《基于PLC的下料液壓機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》5800字（論文）

基于PLC的下料液壓機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要如今，隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)化已經(jīng)廣泛的被運(yùn)用到了各行各業(yè)，因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，讓機(jī)器的生產(chǎn)力得到了極大的提升，而機(jī)械手就是在這一階段出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，它的體積比一般的機(jī)器要小，生產(chǎn)的速度快，運(yùn)行的協(xié)調(diào)能力好，具有更好的節(jié)能特性。能夠成為現(xiàn)代工業(yè)制造中的一個(gè)主要組成部分。該系統(tǒng)采用西門子系列PLC和相應(yīng)的編程軟件，在對(duì)現(xiàn)有的有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析，隨后基于原理進(jìn)行了液壓機(jī)械手的設(shè)計(jì)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了模擬，從而達(dá)到了預(yù)期的控制目的。機(jī)械手能夠根據(jù)制造過(guò)程中的控制程序、位置和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的搬運(yùn)功能，并且機(jī)器手的使用極大地提升了產(chǎn)品的工作質(zhì)量，使整個(gè)施工過(guò)程的自動(dòng)化程度得到了明顯的提升。該系統(tǒng)以西門子S7型PLC為主控制器，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)控制。關(guān)鍵詞：機(jī)械手；液壓；可編程控制器；自動(dòng)化目錄TOC\o"1-3"\h\u242471緒論 機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1PLC編程軟件簡(jiǎn)介西門子STEP7編程系統(tǒng)是為PLC編制的一種標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言，它可以為電氣工程師提供方便的編程工具，為計(jì)算機(jī)編程提供方便的編程語(yǔ)言，也可以提供適合于電氣工程的邏輯模塊。軟件的主要功能包括：創(chuàng)建、編輯和修改、編譯、運(yùn)行和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。4.2控制系統(tǒng)項(xiàng)目創(chuàng)建4.2.1新建項(xiàng)目開啟STEP7-MicroWINSMART程序，點(diǎn)擊創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目，然后點(diǎn)擊“保存”到新的文件重新取名為“畢業(yè)設(shè)計(jì)”，見圖4-1。圖4-1項(xiàng)目創(chuàng)建4.3.2系統(tǒng)塊設(shè)置在編寫軟件之前，還需要對(duì)該程序進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)塊的設(shè)計(jì)，第一個(gè)目標(biāo)是確定該項(xiàng)目所采用的CPU的類型，另外，在該模塊中加入其它的組件時(shí)，CPU將會(huì)發(fā)現(xiàn)該組件的新功能。二是設(shè)定可編程序控制器CPU通信模式，可采用以太網(wǎng)絡(luò)接口通信和RS485接口通信，此設(shè)計(jì)采用了以太網(wǎng)絡(luò)接口通信。其具體操作方法如下：在新的工程下方顯示CPU的圖標(biāo)，它的預(yù)設(shè)CPU是ST20，點(diǎn)擊ST20。在彈出的“CPU”對(duì)話方塊中，在下面的一列中，可以看到“CPUSR30”，這是此設(shè)計(jì)需要的CPU。點(diǎn)擊通訊，選擇Ethernet端口通訊，設(shè)定IP“192.168.2.1”將子網(wǎng)屏蔽設(shè)定為“255.255.255.0”，IP地址設(shè)定時(shí)，應(yīng)保證PLC與PC的通訊地址處于相同的網(wǎng)絡(luò)段時(shí)，PLC與PC可以進(jìn)行通訊連接。該示范在圖4-3中可以看到。圖4-2系統(tǒng)塊CPU型號(hào)選擇圖4-3系統(tǒng)塊通訊設(shè)置4.3控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.3.1符號(hào)表的建立符號(hào)表可以用來(lái)統(tǒng)計(jì)變量，可以在軟件中修改變量，也可以用來(lái)注釋變量，方便用戶在編寫控制程序時(shí)了解控制程序的運(yùn)行狀態(tài)。