此就完成了一个动作循环。
电气自动化毕业设计论文——基于S7-200的四节传送带PLC控制
中文摘要现今的社会，科技发展迅速，在工业方面，计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术推动了PLC的发展。
今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的小电脑在为我们服务，可编程控制器在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域的应用中独占鳌头。
本四级传送带电路采用PLC为控制核心，具备顺序起动和顺序停止功能，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止的自动控制等功能。
利用本次设计，初步掌握PLC的基本控制功能，学会运用PLC，控制基本工业控制.关键词：传送带，皮带机，可编程控制器ABSTRACTIn today's society, the rapid development of technology, in the industry, computer technology,semiconductor technology, control technology, digital technology, communication network technology development, the new and high technology to promote the development of PLC. Today, our living environment and working environment, more and more as a programmable controller of small computer in our service, the programmable controller in the industrial control, sophisticated weapons, communications equipment, information processing, home appliances and other various measuring, control is used in the fields of exclusive top. The four conveyor circuit using PLC as the control core, have the start sequence and sequence stop function, when a belt machine when a failure occurs, the belt machine and the front of the belt conveyor to immediately stop the automatic control function. Using this design, the preliminary master the basic PLC control function, to learn how to use PLC, control the basic industrial control.Keywords: conveyor , belt machine , programmable controller目录第一章绪论 (1)1.1 PLC的概述 (1)1.2四节传送带设计的目的 (2)1.3传统传送带与多节传送带的比较 (2)1.4四节传送带系统的发展 (2)第二章总体方案 (3)2.2四节传送带的设计方案 (3)2.2.1 方案的选择 (3)2.2.2 控制要求 (3)第三章系统的硬件设计 (5)3.1系统硬件分析 (5)3.2四节传送带的硬件接线图 (5)3.3电路工作过程 (6)3.3.1 顺序启动 (6)3.3.2顺序停止 (6)3.3.3 传送带A上有重物时的停止 (6)3.3.4 传送带B上有重物时的停止 (7)3.3.5 传送带C上有重物时停止 (7)3.3.6 传送带D上有重物时停止 (7)第四章系统的软件设计 (8)4.1四节传送带的系统流程图 (8)4.2 I/O分配表 (9)4.3梯形图 (9)第五章系统的调试 (10)5.1软件部分调试 (10)5.2硬件部分调试 (10)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (12)附录 (13)第一章绪论1.1 PLC的概述可编程序控制器英文称Programmable Controller简称PC。
搬运机械手电气控制系统设计
搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手是一种能够自动进行物品搬运的机器人。
它们广泛应用于各种工业领域，如汽车制造、仓储物流、半导体生产等。
电气控制系统是搬运机械手的重要组成部分，它可以控制机械臂的移动和抓取动作，提高机器人的运行效率和精度。
本文将介绍搬运机械手电气控制系统的设计原理、硬件结构和软件实现等内容。
一、设计原理搬运机械手的电气控制系统一般由控制器、电机驱动器和传感器等组成。
控制器是机械手的“大脑”，它可以接收指令和传感器反馈信号，并对电机驱动器进行控制。
电机驱动器可以将控制器发送的电信号转换成机械臂的运动。
传感器可以感知机械臂的状态和周围环境的情况，提供反馈信号给控制器做出相应的调整。
二、硬件结构1. 控制器控制器是搬运机械手电气控制系统的核心部分。
它一般由微处理器、存储器、输入输出接口等组成。
微处理器是控制器的主要芯片，它可以将程序后的代码翻译成相应的机器指令，然后控制器可以根据机器指令来完成相应的动作。
存储器可以对程序进行储存，保证搬运机械手在断电或故障情况下能够重新启动和恢复工作。
输入输出接口可以将控制器与电机驱动器和传感器进行连接，在实现机械臂的控制和状态反馈的过程中发挥重要作用。
2. 电机驱动器电机驱动器是将控制器发送的电信号转换成机械臂运动轨迹的硬件设备。
驱动器的选择要根据机械臂的负载和速度要求进行匹配。
