《PLC機(jī)械手操作控制系統(tǒng)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《PLC機(jī)械手操作控制系統(tǒng)（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 1 頁(yè)摘摘 要要在現(xiàn)代工業(yè)中,生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱，無(wú)人車(chē)間、無(wú)人生產(chǎn)流水線(xiàn)等等。已經(jīng)隨處可見(jiàn)。同時(shí)，現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)合以及水下作業(yè)等，這寫(xiě)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物。并以為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和身效益的有效手

2、段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門(mén)的重視。機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新裝置。廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域。PLC 已在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，應(yīng)用 PLC 控制機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定工序動(dòng)作，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程有著十分重要的意義。論文以介紹 PLC 在機(jī)械手搬運(yùn)控制中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一套可行的機(jī)械手控制系統(tǒng)，并給出了詳細(xì)的 PLC 程序。設(shè)計(jì)完成的機(jī)械手可以在空間抓放、搬運(yùn)物體等，動(dòng)作靈活多樣。 整個(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動(dòng)作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪緊松

3、。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：可編程控制器,PLC,機(jī)械手操作控制系統(tǒng). .精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 1 頁(yè)目目 錄錄第一章 概 述.11.1 PLC 控制系統(tǒng).1 1.1.1 PLC 的產(chǎn)生.11.1.2 PLC 的特點(diǎn)及應(yīng)用.21.2 選題背景 .31.2.1 機(jī)械手簡(jiǎn)介 .3第二章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).62.1 總體設(shè)計(jì) .62.1.1 制定控制方案 .62.1.2 系統(tǒng)配置 .62.1.3 控制要求 .92.1.4 控制面板 .122.1.5 外部接線(xiàn)圖 .132.2.2 手動(dòng)方式狀態(tài) .162.2.3 回原點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖： .192.2.4 自動(dòng)方式狀態(tài) .1

4、9第三章 控制系統(tǒng)內(nèi)部軟組件.213.1 內(nèi)部軟組件的概述 .213.1.1 輸入繼電器 .213.1.2 輸出繼電器 .213.1.3 輔助繼電器 .223.1.4 狀態(tài)組件 .233.1.5 定時(shí)器 .23致 謝.24參考文獻(xiàn).24精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 1 頁(yè)第一章第一章 概概 述述1.1 PLC 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息處理兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要，應(yīng)用最多的控制設(shè)備，并已躍居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支

5、柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位?？删幊炭刂破鳎ê?jiǎn)稱(chēng) PLC）是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了出來(lái)，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置?？删幊炭刂破饕云淇煽啃愿?，組合靈活，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被日趨廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)控制領(lǐng)域，它的應(yīng)用深度和廣度已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志。 由于早期的可編程控制器只是用來(lái)取代繼電器控制執(zhí)行邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，因此人們稱(chēng)之為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱(chēng) PLC。1.1.1 PLC

6、的產(chǎn)生的產(chǎn)生PLC 是在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中產(chǎn)生的，20 世紀(jì) 60 年代么末，美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM）對(duì)控制系統(tǒng)提出要求為：（1）能替代由各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)的控制系統(tǒng)，由傳統(tǒng)的繼電接觸器控制，它簡(jiǎn)單易懂，價(jià)格低廉，能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝改動(dòng)頻繁的需要；（2）編程簡(jiǎn)單；（3）模塊式結(jié)構(gòu)；（4）輸入、輸出電壓為交流 115V(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))，輸出能直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（5）抗電磁干擾強(qiáng)；（6）具有數(shù)據(jù)通信功能。就是把繼電接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能齊全、靈活性、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，用計(jì)算機(jī)的編程

7、軟件邏輯易于修改來(lái)代替繼電接觸器控制的硬接線(xiàn)邏輯不易修改。美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）在 1969 年根據(jù)上述要求，精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 2 頁(yè)研制出世界上首臺(tái)可編程控制器，并在美國(guó)通用汽車(chē)公司的汽車(chē)裝配現(xiàn)上應(yīng)用成功，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)裝配線(xiàn)的自動(dòng)控制。1.1.2 PLC 的特點(diǎn)及應(yīng)用的特點(diǎn)及應(yīng)用 PLC 能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，可靠性高（平均無(wú)故障工作時(shí)間可達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)，甚至十幾萬(wàn)小時(shí)） 。在工業(yè)生產(chǎn)中一般要求控制設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力（例如:抗振頻率=16HZ,振幅為 3mm；工作溫度為 1055 攝氏度；濕度為 35%90%RH,無(wú)凝結(jié)） 。而PLC 在

