示教機械手控制系統(tǒng)設計說明書+梯形圖

課程設計（論文） 題目： 示教機械手 控 制 系 統(tǒng) 設 計 設 計名稱： 機電傳動控制 班 級學號： 學 生姓名： _ 指 導教師： 2012 年 12 月 24 日 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 沈陽理工大學 成 績 評 定 表 學生姓名 班級學號 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 課程設計題目 示教機械手 控制系統(tǒng)設計 評 語 組長簽字： 成績 日期 20 年 月 日 課程設計任務書 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 學生姓名 班級學號 課程設計題目 示教機械手控 制系統(tǒng)設計 實踐教學要求與任務 : 1.設計內(nèi)容： 1）完成課程設計指導書所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當前循環(huán)后再停。 3）要求可以實現(xiàn)手動、回原點、單步、單周期、連續(xù)控制。 2.設計要求： 1）畫出端子分配圖和順序功能圖 2）設計并調(diào)試 PLC 控制梯形圖 3）設計說明書 工作計劃與進度安排 : 1）理解題目要求，查閱資料，確定設計方案 1 天 2） PLC 梯形圖設計與調(diào)試 4 天 3）說明書撰寫 1 天 4）答辯 1 天 指導教師 2012 年 11月 27 日 專業(yè)負責人： 2012 年 11月 27 日 學院教學副院長： 201 年 月 日 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 1 沈陽理工大學 目錄 前言 . 2 1 課程設計的任務和要求 . 3 1.1 課程設計任務 . 3 1.2 基本要求 . 3 2 總體設計 . 4 2.1 PLC 選型 . 4 2.2 PLC 端子接線 . 5 3 PLC 程序設計 . 7 3.1 設計思想 . 7 3.2 順序功能圖 . 8 3.3 PLC 梯形圖 . 9 4 程序調(diào)試說明 . 17 5 結束語 . 18 6 參考文獻 . 18 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 2 沈陽理工大學 前言 在 20 世紀 60 70 年代，為了適應計算機、數(shù)字控制、機器人、大規(guī)模集成電路等高新技術的發(fā)展，美國通用汽車公司 (GM)為適應汽車型號的不斷翻新，提出了 “結合計算機靈活、通用、功能完備以及繼電控制簡單、易懂、操作方便、為大家所熟悉” 優(yōu)點，面向工業(yè)現(xiàn)場、面向控制過程、面向?qū)嶋H問題，即使是不熟悉計算機的人，經(jīng)過簡單訓練也可直接編程的一種新型電子化的自動控制裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電 -接觸控制的設想。 1969 年，美國數(shù)字設備公司 (DEC)率先研制出 PDP-14 可編程控制器，成功地用在 GM 公司的自動裝配線上。 1987 年，國際電工委員會 (IEC)對它定義如下： 一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而 設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 在早期，主要用于替代繼電 -接觸的順序控制，因此，又稱為可編程邏輯控制器 (Programmable logic controller PLC)。 隨著電子技術、計算機技術的迅速發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱為可編程控制器 (Programmable Controller PC)。為區(qū)別于個人計算機 (Personal Computer PC)，故沿用 PLC 這個縮寫。 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 3 沈陽理工大學 1 課程設計的任務和要求 1.1 課程設計任務 示教機械手控制系統(tǒng)設計 1.2 基本要求 1. 單循環(huán)為： 1) 從原點開始下降； 2)吸工件，延時 1 秒； 3）上升； 4）右轉(zhuǎn)； 5）下降 6）放下工件，延時 1 秒； 7）上升； 8）左轉(zhuǎn)，回原點。 2.要求有四種工作方式：手動，自動，單周期，連續(xù)。 3.連續(xù)時，循環(huán) 5 次結束，聲光間斷報警 5 秒。 圖 1 示意圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 4 沈陽理工大學 2 總體設計 2.1 PLC 選型 PLC 主機：選擇西門子 S7-200 系列 PLC 作為沖壓機控制系統(tǒng)的控制主機 。 選擇 CPU226 AC/DC。 1） 24 輸入 /16 輸出共 40 個數(shù)字量 I/O 點。 2） 可連接 7 個擴展模板單元，最大可擴展 248 個數(shù)字量 I/O 點或 35 路模擬量I/O。 3） 13KB 的程序和數(shù)據(jù)儲存區(qū)空間。 4） 6 個獨立的 30KHz 的高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20KHz 的高速脈沖輸出。 5） 具有 PID 控制器。 6) 2 個 RS-485 通信 /編程口。 7） 具有多點接口 MPI 通信協(xié)議。 8） 具有點對點接口 PPI 通信協(xié)議。 9） 具有自由通信口。 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 5 沈陽理工大學 2.2 PLC 端子接線 I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 6I 2 . 