常见的驱动器有步进电机驱动器、直流电机驱动器、交流伺服驱动器等。
除了根据负载和速度要求进行匹配外，还需要根据控制器输出信号的电压和电流进行选择。
3. 传感器传感器是搬运机械手电气控制系统中的重要组成部分。
它可以感知机械臂的状态和周围环境的变化，提供反馈信号给控制器进行相应的调整。
常见的传感器有位置传感器、力传感器、温度传感器等。
位置传感器可以感知机械臂的位置和速度，力传感器可以感知机械臂的受力情况和负载变化，温度传感器可以感知机械臂和周围环境的温度等。
三、软件实现搬运机械手的电气控制软件一般分为机器人控制软件和人机交互软件两部分。
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苏州工业园区职业技术学院毕业项目2014 届项目类别：毕业设计项目名称：搬运装置的电气控制系统专业名称：机电一体化姓名：吴红生学号：201100990班级：机电11303指导教师：齐美星2014年5月18日IVT-REJX-51苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部：机电工程系毕业项目类别：毕业设计毕业项目名称：搬运装置的电气控制系统校内指导教师：齐美星职称：讲师类别：专职校外指导教师：职称：类别：学生：吴红生专业：机电一体化技术班级：机电113031.毕业项目的主要任务及目标主要任务：完成切割搬运生产线的搬运装置电气控制系统设计，要求采用PLC 为控制核心，应用伺服或变频技术实现机械手的运动控制。
目标：（1）完成搬运对象的结构和工艺流程分析。
设计出电气图及PLC程序。
（2）提交一份符合格式要求的项目报告。
2.毕业项目的主要内容1）项目背景2）方案确定3）系统硬件部分设计4）系统软件部分设计5）安装及调试注：此表在指导老师的指导下填写。
诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告《搬运装置的电气控制系统》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。
工业案例中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在工业案例中以明确方式标明。
本人声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名：年月日摘要当今工业自动化越来越发达，许多企业为了提高生产效率和生产质量，都实行了自动化的生产线。
搬运和切割物料生产线装置由三部分组成即锯床切割部分、传送带部分和机械手臂搬运部分。
由于整套装置很复杂，本项目主要选取机械手臂搬运部分为研究对象,设计了电气控制系统。
主要采用西门子S7-400PLC作为控制核心，首先仔细分析了设备的结构组成和动作工艺流程及控制功能要求，然后详细地设计了硬件电路和软件流程图及程序，其中硬件电路包括电机主电路、PLC外部I/O接线图等。
最后对整个项目进行了总结及展望。
关键词：机械手伺服电机PLC 定位控制目录第１章绪论 (4)1.1项目背景 (4)1.2项目的主要任务与内容 (5)第2章系统整体说明及方案设计 (6)2.1整体说明 (6)2.2系统方案设计 (7)第3 章系统硬件部分 (9)3.1控制系统的组成 (9)3.2电气接线图 (9)3.3PLC的选型 (16)3.4伺服电机和变频电机的选型及参数设置 (17)3.5气动部分设计 (20)第4章系统软件部分 (25)4.1程序设计流程图 (25)4.2过程分析 (25)总结 (28)致谢 (29)第１章绪论1.1项目背景如图1-1所示为青岛某环保公司的搬运切割生产装置，原来搬运等动作都是由人工来完成，每根料的长度是1.2米，重量在10kg左右。
另外料是化学产品时间长了对人体有一定的伤害，并且由于市场需求量比较大。
这样如果是靠人工来完成这些动作的话，投入的成本将会很大，且不能满足所需要的效率。
所以后来对设备进行了改造。
改造后的整个设备分为三个部分，切割部分（锯床）、传送部分（传送带）和搬运部分（机械手臂）。
机械手的左右移动和升降以及锯床中间结构采用伺服电机驱动，机械手的取料通过真空吸盘来取放。
上料传送带采用普通三相异步电动机作为的动力，下料传送带采用交流变频异步电机作为其动力系统。
锯床中间结构采用普通双作用气缸来完成一系列动作。
图1-1搬运切割生产线1.2项目的主要任务与内容本项目是我结合我所学的专业知识，以PLC为基础，对这套设备搬运部分进行研究。
项目共5章，第一章绪论，主要对项目的研究背景和主要研究对象进行了说明；第二章系统的整体说明及方案设计，对搬运系统整体进行了说明，以及对控制要求提供了好的设计方案；第三章系统硬件部分，主要分析了系统的组成部分以及各部分器件的工作原理，对各种元件的选择和参数确定等控制系统的硬件配置；第四章系统软件部分，主要对PLC控制的流程进行了设计和分析；第五章项目总结，对设计和调试过程所遇到的问题进行分析和解决。
第2章系统整体说明及方案设计2.1整体说明图2-1整体布局图如图2-1所示，是系统整体布局图。
通过人工去取出出料口的料，然后放置到后置传送带的V型块上，通过后置传送带传送到锯床进行切割，切割完了以后平稳的放置到前置传送带上，再通过前置传送带传送到横梁那边，这时前置传送带的最前端的传感器检测到信号，传送带停止工作，此时横梁上的机械手臂开始工作，向有物料的那个方向运动，运动到物料上方以后手臂下降到指定位置，到指定位置后，吸盘开始工作，把物料吸起来，最后运动到浸液池进行浸液，浸完后运动到托料盘上方，把料放到托料盘上。
其中主要难点就是，伺服电机的调速。
如图2-2所示机械手布局图，机械手主要完从传送带上取料，到浸液池上方后机械手吸盘部分翻转90°，然后浸液，完成这系列动作后，再把料堆放到码垛区。
如图2-3所示，为本项目所研究的搬运部分的视图。
图2-2机械手布局图图2-3搬运部分的视图2.2系统方案设计2.2.1功能要求搬运的控制系统必需具备以下几个功能要求；第一，要求控制系统要非常稳定可靠；第二，由于设备现场温度差比较大，且粉尘严重，所以必需能适应恶劣的工作环境；第三，要求它要易操作，方便调试，和以后的维护；第四，灵活性要好，操作方便，监视和控制要十分容易。