8、這方面由獨(dú)到之處：硬件上采用光電隔離裝置以防止輸出對(duì)輸入的反饋干擾；采用屏蔽措施防止空間電磁干擾（對(duì)高頻干擾信號(hào)起到良好的抑制作用，抗干擾強(qiáng)度為：峰值=1000V，脈寬為 10us 的矩形波 ；設(shè)置濾波環(huán)節(jié)，以消除外部干擾和各模塊之間的影響；采用連鎖及互鎖控制、自診斷電路和模塊式結(jié)構(gòu)等措施，以提高硬件的可性及模塊的互換性；在軟件上采用了故障自檢測(cè)、自診斷等措施。PLC 軟件簡(jiǎn)單易學(xué)。它用梯形圖編程語(yǔ)言編程，類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路圖。1. PLC 使用方便。PLC 品種繁多，系統(tǒng)擴(kuò)展靈活。它采用積木式結(jié)構(gòu)，具有各種I/O 模塊和 A/D、D/A 模塊等，便于根據(jù)需要配置成各種不同規(guī)模上的分布式或集

9、中式的控制系統(tǒng)。PLC 的端子上接相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)即可，使用非常方便。當(dāng)控制要求改變時(shí)，要變更控制系統(tǒng)的功能，可用編程器修改程序。同一 PLC 裝置還可用于不同的受控對(duì)象，只是輸入、輸出組件和應(yīng)用的軟件不同而已。PLC 的輸入、輸出可直接與電壓為交流 220V 或直流 24V 的強(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力（如繼電器輸出電流為2A） 。2. PLC 體積小，重量輕，便于安裝。它還配有自檢和監(jiān)控功能，能檢測(cè)出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員：能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和維護(hù)提供了方便，此外由于接線(xiàn)少，維修時(shí)之需更換插入式模塊，維護(hù)方便。3. PLC 的應(yīng)用范圍廣闊，目前

10、已經(jīng)應(yīng)用于汽車(chē)裝配、數(shù)控機(jī)床、機(jī)械制造、電力石化、冶金鋼鐵、交通運(yùn)輸、輕工紡織等各行業(yè)。歸納起來(lái)，主要應(yīng)用有 5 個(gè)方面：（1）開(kāi)關(guān)量邏輯控制:即代替繼電接觸器控制系統(tǒng)，如冶金行業(yè)中的高爐上料系統(tǒng)，軋鋼機(jī)、連鑄機(jī)、飛剪等的控制系統(tǒng)；機(jī)械工業(yè)中各種自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)、自動(dòng)加工機(jī)床、機(jī)械手、龍門(mén)羨銑床等的控制；輕工業(yè)中的注塑機(jī)、包裝機(jī)、食品機(jī)械的控制以及日常生精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 3 頁(yè)活中的電梯控制等；化工行業(yè)重的各種泵、電磁閥的控制等。(2)模擬量 過(guò)程控制：各種生產(chǎn)規(guī)程的自動(dòng)控制中對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)控制。 ；（3）機(jī)械件位置

11、控制：主要是指 PLC 使用專(zhuān)用的位置控制模塊來(lái)控制逼近電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)控制，如控制構(gòu)件的速度、位移、運(yùn)動(dòng)方向等。PLC 的位置控制典型應(yīng)用有：及其人的運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械手的位置控制、電梯運(yùn)動(dòng)控制等；PLC 還可與計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置組成數(shù)控機(jī)床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實(shí)現(xiàn)了告警度的加工。 （4）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理：數(shù)據(jù)處理通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人和機(jī)械手的控制系統(tǒng)等大、中型控制系統(tǒng)中；(5)通信聯(lián)網(wǎng)、多級(jí)控制：PLC 與 PLC 之間、PLC 與上位計(jì)算機(jī)之間通信，要采用其專(zhuān)用通信模塊，并利用 RS232C 或 RS422A 接口，用雙絞線(xiàn)或