符號(hào)表在建立專案檔案時(shí)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生符號(hào)資料表，只需修改即可。符號(hào)表創(chuàng)建的過(guò)程是在項(xiàng)目下拉欄中點(diǎn)擊符號(hào)表，選擇輸入/輸出符號(hào)見圖4-4。圖4-4符號(hào)表創(chuàng)建符號(hào)表格按照輸入輸出指派表格進(jìn)行修正，修正后的數(shù)字表格見附圖4-5。圖4-5符號(hào)表創(chuàng)建完成4.3.2主程序設(shè)計(jì)機(jī)械手控制程式主要由兩個(gè)主要部分組成：起動(dòng)自控程式和起動(dòng)人工控制程式，當(dāng)自動(dòng)控制程式開始時(shí)，人工操縱程式不能發(fā)動(dòng)，同樣，當(dāng)人工操縱程式發(fā)動(dòng)后，自動(dòng)控制程式也不能發(fā)動(dòng)。自動(dòng)控制程序啟動(dòng)和手動(dòng)控制程序啟動(dòng)主要應(yīng)用于邏輯指令編寫，在啟動(dòng)程序編寫時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)程序與手動(dòng)啟動(dòng)程序行程互鎖，避免自動(dòng)程序運(yùn)行時(shí)誤觸手動(dòng)控制程序按鈕造成的干擾，同樣地，手動(dòng)控制程序啟動(dòng)時(shí)也可避免誤觸自動(dòng)控制程序行程干擾。在手工起動(dòng)程序和自動(dòng)起動(dòng)的情況下，需要首先按下停止鍵，詳細(xì)的編程見4-6。圖4-6手動(dòng)/自動(dòng)啟動(dòng)程序根據(jù)程序要求，當(dāng)自動(dòng)啟動(dòng)按鈕I1.0被按下時(shí)，自動(dòng)運(yùn)行指示燈Q0.2被接通，因?yàn)樽詣?dòng)操作指示燈帶自鎖的開關(guān)觸點(diǎn)Q0.2閉合，其常閉觸點(diǎn)段斷開，所以將持續(xù)通電接入自動(dòng)控制程序，此時(shí)自動(dòng)運(yùn)行指示器由于自動(dòng)運(yùn)行指示燈常閉觸頭Q0.2是斷開的，因此當(dāng)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕被誤觸時(shí)，手動(dòng)啟動(dòng)操作指示燈就不能啟動(dòng)。如果不正確地觸發(fā)了手動(dòng)起動(dòng)鍵，那么手工起動(dòng)操作的指示器就不會(huì)打開，只有在按下了停止鍵I1.1關(guān)掉了電源時(shí)，Q0.2的正常閉合觸頭重置后，才能開始人工起動(dòng)。

結(jié)論本文介紹了基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析和研究了機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和控制方式，提出的控制方法采用西門子系列PLC和西門子PLC編程軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的升降動(dòng)作、機(jī)械手的伸出和縮回動(dòng)作、機(jī)械手的夾放動(dòng)作、整個(gè)機(jī)械手的左右轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作硬件部分與限位開關(guān)和光電開關(guān)配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的限位功能。該控制系統(tǒng)軟件可分為手動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)運(yùn)行模式，并且通過(guò)控制程序，可以使機(jī)械臂按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡執(zhí)行預(yù)定動(dòng)作，為了滿足各種需求，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器手臂在各種操作方式下的不同工作方式。為了保證整個(gè)控制體系的整體和安全，本系統(tǒng)中還設(shè)置了機(jī)器人的自動(dòng)重置和機(jī)器手臂的警報(bào)，并且機(jī)械手臂能夠與輸送帶相配合一起穩(wěn)定工作。參考文獻(xiàn)[1]張新榮,霍瑩,王金民.基于PLC的生產(chǎn)線運(yùn)料車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2011,33(07):115-118.[2]吳立江.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017(07):139+203.[3]范金龍.低壓鑄造液面加壓控制[D].吉林大學(xué),2011.[4]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2003.6.[5]張普禮.機(jī)械工程手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1