2.2.2方案确立我们提出了用一整套机械自动化设备来代替人工完成这一系列动作。
考虑到所生产的产品是易碎产品，且市场价格比较昂贵，所以我们需要用一套比较稳定的控制系统。
利用西门子S7-400PLC作为核心，选用伺服电机作为机械手的左右移动和升降以及锯床中间结构的动力系统，用普通三相异步电动机作为上料传送带的动力系统，用变频电机作为下料传送带的动力系统。
锯床中间结构采用普通双作用气缸来完成一系列动作，机械手的取料通过真空吸盘来取放。
一些主要位置通过传感器来定位。
这样我们就能保证，把生产出来的料，从指定位置取走，平稳的完成一些小的加工动作。
本项目的主要难点在于，伺服电机和变频电机的控制，再有就是整套设备的逻辑顺序的设计。
根据上述要求，本项目选用西门子400PLC作为核心控制器。
因为西门子400PLC，有以下几个优点：①西门子400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用；②西门子400PLC配有多种通用功能的模板，可以根据需要组合成不同的专用系统；③西门子400PLC具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件，采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低；④西门子400PLC有较高的易操作性；⑤西门子400PLC编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展。
操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易。
精品第3 章系统硬件部分3.1控制系统的组成硬件系统主要由西门子400PLC、伺服驱动器、变频器、电机、电磁阀和气缸组成。
通过以PLC为核心控制元件，接受输入信号，得到相应的输出信号给伺服驱动器让电机工作让机械手臂给电磁阀，让气缸和吸盘工作。
搬运系统的控制系统组成如图3.1所示。
图3.1控制系统的硬件结构图3.2电气接线图整个一套设备用到4个电控箱。
搬运装置主要用的是四号电控箱，跟机械手臂安装在一起，并且跟随机械手臂一起运动，PLC放置在一号电柜里，一号电箱也是总的电控箱，四号电箱的电源也是从总电柜引进来的。
3.2.1一号电控箱如图3-2所示是一号电控箱的接线图，由图我们可以看到，一号电控箱从外面引入三相五线制电源，然后通过变压器分别给PLC提供220V的单相电，给一号线提供三相200V的电压，给二号线提供220V单相和380V三相电，给机械手提供200V三相电和220V单相电。
图3-3一号电控箱主要元件布置图及控制面板板。
图3-2一号电控箱接线图图3-3一号电控箱主要元件布置图及控制面板3.2.2四号电控箱如图3-4所示为四号电控箱的接线图，从主电控箱，引出一个三相200V的电压，给伺服驱动器供电。
图3-4四号电控箱的接线图3.2.3PLC的I/O地址表及输入输出接线图如表3-1所示为PLC的I/O地址表表3-1.PLC的I/O地址表I3.4备用Q5.4备用I3.5备用Q5.5黄灯3.2.4PLC的接线图如图3-4所示为PLC的主电源电路，从一号电柜引入一路单相220V电源，再通过一个小的变压器把单相220V的交流电变成直流24V的电压提供给PLC使用。
图3-4 PLC的主电源如图3-5为机械手臂部分PLC接线图，输入部分主要是气缸位置检测传感器，机械手臂位置检测传感器和按钮；输出部分主要是气缸和真空发生器的电磁阀以及伺服驱动器的动作信号。
其中的六个传感器的安装位置分别是，左右传送带各一个，机械手的左右极限位置各一个，机械手的上下限位各一个。
图3-5PLC接线图图3-6 PLC布置图图3-7 PLC电气柜实物图3.3PLC的选型在PLC选型时，有以下几个步骤：（一）输入输出（I/O）点数的估算，I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。
（二）存储器容量的估算，存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。
（三）控制功能的选择，该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
（四）机型的选择，包括PLC的类型，PLC按结构分为整体型和模块型两类；输入输出模块的选择，输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一；电源的选择、冗余功能的选择和经济性的考虑。
本项目所用PLC型号选择：如表3-3所示。
表3-3PLC及相关配件型号序号类型数量型号1PS407，24VDC：4A16ES7407-0DA02-00A03.4伺服电机和变频电机的选型及参数设置3.4.1伺服电机的选型伺服电机选型时要注意一下几个因素：（一）、电机的最高转速。
电机最高转速应该严格控制在电机的额定转速之内。
（二）、惯量匹配问题及计算，负载惯量为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满足系统的稳定性要求,负载惯量JL 应限制在2.5倍电机惯量JM 之内，即221125,()()MN j j L M L j j j j VJ J J J m ωωω--<=+∑∑。
式中，j J 为各转动件的转动惯量，kg.m2；j ω为各转动件角速度，rad/min ；j m 为各移动件的质量，kg ；j V 为各移动件的速度，m/min ；ω为伺服电机的角速度，rad/min 。
（三）、空载加速转矩，空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指令加速到快速时。
一般应限定在变频驱动系统最大输出转矩的80%以内。
max max 2()80%60L M F k acn J J T T T t π+=≤⨯式中，max k T 为与电机匹配的变频驱动系统的最大输出转矩（N.m ）；max T 为空载时加速转矩（N.m ）；F T 为快速行程时转换到电机轴上的载荷转矩（N.m ）；ac t 为快速行程时加减速时间常数（ms ）。