12、同軸電纜或光纜將他們練成網(wǎng)絡(luò)。由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái) PLC 組成的分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行“集中管理、分散控制” ，建立工廠(chǎng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。PLC 還可以連接 CRT 顯示器或打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)顯示和打印。1.2 選題背景選題背景1.2.1 機(jī)械手簡(jiǎn)介機(jī)械手簡(jiǎn)介隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，制造系統(tǒng)的飛躍發(fā)展，自 80 年代柔性制造系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)用階段以來(lái)，使機(jī)械加工的面貌發(fā)生了質(zhì)的變化，隨著柔性制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今機(jī)械加工業(yè)已進(jìn)入全盤(pán)自動(dòng)化的時(shí)代，然而，裝配技術(shù)遠(yuǎn)落于加工技術(shù)，兩者已形成了明顯的反差，裝配工藝已稱(chēng)為現(xiàn)代化生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)，現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展已使傳統(tǒng)的手工裝配工藝面臨嚴(yán)

13、峻的挑戰(zhàn)，因此，發(fā)展機(jī)械手進(jìn)行裝配勢(shì)在必行并日趨柔性化發(fā)展，工業(yè)機(jī)械手被越來(lái)越多的應(yīng)用在涂漆、包裝、焊接、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)代替人工完成惡劣環(huán)境下的 勞動(dòng)。圖 1 機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)機(jī)械手就是能模仿任何手臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和源自能等部門(mén)。機(jī)械手主要有手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件。根據(jù)精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 4 頁(yè)被抓持物件的形狀、尺寸、重量材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)

14、構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使手部完成各種機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）或移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作,改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降和伸縮、旋轉(zhuǎn)和獨(dú)立等運(yùn)動(dòng)方式稱(chēng)為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需要六個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)，自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專(zhuān)用機(jī)械手有 23 個(gè)自由度機(jī)械手的種類(lèi)，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。機(jī)械手常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)

15、線(xiàn)上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人來(lái)直接操作，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也稱(chēng)為機(jī)械手。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)。 機(jī)械手勢(shì)工業(yè)控制領(lǐng)域中經(jīng)常用到的一種控制對(duì)象，應(yīng)用 PLC 控制機(jī)械手實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動(dòng)作，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)線(xiàn)路，節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率。在自動(dòng)裝配生產(chǎn)線(xiàn)上，機(jī)械手往往勢(shì)必不可少的設(shè)備。它模擬人和手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高裝配質(zhì)量和裝配效率方面的效果是顯而易見(jiàn)的。第二章第二章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系

16、統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)2.1.1 制定控制方案制定控制方案（1）為機(jī)械手控制系統(tǒng)制定如下控制方案：（2）用初始狀態(tài)設(shè)定來(lái)決定控制系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行方式；（3）在初始狀態(tài)設(shè)定后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入所設(shè)置的運(yùn)行方式。精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 5 頁(yè)（4）系統(tǒng)在非自動(dòng)運(yùn)行方式允許分別設(shè)置。 （5）系統(tǒng)在任何時(shí)刻都可以通過(guò)按下急停開(kāi)關(guān)來(lái)是系統(tǒng)停車(chē)。2.1.2 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置 機(jī)械手自動(dòng)操作系統(tǒng)為單機(jī)控制系統(tǒng)。PLC 的輸入點(diǎn)，有上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、左等，包括啟動(dòng)、停止按鈕，一共 17 點(diǎn)；輸出點(diǎn) 5 點(diǎn)。1.1. 搬運(yùn)機(jī)構(gòu)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)手爪提升氣缸：提升氣

17、缸采用雙向電控氣閥控制，氣缸伸出或縮回可任意定位。磁性傳感器：檢測(cè)手爪提升氣缸處于伸出或縮回位置。 （接線(xiàn)注意 棕色接“+” 、藍(lán)色接“-” ）手爪: 抓取物料由單向電控氣閥控制，當(dāng)單向電控氣閥得電，手爪夾緊磁性傳感器有信號(hào)輸出，指示燈亮，單向電控氣閥斷電，手爪松開(kāi)。旋轉(zhuǎn)氣缸：機(jī)械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙向電控氣閥控制。接近傳感器：機(jī)械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號(hào)輸出。 （接線(xiàn)注意 棕色接“+” 、藍(lán)色接“-” 、黑色接輸出）雙桿氣缸：機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)磁性傳感器，檢測(cè)氣缸伸出或縮回位置。 （接線(xiàn)注意 棕色接“+” 、藍(lán)色接“-” ）緩沖器： 旋轉(zhuǎn)氣缸高速

