基于PLC的機械手控制系統(tǒng)答辯已過

PLC已過PLCPLC錄摘ⅠAbstract……………………… … ..………… ...Ⅱ111.1 課題研究目及意義 11.2 國內(nèi)外研究概況 2.3 課題研究內(nèi)容 32與證 4.1 方案 42.2 方案論證 5.3 方案確定 73系統(tǒng)硬件8.1 主電路 83.1.1 熔斷器選擇 83.1.2 熱繼電器選擇 8313 接觸器選擇 93.1.4 主電路圖 93.2傳感器103.2.1傳感器的 型 103.2.2傳感器的 工 作 理 1133 行程開關(guān) 11331行程開關(guān) 的 型 113.3.2行程開關(guān)的 工 作 理 12控制電路 計 12的基 本 構(gòu) 12的工作 理 13的掃描運 行 式 13的點 14經(jīng)濟 析 16的發(fā)展 勢 17的控制系 統(tǒng) 的 保 護 施 17的型 18外部接 圖 20第4章系統(tǒng)軟 件 計 21的軟件 分 21系統(tǒng)總體 計 224.2.1機械手的動作 實 現(xiàn) 程 22422 系 統(tǒng) 總 體 流 程圖 23423 系 統(tǒng) 復(fù) 位 流 程圖 23424機械手氣夾夾 緊 流 圖 24425機械手氣夾放 松 流 圖 25……………………...……26參考文獻 ………………...……27致謝 ………………...…………28附錄A系統(tǒng)電路圖 29附錄B系統(tǒng)梯形圖 30PLCII要、腐蝕及有毒氣體等因素危害增加了勞動強度甚至危及命。自從問世以來相應(yīng)各種難題迎刃而解。能代替類完成危險、重復(fù)、枯燥減輕類勞動強度提勞動力因此得了越來越廣泛應(yīng)用。本主硬件軟件兩大部分組成中硬件包括主電路、電路以及電氣線路軟件包括流程圖梯形圖。主電路電、熱繼電器、熔斷器、接觸器構(gòu)成；電路PLC器、傳器、程等構(gòu)成。本中程傳PLCPLC各流電從而動；接PLC主交流電來從而動功能。本課題設(shè)體動件及動流程求隨時更改相參數(shù)。PLC傳感器PLCAbstractIntheindustrialproductionandotherfields,becauseoftheneedofjob,peopleoftenisaffectedbytheharmofhightemperature,corrosionandtoxicgases,thesefactorsincreaselaborintensityofworkers,andevenleadtolife-threatening.Sincethemanipulatorwasborn,thevariousdifficultproblemswereeasilysolved.Robotsreplacehumanconsummatelydanger,repeattheboringwork,easehumanlaborintensityandimprovelaborproductivity,sorobotshavebeenappliedmoreandmore.Thisdesignmainlyconsistofthehardwaredesignandsoftwaredesign.Amongthem,hardwaredesigncontainsthemaincircuit，controlcircuitandelectricalcontrolcircuitdesign,softwaredesigncontainsthedesignofflowchartandladder-diagram.Maincircuitconsistofmotor,thermalrelay,fuse,contactor；controlcircuitconsistofPLCcontroller,sensorsandtravelswitch,etc.Inthepaper，positionsignalissenttoPLChostbytravelswitch,PLCcontroltheacmotor'spositive&negativerespectively,soasitcancontrolthemovementofmanipulatoronthehorizontalaxisandvertivalaxis;positionsignalissenttoPLChostbyapproachswitch,PLChostcancontrolthepawsofmanipulatortheopenandclosebythecontrolofacmotor'spositive&negative,soasitcanachievethefunctionofaccuratemotion.Thesubjectdesignmaterialshandlingmanipulatorcancatchandputobjectsinspace,maketheactionflexible,accordingtothechangesofworkpieceandthemovementprocessrequirements，itcanchangetherelatedparametersatanytime.Keywords:manipulator,PLC,sensors1、潮濕環(huán)境下作更好提了作效率改善了收益。