7下 限 位上 限 位右 限 位左 限 位上 升左 行松 開下 降右 行夾 緊手 動回 原 點單 步單 周 期連 續(xù)啟 動停 止C P U 2 2 6 A C 2 2 0 VP L C 上 電 與負 載 電 源Q SK MK MNL 1急 停啟 動K M下 降夾 緊上 升右 行左 行Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 41 M2 MML +1 L2 L圖 2 I/O 端子接線圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 6 沈陽理工大學 I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 6I 2 . 7下 限 位上 限 位右 限 位左 限 位上 升左 行松 開下 降右 行夾 緊手 動回 原 點單 步單 周 期連 續(xù)啟 動停 止Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4下 降夾 緊上 升右 行左 行圖 3 I/O 端子圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 7 沈陽理工大學 3 PLC 程序設計 3.1 設計思想 機械手的上升，下降，左行，右行，放開和夾緊，可用 5 個線圈來控制，機械手的上，下，左，右限位可用傳感器或限位開關來控制，在主程序中， SM0.0的常開觸點一直閉合，公用程序是無條件執(zhí)行的，用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務，以及處理不同工作方式之間的相互轉(zhuǎn)換。在手動方式下， I2.0 為 ON，執(zhí)行“手動程序”子程序。在手動程序中設置一些必要的連鎖： 1 設置上升和下降之間，左行和右行之間的互鎖，以防功能相反的兩個輸出同 時為 ON， 2 用限位開關 I0.1 I0.4 限制機械手的移動范圍， 3 用上限位開關 I0.2 的常開觸點與控制左行和右行的 Q0.2 和 Q0.3 的線圈串聯(lián)，使機械手只有升到最高位置才能左右移動，以防止機械手在較低位置運動時與別的物體碰撞。在自動回原點方式下， I2.1 為 ON，執(zhí)行“回原點”子程序。在其他三種工作方式下執(zhí)行“自動” 子程序。程序的總體思想是啟保停的編程方法。 圖 4 電動機 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 8 沈陽理工大學 3.2 順序功能圖 圖 5 順序功能圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 9 沈陽理工大學 3.3 PLC 梯形圖 主程序 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 10 沈陽理工大學 公用程序 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 11 沈陽理工大學 手動控制 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 12 沈陽理工大學 回原點程序 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 13 沈陽理工大學 自動控制 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 14 沈陽理工大學 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 15 沈陽理工大學 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 16 沈陽理工大學 圖 6 梯形圖 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 17 沈陽理工大學 4 程序調(diào)試說明 1,調(diào)試單步工作程序時 ， 按下單步控制開關 I2.2 并一直保持 ON 狀態(tài) ， 然后依次按下其他輸入開關 ， 能實現(xiàn)“單步工作”控制要求。 2， 調(diào)試單周期工作程序時 ， 按下單周期控制開關 I2.3 并一直保持 ON 狀態(tài) ， 然后依次按下其 他輸入開關，能實現(xiàn) “單周期工作”控制要求。 3， 調(diào)試連續(xù)工作程序時 ， 按下單周期控制開關 I2.4 并一直保持 ON 狀態(tài) ， 然后依次按下其他輸入開關 ， 能實現(xiàn)“連續(xù)工作”控制要求。 4， 調(diào)試回原點工作程序時 ， 按下單周期控制開關 I2.1 并一直保持 ON 狀態(tài) ， 然后依次按下其他輸入開關 ， 能實現(xiàn)“回原點工作”控制要求。 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 18 沈陽理工大學 5 結束語 感謝學校和老師給了我這次實踐的機會，通過這次設計實踐，我學會了 PLC的基本編程方法，對 PLC 的工作原理和使用方法有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高我們的工程素養(yǎng)。在沒有做實踐設計以前，我們所掌握的都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們吧自己想出來的程序與到 PLC 中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結果與要求不符。能夠解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對 PLC 的理解得到了加強，看到了實踐與理論的差距。 再次還要感謝同學對我的幫助，沒有他們就沒有我這次的實踐成果，每當我迷茫時，都是他們給了我建設性的意見，有如黑暗中的一絲光亮，雪中送炭；當然，幫助是相互的，當別人遇到問題時，我也做了我力所能及的事情，在相互的幫助中彼此成長，增進友誼，一起挑戰(zhàn)學業(yè)的山峰。 最感謝我們的老師對我們的悉心指導，在整個課程設計的過程中，我懂得了很多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力 ，樹立了對自己工作能力的信心。相信會對今后的工作學習生活有非常大的幫助。而且大大提高了動手能力，讓我充分的理解了這項實驗。 6 參考文獻 . 1陳白寧 ,段智敏 ,劉文波 . 機電傳動控制 M. 沈陽 :北大學出版社 , 沈陽理工大學課程設計專用紙 No 19 沈陽理工大學 20