18、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位時(shí)，起緩沖減速作用。2.2. 氣動(dòng)原理氣動(dòng)原理本裝置氣動(dòng)主要分為兩部分：一、氣動(dòng)執(zhí)行元件部分有單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸。二、氣動(dòng)控制元件部分有單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥、磁性限位傳感器。圖 2 氣 路 原 理 圖1）氣缸電控閥使用圖 3 氣缸示意圖注：氣缸的正確運(yùn)動(dòng)使物料分到相應(yīng)的位置，只要交換進(jìn)出氣的方向就能改變氣缸的伸出（縮回）運(yùn)動(dòng)，氣缸兩側(cè)的磁性開(kāi)關(guān)可以識(shí)別氣缸是否已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到位。雙 圖 4 雙向電磁閥示意圖精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 6 頁(yè)注：雙向電控閥用來(lái)控制氣缸進(jìn)氣和出氣，從而實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。電控閥內(nèi)裝的紅色指

19、示燈有正負(fù)極性，如果極性接反了也能正常工作，但指示燈不會(huì)亮。單 圖 5 單相電磁閥示意圖注： 單向電控閥用來(lái)控制氣缸單個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。與雙向電控閥區(qū)別在雙向電控閥初始位置是任意的可以隨意控制兩個(gè)位置，而單控閥初始位置是固定的只能控制一個(gè)方向。2）氣動(dòng)手爪控制圖：圖中手爪夾緊由單向電控氣閥控制，當(dāng)電控氣閥得電，手爪夾緊。當(dāng)電控氣閥斷電后手爪張開(kāi)。圖 6 手爪控制示意圖2.1.3 控制要求控制要求（1） 機(jī)械手的上升和下降，左移和右移的執(zhí)行結(jié)構(gòu)均采用雙線(xiàn)圈的二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置完成，每個(gè)線(xiàn)圈完成一個(gè)動(dòng)作。（2）抓緊和放松由單線(xiàn)圈二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置完成，線(xiàn)圈通電時(shí)執(zhí)行抓緊

20、動(dòng)作，線(xiàn)圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。（3）機(jī)械手的上升、下降、左移、右移動(dòng)作均由極限開(kāi)關(guān)控制（4）抓緊動(dòng)作由壓力繼電器控制。當(dāng)抓緊時(shí)，壓力繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，放松動(dòng)作由定時(shí)器控制。搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)示意圖如下所示：圖 7 機(jī)械手控制系統(tǒng)示意圖機(jī)械手每個(gè)工作臂上都有上、下限位和左、右限位開(kāi)關(guān)，而其夾持裝置不帶限位開(kāi)關(guān)。一旦夾持開(kāi)始，定時(shí)器便會(huì)啟動(dòng)，定時(shí)器結(jié)束，夾持動(dòng)作隨即完成，機(jī)械手到達(dá) B點(diǎn)后，將工件松開(kāi)的時(shí)間也是由定時(shí)器控制的，定時(shí)器結(jié)束時(shí)，表示被抓工件已松開(kāi)。其示意圖如下所示： 圖 8 機(jī)械手控制系統(tǒng)示意圖機(jī)械手一個(gè)周期內(nèi)的工作過(guò)程如下所示：第一步：按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手開(kāi)始從原點(diǎn)下降，碰到下限位