本章主從課題研究背景、目其意義等方面對該作出簡概述。義是自動化領(lǐng)域中常遇到一種對象。近年自動化逐漸成一門新興學(xué)科并到了較快。廣泛應(yīng)用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、加、、等。是、、、、、等動環(huán)境中其到?？偸翘釀勇矢纳苿觿幼詣踊欢?。內(nèi)外都十分應(yīng)用和?？删幊绦蚱?PLC)是專環(huán)境下應(yīng)用實時裝置微電子技術(shù)技術(shù)和算通信技術(shù)飛速PLC硬件置軟件編程通等方面了成自動化配置之一[1]。自動化、等PLC其方的用好、用、配、方簡學(xué)領(lǐng)PLC等應(yīng)用較用、裝配應(yīng)用等。自動化本較PLC還比較少。本次課題就是通過PLC實現(xiàn)自動化。通過此更一學(xué)習(xí)PLC了應(yīng)用[2]。國內(nèi)外機械手概況自年40年成造業(yè)自動化中。目用一即。本用環(huán)境、噴漆和上下料。第二代具有仍然以程序為礎(chǔ)但可以根據(jù)外界環(huán)境信息對程序進行校正。這代通常采觸傳一類簡單傳裝置和相應(yīng)適應(yīng)性算法?，F(xiàn)在第三代正在第一、第二代礎(chǔ)上蓬勃發(fā)展起來它是能知外界環(huán)境與對象物并具有對復(fù)雜信息進決策能力智能化。它能識別景物具有觸、視、力、聽、味等多種能實現(xiàn)搜索、追蹤、辨色識圖等多種仿生動作，具有知識、能和自能力等智能[3]。有發(fā)展出現(xiàn)仿和作動、行等、化、智能可以進行事先動作可作相應(yīng)進行動作物動，作序規(guī)劃有動等。應(yīng)領(lǐng)域正在向非和服務(wù)方向擴展并且蓬勃發(fā)展軍也將越來越多地裝備部隊[4][5]。外方面近幾年國外領(lǐng)域有下幾個發(fā)展趨勢。性能斷提高，單價格下降；結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展PC發(fā)展傳作現(xiàn)實在作仿、預(yù)演發(fā)展到過程。在一種噴、、、、裝、種下、、、等機作造解決驅(qū)動和配置軟件和編等自動化噴漆、自動自動通信、協(xié)在礎(chǔ)、、自動蹤裝置有。來具自發(fā)展礎(chǔ)[6]。內(nèi)容是和軟。通程序?qū)崿F(xiàn)自動。電路圖傳以及 電路軟件部分包括總體流程圖梯形圖、編程指令等。2是否合理，也就是說方案選擇是核心部分。本章主要就驅(qū)動部分、部分等進行方案選擇論證，并簡述了工作原理。一：集散（TDCS）硬件組成：TDCS、A/DD/A、顯示燈工作原理：D/A。集散A/D電繼電器線圈來各個電反轉(zhuǎn)，最終使XY運動情況由顯示燈進行指示。集散原理框圖：2.1外部開關(guān)

TDCS

繼電器 電機顯示燈2.1集散控制系統(tǒng)原理框圖二：工業(yè)算（IPCS）硬件組成：主板、外部總線、內(nèi)部總線、人接口、通訊接口）是一種應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)過程專用算，它能將生產(chǎn)過程和管理調(diào)度相結(jié)合，從而使工業(yè)在就地加集中礎(chǔ)上，進一步向自動化方向發(fā)展。工硬件組成構(gòu)：2.2人人盤模模擬數(shù)字數(shù)字圖2.2 工控機的硬件三：PLCPLC、外部開關(guān)備、電源、顯示燈、繼電器、電機工作原理外部開關(guān)備將PLC，PLC通過各個電繼電器線圈通斷，從而電正反轉(zhuǎn)，使能夠在橫軸與豎軸運動。運動狀態(tài)通過顯示燈指示。PLC原理框圖2.3備繼電器電機PLC電源顯示燈2.3PLC論證1、各自技術(shù)發(fā)展起源算是為了滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求備。結(jié)構(gòu)方面，總線標準化程度高，兼容性強，軟資源豐富，特別是有實時操作支持，故對要求快速、實時性、模型復(fù)雜和算工作量大工業(yè)對象占有優(yōu)勢。集散從工業(yè)自動化儀表發(fā)展到以工業(yè)算為中心集散，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，初期主要用在連續(xù)過程，PLC，側(cè)重開關(guān)量順序方面。