21、開(kāi)關(guān) X1 接通，下降停止，第一步工作完成。精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 7 頁(yè)第二步：定時(shí)器接通開(kāi)始工作，機(jī)械手開(kāi)始夾緊工件，定時(shí) 1s 結(jié)束，夾緊完成，第二步工作完成。第三步：機(jī)械手開(kāi)始上升，上升到頂部時(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān) X2 接通，上升停止，第三步工作完成。第四步：機(jī)械手右移，至碰到右限位開(kāi)關(guān) X3 接通，右移停止。第四步工作完成。第五步：機(jī)械手開(kāi)始下降，下降到底時(shí)，碰到下限位開(kāi)關(guān) X1 接通，下降停止。第五步工作完成。第六步：定時(shí)器接通開(kāi)始工作，機(jī)械手開(kāi)始放松工件，定時(shí) 1s 結(jié)束，放松工件，工 作完成。第六步工作完成。第七步：機(jī)械手開(kāi)始上升，上升到頂

22、部，碰到上限位開(kāi)關(guān) X2，上升停止。第七步工作完成。第八步：機(jī)械手開(kāi)始左移，直到左移到原點(diǎn)碰到左限位開(kāi)關(guān) X4 接通，左移停止。第八步工作完成。于是機(jī)械手動(dòng)作的一個(gè)周期結(jié)束。 機(jī)械手控制系統(tǒng)工作流程圖如下所示：圖 132.1.4 控制面板控制面板圖 9 控制面板由圖 10 操作面板圖可見(jiàn)，此機(jī)械手可分為三種控制方式：手動(dòng)控制方式、自動(dòng)控制方式、半自動(dòng)（單周期）運(yùn)行方式。手動(dòng)控制方式：用各自的按鈕使各個(gè)負(fù)載單獨(dú)接通或斷開(kāi)的方式，使按動(dòng)回原點(diǎn)按鈕時(shí)，被控制的機(jī)械自動(dòng)向原點(diǎn)回歸。 自動(dòng)運(yùn)行方式：連續(xù)運(yùn)行，只要在原點(diǎn)位置按啟動(dòng)按鈕，設(shè)備就連續(xù)循環(huán)運(yùn)行，若中途按停止按鈕，動(dòng)作將繼續(xù)到原點(diǎn)為止。半自動(dòng)運(yùn)行

23、方式：在原點(diǎn)位置按啟動(dòng)按鈕后，設(shè)備就自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)循環(huán)，并在原點(diǎn)停止;若在中途按動(dòng)停止按鈕設(shè)備就中斷運(yùn)行，再按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，則將從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止。表 1 輸入輸出表名稱(chēng)符號(hào)輸入點(diǎn)名稱(chēng)符號(hào)輸出點(diǎn)下限位S14X1下降電磁閥KM1Y0精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 8 頁(yè)上限位S15X2夾緊電磁閥KM2Y1右移限位S16X3上升電磁閥KM3Y2左移限位S17X4右移電磁閥KM4Y3上升S3X5左移電磁閥KM5Y4下降S4X10右移S5X6左移S6X11夾緊S1X12放松S2X7手動(dòng)S12X20單步運(yùn)行S9X27單周期S11X23自動(dòng)S13X24原點(diǎn)S7X

24、25啟動(dòng)S8X26停止S9X272.1.5 外部接線(xiàn)圖外部接線(xiàn)圖圖 10 PLC 控制接線(xiàn)圖2.2 程序設(shè)計(jì)2.2.12.2.1 初始狀態(tài)設(shè)定初始狀態(tài)設(shè)定表 2 具有連續(xù)編號(hào)的輸入點(diǎn)輸入功能輸入功能手動(dòng)全自動(dòng)回原點(diǎn)回原點(diǎn)啟動(dòng)單步運(yùn)行自動(dòng)開(kāi)始半自動(dòng)運(yùn)行停止：手動(dòng)操作初始狀態(tài)精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 9 頁(yè)：回原點(diǎn)初始狀態(tài)：自動(dòng)操作初始狀態(tài)此指令的結(jié)果直接影響了 M8040、M8041、M8042、M8047 的狀態(tài)，這條指令等效于圖 12 所示電路。M8042 為輸入啟動(dòng)時(shí)的起始脈沖.M8040 為禁止轉(zhuǎn)移輔助繼電器,此輔助繼電器接通后就禁止所有狀態(tài)轉(zhuǎn)移,所

25、以它ON 狀態(tài)總是出現(xiàn)在手動(dòng)狀態(tài)中.M8047 為 ON 狀態(tài)元件監(jiān)控有效標(biāo)志輔助繼電器,當(dāng)它為 ON 狀態(tài)時(shí),狀態(tài) S0S899中正在動(dòng)作的狀態(tài)號(hào)從最低號(hào)開(kāi)始順序存入特殊數(shù)據(jù)寄存器 D8040D8047,最多可存 8 個(gè)狀態(tài)號(hào)圖 11 初始化狀態(tài)根據(jù)操作面板所設(shè)，可將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖分成四塊：即自動(dòng)方式狀態(tài)、手動(dòng)方式狀態(tài)、回原點(diǎn)初始狀態(tài)、初始化狀態(tài)。如圖 12 所示 對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中幾處特殊輔助繼電器即特殊功能說(shuō)明如下：1. M8044(原點(diǎn)位置條件)：此元件在檢測(cè)到原點(diǎn)時(shí)動(dòng)作，它由原點(diǎn)的個(gè)傳感器驅(qū)動(dòng)，ON 狀態(tài)作為自動(dòng)方式時(shí)的允許狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件。2.M8041（狀態(tài)轉(zhuǎn)移開(kāi)始）它是一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移標(biāo)志元

26、件。當(dāng)它為 ON 狀態(tài)時(shí)，表示自動(dòng)方式時(shí)從初始狀態(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)移。3.M8043（回原點(diǎn)完成）它是一個(gè)標(biāo)志元件。當(dāng)它為 ON 時(shí)，表示原點(diǎn)狀態(tài)結(jié)束，會(huì)員店初始狀態(tài)的狀態(tài)元件 S10S19 都將回零操作。4.M8000（RUN）監(jiān)控。只要 RUN 按鈕動(dòng)作 ，他就一直 ON，用此信號(hào)來(lái)監(jiān)控 PLC 的動(dòng)作。 由初始狀態(tài)設(shè)定可知該初始化電路狀態(tài)為： 圖 12 初始化電路MANUAL OPERATION 0 LD X41 AND X22 ANI Y13 OUT M80445 LD M8000精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 10 頁(yè)6 FNC 60 X20 S20 S27 2

27、.2.2 手動(dòng)方式狀態(tài)手動(dòng)方式狀態(tài)圖 13 手動(dòng)方式狀態(tài)ZERO RETURN13 STL S0 14 LD X12 15 SET Y1 16 LD X7 17 RST Y1 18 LD X5 19 ANI Y0 20 OUT Y221 LD X1022 ANI Y223 OUT Y0 24 LD X625 AND X226 ANI Y3 27 OUT Y428 LD X1129 AND X230 ANI Y431 OUT Y3(RET)32 STL S1 33 LD X25 34 SET S10 36 STL S10 37 RST Y1 精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品

28、文檔】第 11 頁(yè)38 RST Y039 OUT Y2 40 LD X241 SET S1143 STL S11 44 RST Y345 OUT Y446 LD X447 SET S1249 STL S1250 SET M804352 RST S12(RET)54 STL S2 55 LD M8041 56 AND M8044 57 SET S20 59 STL S20 60 OUT Y0 61 LD X1 62 SET S21 64 STL S21 65 SET Y166 OUT T0 K10 69 LD T0 70 SET S2272 STL S2273 OUT Y2 74 LD X2 7

29、5 SET S23 77 STL S23 78 OUT Y3 79 LD X380 SET S24 精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 12 頁(yè)82 STL S2483 OUT Y0 84 LD X1 85 SET S25 87 STL S2589 RST Y190 OUT T1 K10 92 LD T193 SET S2695 STL S2696 OUT Y297 LD X298 SET S27100 STL S27101 OUT Y4 102 LD X4 103 OUT S2105 RET106 END2.2.3 回原點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：回原點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：圖 14 回

30、原點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖2.2.4 自動(dòng)方式狀態(tài)自動(dòng)方式狀態(tài)狀態(tài)號(hào)狀態(tài)輸出/狀態(tài)功能狀態(tài)轉(zhuǎn)移S2自動(dòng)方式初始狀態(tài)M8044、M8041： S2S20S20Y0 得電，機(jī)械手下降X1：S20S21S21Y1 置位，機(jī)械手夾緊T0：S21S22S22Y2 得電，機(jī)械手上升X2：S22S23S23Y3 得電，機(jī)械手右移X3：S23S24精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 13 頁(yè)S24Y0 下降，機(jī)械手下降X1：S24S25S25Y1 復(fù)位，機(jī)械手放松T1：S25S26S26Y2 得電，機(jī)械手上升X2：S26S27S27Y4 得電，機(jī)械手左移X4：S27S2圖 15 自動(dòng)方式狀態(tài)第