近年來隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、算技術(shù)和通信技術(shù)等發(fā)展，PLCPID能力趕上了工業(yè)控算；通信能力提高發(fā)展了多種和(LAN)，而成為一集散是算到PLCPLC在過程發(fā)展是一能器和，展功能，開。2、優(yōu)方一TDCS是一大，其器功能而且在中作用十分重要，數(shù)路是關(guān)，所以，一到，度大；于封閉式各公司產(chǎn)品本不兼容；該信息全都是二進或模擬信號行程，D/AA/D轉(zhuǎn)換；以和監(jiān)測工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態(tài)。是由自致命弱I/O號采用模擬量信，此它無法TDCS上對儀表進行遠方診斷、維護和組態(tài)。方PC電是期用多一種方以用一算提種和WINDOWS其作進行但是它要求員單獨I/0接口獨立開發(fā)軟，對有大，具有通用。方三C體積小輕式靈活靠性操簡單。由PLC、模塊化、展等，以要工作要。PLC技術(shù)，以大大提高自動化程度，了大量中繼電器、繼電器和，提高了。同時PLC方便地更改生產(chǎn)流程，增功能。3、相同點PLC算(TDCS)之間差別正縮小都將由類似一些元、處理器、大容量半導(dǎo)體存儲器I/O組成。編程方面也有很多相同點。4、不同點由PLC算屬兩類產(chǎn)品經(jīng)過幾十年都形成了自身裝置特點和軟工具實際上它們區(qū)別仍然存。PLC算編程自身或用算結(jié)構(gòu)形成組態(tài)構(gòu)成開環(huán)境。特別是PLCSTD工區(qū)別裝和模功能都PLC用模大程序能STD是開量言PLC能STD。說選擇器首先工程求、現(xiàn)場環(huán)境和經(jīng)濟等方面考慮。有器是也有產(chǎn)品差能不同環(huán)境更用產(chǎn)品[7]。制方式的選定PLC自功能都是過軟實軟是PLC指令工程。PLC20、、等工業(yè)成為重當前PLC國際市場上已成為最受歡迎工業(yè)暢銷產(chǎn)品[8]PLC自動已成為世界潮流。PLC有它工業(yè)和能。編程裝用、。之它不多間或多了用間和成。PLC端（輸入端）為繼晶閘管的算。們用它不算方面能編程控器編程用成程不同工業(yè)。綜上所述本采方。3PLC、傳感、PLC等下各具體主電路熔斷器的選擇熔斷根據(jù)流超過規(guī)定值一段時間后其自身產(chǎn)生熱量使熔體熔化，從而使斷開；用這種原理一種流保護熔斷廣泛應(yīng)用高低壓配及用備短過流保護應(yīng)用最普遍保護之一。熔斷一種過流保護熔斷由熔體熔管及外加填料等組使用時熔斷串聯(lián)被保護當被保護流超過規(guī)定值并經(jīng)過一定時間后由熔體自身產(chǎn)生熱量熔斷熔體使斷開從而起到保護的用金屬導(dǎo)體熔體而斷串聯(lián)當過短流過熔體時熔體自身熱而熔斷從而、各種備及用電起到一定保護用具時當過流時熔斷時間；過流時熔斷時間短一定過流流熔斷器熔斷使用熔斷由熔體、外支座組其熔體熔斷關(guān)鍵元采用熔斷型號HRW7-10額定壓220V。熱繼電器的選擇熱由流入熱元流產(chǎn)生熱量使同膨脹數(shù)雙金屬片生當?shù)揭欢〞r使斷開從而使器失斷開實現(xiàn)動過保護動過保護元其體積結(jié)構(gòu)簡單、低等優(yōu)點生產(chǎn)得到廣泛應(yīng)用。。鑒受程中量傳遞需較長時間因此不能短只能。由本中狀態(tài)反復(fù)短時僅有一定范圍的適應(yīng)性因此選速飽和互感其額定220V。接(Contactor)指業(yè)中利線圈產(chǎn)生磁場頭閉合，以達。接由磁磁線圈頭頭和閉頭和。其接磁線圈產(chǎn)生磁場產(chǎn)生磁頭閉頭頭閉合。線圈時磁簧下頭復(fù)閉頭閉合頭。學(xué)上因為可快速切交與直回和可頻繁地接與大(某些型別可達800安培)所以經(jīng)運做為象﹐也可 廠備﹑﹑母和各樣等接不僅能接和切且還具有低壓。接容量大適頻繁操和遠距離。自中重之一。本額定220V接為磁式驅(qū)方式為直式。交交接利接閉輔助接導(dǎo)回。接一接接有接和閉接接也經(jīng)為中間配合。交接接由銀鎢合具有良好導(dǎo)性和耐高溫燒蝕性。主電路圖PLCPLCQSFU1FU4FR1、FR2、FR3熱繼對負載M1、M、M3起載消除了要安全隱患接觸KM0/KM2/KM4正轉(zhuǎn)KM1/KM3/KM5分別反轉(zhuǎn)具體如圖3.1所示：3.1主電路圖傳感器設(shè)計傳感器的選型裝置中使傳感有接近和程夾緊與放松限位接近（金屬傳感調(diào)金屬塊位置以在一定范圍內(nèi)改變夾張合。