31、三章第三章 控制系統(tǒng)內(nèi)部軟組件控制系統(tǒng)內(nèi)部軟組件3.1內(nèi)部軟組件的概述內(nèi)部軟組件的概述在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)和電子邏輯控制系統(tǒng)中，控制任務(wù)的完成是通過(guò)電器、電子控制線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些控制線(xiàn)路將繼電器、接觸器、電子元件等若干分立器件用導(dǎo)線(xiàn)連接在一起，形成滿(mǎn)足控制對(duì)象動(dòng)作要求的控制“程序” 。PLC 內(nèi)部控制電路是由編程實(shí)現(xiàn)的邏輯電路，用軟件編程代替繼電器的功能。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，在編制應(yīng)用程序時(shí)，可以不考慮微處理器和存儲(chǔ)器的復(fù)雜構(gòu)成及使用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，而把 PLC 看成是內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，用近似繼電器控制線(xiàn)路圖的編程和編程語(yǔ)言進(jìn)行編程。這樣從功能上講就可以把 PLC 的控制部分看

32、作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。FX2 系列 PLC 中的軟組件由輸入繼電器 X、輸出繼電器 Y、輔助繼電器 M、狀態(tài)組件S、指針 P/I、常數(shù) K/H、定時(shí)器 T計(jì)數(shù)器 C、數(shù)據(jù)寄存器 D、變址寄存器 V/Z。 本控制系統(tǒng)用到的軟組件有：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器和狀態(tài)組件。3.1.1 輸入繼電器輸入繼電器 符號(hào)： 輸入繼電器與 PLC 的輸入端相連，它的代表符號(hào)是“X”.功能：輸入繼電器的外部物理特性就相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)量的輸入點(diǎn)，稱(chēng)為輸入接點(diǎn)。外部開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接線(xiàn)點(diǎn)中，一個(gè)接到輸入接點(diǎn)上，另一個(gè)接在輸入端的公共接點(diǎn) COM 上。從內(nèi)部操作的角度看，一個(gè)輸入繼電器就是一個(gè)一

33、位的只讀存儲(chǔ)單元，可以無(wú)限此精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 14 頁(yè)讀取，其量值只能有兩種狀態(tài)：當(dāng)外界的開(kāi)關(guān)閉合是就是 ON 狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)就是OFF 狀態(tài)。但在使用中，既可以用輸入繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)，也可以用 輸入幾點(diǎn)其的常閉接點(diǎn)。在 ON 狀態(tài)下，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)；在 OFF 狀態(tài)，則反之。本系統(tǒng)用的時(shí) FX248M 型號(hào)的輸入繼電器，其輸入接點(diǎn)是 24 個(gè)。3.1.2 輸出繼電器輸出繼電器符號(hào)： 輸出繼電器的外部輸出接點(diǎn)連接到 PLC 的輸出端子上，它的 代表符號(hào)是“Y” 。功能： 輸出繼電器的外部物理特性就相當(dāng)于一個(gè)接觸器的觸點(diǎn)，稱(chēng)為輸出接

34、點(diǎn)。從使用的角度來(lái)看，可以將一個(gè)輸出繼電器當(dāng)作一個(gè)受控的開(kāi)關(guān)，其斷開(kāi)或閉合受到程序的控制。PLC 的輸出繼電器是無(wú)源的，因此需要外接電源。從內(nèi)部操作的角度來(lái)看，一個(gè)輸出繼電器就是一個(gè)一位的可讀、寫(xiě)的存儲(chǔ)器單元，可以無(wú)限次讀取和寫(xiě)入。在讀取時(shí)既可以用輸出繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)，也可以用輸出繼電器的常閉觸點(diǎn)，使用次數(shù)不限。本系統(tǒng)用的是 FX216M 型號(hào)的輸出繼電器，其輸出接點(diǎn)是 8 個(gè)。3.1.3 輔助繼電器輔助繼電器 符號(hào)： PLC 內(nèi)部由許多輔助繼電器，它的代表符號(hào)是“M” 。 功能：輔助繼電器的功能相當(dāng)于各種中間繼電器，可以由其他各種軟組件驅(qū)動(dòng)，也可以驅(qū)動(dòng)其他軟組件。輔助繼電器有常開(kāi)和常閉兩種接

35、點(diǎn)，其狀態(tài)是一位的，只有 ON 和 OFF 兩種狀態(tài)。輔助繼電器沒(méi)有輸出接點(diǎn)，也就是說(shuō)不能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。外部負(fù)載只能由輸出繼電器驅(qū)動(dòng)。 輔助繼電器的接點(diǎn)使用和輸入繼電器類(lèi)似，在 ON 狀態(tài)下，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)；在 OFF 狀態(tài)下，常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合。FX2 系列 PLC 由三種不同特性的輔助繼電器，分別是通用輔助繼電器、斷電保持輔助繼電器和特殊功能輔助繼電器（M8000M8255）本控制系統(tǒng)用到的是特殊功能輔助繼電器（M8000M8255）M8044 在檢測(cè)到原點(diǎn)時(shí)動(dòng)作，由原點(diǎn)的傳感器驅(qū)動(dòng)，ON 狀態(tài)作為自動(dòng)方式是的允精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文

36、檔】第 15 頁(yè)許狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件M8041 為 ON 時(shí)，表自動(dòng)方式是從初始狀態(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)移。N8043 為 ON 時(shí)，表示原點(diǎn)狀態(tài)結(jié)束，會(huì)原點(diǎn)初始狀態(tài)的狀態(tài)元件 S10S19 都將回零操作。M8000 只要 RUN 按鈕動(dòng)作，就一直監(jiān)控 PLC 的動(dòng)作。M8040 禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移M8047 狀態(tài)元件監(jiān)控有效標(biāo)志。3.1.4 狀態(tài)組件狀態(tài)組件狀態(tài)組件 S 是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要軟組件，在步進(jìn)順控程序中使用。FX2 系列PLC 的狀態(tài)組件共有 1000 點(diǎn)，分為 5 類(lèi)：初始狀態(tài)器：10 點(diǎn),S0S9.回零狀態(tài)器：10 點(diǎn)，S10S19.通用狀態(tài)器：480 點(diǎn)，S20S499.保持狀態(tài)器：400 點(diǎn)，

37、S500S899報(bào)警用狀態(tài)器：100 點(diǎn)，S900S999前 4 種狀態(tài)組件 S 在該機(jī)械手控制系統(tǒng)中同步進(jìn)指令 STL 配合使用， 使編程簡(jiǎn)單明了。3.1.5 定時(shí)器定時(shí)器符號(hào)： 定時(shí)器在 PLC 中的符號(hào)是“T”功能： 它在 PLC 中相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器分類(lèi)：按特性不同分為兩類(lèi)：通用定時(shí)器（T0T245）和累積定時(shí)器(T246T255。通用定時(shí)器分 100ms 和 10ms 兩種。100ms 通用定時(shí)器有 200 個(gè)，地址為 T0T199。10ms 通用定時(shí)器有 46 個(gè)，地址為 T200T245。累計(jì)定時(shí)器分 1ms 和 100ms1ms 累計(jì)定時(shí)器有 4 個(gè)，地址為 T246T249。100ms 累計(jì)定時(shí)器有 6 個(gè)，地址為 T250T255。精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除【精品文檔】第 16 頁(yè)而該系統(tǒng)用到的是通用定時(shí)器，100ms 通用定時(shí)器，地址為 T0,定時(shí) 1s。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) 2楊長(zhǎng)能,張興毅.可編程序控制器（PC）基礎(chǔ)及應(yīng)用 3王兆義.可編程控制器教程.機(jī)械工業(yè)出版社 4王紅,王艷玲.可編程控制器使用教程 5齊從謙,王士蘭.PLC 技術(shù)及應(yīng)用 6鐘肇新.可編程序控制器原理及應(yīng)用7章文浩.可編程控制器原理及實(shí)驗(yàn)8陳宇.段鑫.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