接近對體和的接近以使在中具有在中以：1）體金屬接近接近對A3類23）4傳感器的工作原理“感感3.2源感端地通部耦感構(gòu)回路C入3.2所示。行程開關(guān)的設(shè)計行程開關(guān)的選型、滾、微組合，本選用3.33.31-2-345作原理又稱限位，用備及限位保護在實際生產(chǎn)中，將安裝在預(yù)先安排位置，當裝生產(chǎn)部件上模塊撞擊時，觸點作，實現(xiàn)電路切換因此，是一種根據(jù)部件位置而切換電路電器，它作用原理與鈕類似廣泛用各類床起重機，用以、進終端限位保護在電梯電路中，還利用來控轎門速度、自門限位，轎廂上、下限位保護。PLCPLC基本結(jié)構(gòu)PLC一般微型算軟件兩大部組成PLC硬件由微處理器(CPU)、存儲器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編器、I/O他外備組成各部通過總線(電源總線、總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成93.4PLCPLC電輸 輸 微 處 受入 入 器算 控制外 外 存儲 I I設(shè)EPRO / /O O3.4 PLC件結(jié)構(gòu)圖PLCPLCPLCPLCPLC本身運行EPROM由根據(jù)需要而編寫。硬組成了一個完整PLC他們相輔相成缺一不。PLC編器有本工作狀態(tài)即運行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)編器過執(zhí)行反映要求來實現(xiàn)功能。了使STOP、通等5這種周始方式稱為掃描方式由算指令速度極高從-關(guān)來看，似乎同PLCPLC般采掃描方式PLC首先進初始包括清除I/OI/O行這個分為個階段。采階段采階段PLC掃描方式所有I/O的采后刷新階段這兩個階段即使發(fā)生I/O也會改所度個掃描周均被階段階段PLCCPU總由上從左右順掃描梯形圖。進算RAM對位定所定指令算算、、傳達等。刷新階段刷新階段CPU按照I/O對刷新所有鎖電路，再經(jīng)電路驅(qū)動這才PLC真正/滯后間輸入/輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指可編程序控制器的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間三部分組成。輸入模塊的 CPU濾波電路用來濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點動作是產(chǎn)生的抖動引起的不良影響，濾波電路的時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為 10ms左右。10ms1ms10ms1msms—。PLC原因是因為具有下優(yōu)點：1、靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大的繼電器，整個系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費時費力。如果因為工藝上的稍許變化，需改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個電器控制系統(tǒng)將被全、焊接、固定等工作浪費了大量人力、物力和時間?？删幊唐魇峭ㄟ^存儲在存儲器中程序?qū)崿F(xiàn)功能如果功能需要改變話，只需要修改程序以及改動極少量接即可。且同一臺可編程器還可以用不同對象只要改變軟件就可以實現(xiàn)不同要求因此具有很大靈活性、通用性。2、可靠性高、抗干擾能力強對來說可靠性、抗干擾能力是非常要指標如何能在各種工作環(huán)境和條件(等)低是一種?，F(xiàn)PLC用了很高電器件大量動作電來可靠性程是用繼電器所法比擬。為了保證 PLC能在惡劣工業(yè)環(huán)境可靠工作在和造過程中取了一列硬件和軟件方面抗干擾措施可以適應(yīng)惡劣工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。3、操作方便、維修容易PLC用電作人和功能編程用程序和編、修改程序。對用來說不需要。工程編的程序只要作說作人就可以用。4、功能強現(xiàn)PLC不僅具有條件、時、數(shù)和步等功能且還能A/D、D/A、和以及通和過程等。因此可開量又可模擬量；既可一個又可一個群；既可簡單又可復(fù)雜；既可現(xiàn)場又可遠程。5、積小、量輕和易實現(xiàn)電一化PLC用了電。因此具有、量、功低。且PLC是工用、固用、具備很強可靠性和抗干擾能力因?qū)崿F(xiàn)電一分理想備。同可編程序器有不在性要高電器和單力要且通用性不不同可編程序器以。PLC分析PLCPLC1①繼電器；PLC價格僅PLC一而可靠性選擇時需要又一重要2周期長短不論舊進行改造周期短品改造不需改不僅節(jié)約了勞而品要繼電器半導(dǎo)體不PLC可為PLC改要件進行一改可要改要重改可又可以達到事半功倍。據(jù)查我國 70%采繼電器進行除了可靠性差序也很繁雜案確立到技術(shù)條件施圖作量很大勢必造周期長而采PLC可大大縮短周期些文件資料也不必繪圖人員完全可利編器屏幕顯示輸入或修改序得梯形圖準確誤地反映要求編人員也可根據(jù)品提出要求重編寫序并把它存儲EEPROM模塊去需要加哪品序操作人員可隨時既簡便又保密。PLC發(fā)展趨勢PLC要一體價格更。1、主要DCSDCS和通信能力強PLC一個重要，PLC、I/O上與工業(yè)算、以太、MAP等相連構(gòu)成整個工廠自動。2、多功能隨著自調(diào)整、步進電、位置、伺服等模塊PLC領(lǐng)域更加寬廣。PLC保護措施PLC可靠性，一PLC備抗干擾能力；另一，要求工程、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多配合才能完善解決問題，有強抗干擾性能。性，中和一護施。用相電進電相QF整個電通，可完成主電護又可便日常維護。FU1至 FU4六個熔器起過護作用，防止各回生現(xiàn)象FR1、FR2、FR3個熱繼電器對負載電M1、M、M3起18]過載護作用，消除主要安全隱患 。抗干擾施可以提高測精度和工作可靠性,而抗干擾又不能完全依靠因此PLC時,還應(yīng)進抗干擾處理,進一步提高可靠性。220V電經(jīng)過1：1隔離變壓器后再電，使電與控有合電連程完。合其高大，可有以上進，電干擾。壓器次側(cè)對懸浮，可以防止操作過程中觸電。PLC選型136出為完成所工藝流程，器能有較強浮運算能力和掉電保持能力根據(jù)開關(guān)備并考慮10％－15%裕量本采用松下FP-XC30T可編程器,器有1614出FP-X列可編程器具有如下特：大容量浮PID32us本指令只0.32us，可進行快速掃描。54對用戶逐步擴展求可通過擴展插件輕松地提供性能。三、可以通過普通USB算實現(xiàn)簡單連接可實現(xiàn)三種通信功能。程性可通過工具FPWIN程可完P(guān)LC機程保用戶程可以、具有通信功能指令件。、具有完高功能可以通過脈沖出插卡可用高速數(shù)器和脈沖輸出功能。3.1 PLCI/O分配端口 信號 注釋X0 SQ0 XX1 SQ1 XX2 SQ2 XX3 SQ3 XX4SQ4Y一X5SQ5Y下一X6SQ6Y二X7SQ7Y下二X8SQ8光電開關(guān)一X9SQ9光電開關(guān)二X10SB0啟動按鈕X11SB1復(fù)按鈕X12SB2停止按鈕Y0KM0X前伸Y1KM1X后縮Y2KM2Y升Y3KM3Y下降Y4KM4氣夾夾緊Y5KM5氣夾放松PLCPLC3.6PLCFP-XC30T1614136。外部3.6具體3.。PLCPLC4件設(shè)計、靈魂脫離了成了廢物正沒有了一樣。所以說在一個中作用非常巨大只有得到才能達到準確目。本章主要介紹了具。PLC件部分與微型算一樣除了以外還必須有。才能構(gòu)成一臺完整PLC。PLC分為兩部分:和應(yīng)用存儲器稱為程序存儲器。PLCPLCCPU最大可尋址存儲空間各不相同PLC工作原理其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域：程序存儲區(qū)，RAM（I/O區(qū)和和用程序存儲區(qū)。（一程序存儲區(qū)：在程序存儲區(qū)中存放相算作程序。包括程序、在EPROM中用不能存。和一定了該 PLC各項能。（二RAMRAMI/O區(qū)以各（：、據(jù)存器、時器、數(shù)器、變址寄存器、累加器存儲區(qū)。I/O區(qū)：PLC只是在樣才各和據(jù)在才和據(jù)相應(yīng)外。要有一存儲（RAM供放I/O狀態(tài)和數(shù)據(jù)這些存儲單元稱作I/O開關(guān)量 O占單元位（bit,一個模擬量 I/O占單元字（6個bit)。因此整個I/O映區(qū)可看作開關(guān)量I/O映區(qū)和模擬量I/O映區(qū)兩部分組成。存儲區(qū)：I/O區(qū)以外RAMPLC部各（、數(shù)據(jù)存器、器、器、址存器、器存儲區(qū)。存儲區(qū)分為具有PLCPLC的“零”。（三）用戶程序：用戶程序放用戶編用戶程序不同類型PLC容量各不相同，一般來說PLC型增大其容量也相應(yīng)增大不過對新型PLC其容量可根用戶需要而改變。體設(shè)計機械手的動作實現(xiàn)過程根工作流程本采用順序方式進軟件動主要可為取料、送料兩個工作過程。上升/伸/縮動作、放松/夾緊是通過別三個來13。下動不PLCY1KM1關(guān)輸2KM2通二上升上升底上關(guān)上升回主Y0KM0一伸伸關(guān)伸Y3，KM3