《基于PLC的下料液壓機械手控制系統(tǒng)設計》5800字（論文）

基于PLC的下料液壓機械手控制系統(tǒng)設計摘要如今，隨著科技的進步，自動化已經(jīng)廣泛的被運用到了各行各業(yè)，因為自動化技術的運用，讓機器的生產(chǎn)力得到了極大的提升，而機械手就是在這一階段出現(xiàn)的一項新技術，它的體積比一般的機器要小，生產(chǎn)的速度快，運行的協(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)制造中的一個主要組成部分。該系統(tǒng)采用西門子系列PLC和相應的編程軟件，在對現(xiàn)有的有關資料的基礎上，對其進行了系統(tǒng)的理論分析，隨后基于原理進行了液壓機械手的設計，并對該系統(tǒng)進行了模擬，從而達到了預期的控制目的。機械手能夠根據(jù)制造過程中的控制程序、位置和時間，實現(xiàn)對產(chǎn)品的搬運功能，并且機器手的使用極大地提升了產(chǎn)品的工作質(zhì)量，使整個施工過程的自動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，實現(xiàn)了機械手的自動控制。關鍵詞：機械手；液壓；可編程控制器；自動化目錄TOC\o"1-3"\h\u242471緒論 機械手控制系統(tǒng)軟件設計4.1PLC編程軟件簡介西門子STEP7編程系統(tǒng)是為PLC編制的一種標準的編程語言，它可以為電氣工程師提供方便的編程工具，為計算機編程提供方便的編程語言，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、運行和實時監(jiān)測。4.2控制系統(tǒng)項目創(chuàng)建4.2.1新建項目開啟STEP7-MicroWINSMART程序，點擊創(chuàng)建一個新的項目，然后點擊“保存”到新的文件重新取名為“畢業(yè)設計”，見圖4-1。圖4-1項目創(chuàng)建4.3.2系統(tǒng)塊設置在編寫軟件之前，還需要對該程序進行一個系統(tǒng)塊的設計，第一個目標是確定該項目所采用的CPU的類型，另外，在該模塊中加入其它的組件時，CPU將會發(fā)現(xiàn)該組件的新功能。二是設定可編程序控制器CPU通信模式，可采用以太網(wǎng)絡接口通信和RS485接口通信，此設計采用了以太網(wǎng)絡接口通信。其具體操作方法如下：在新的工程下方顯示CPU的圖標，它的預設CPU是ST20，點擊ST20。在彈出的“CPU”對話方塊中，在下面的一列中，可以看到“CPUSR30”，這是此設計需要的CPU。點擊通訊，選擇Ethernet端口通訊，設定IP“192.168.2.1”將子網(wǎng)屏蔽設定為“255.255.255.0”，IP地址設定時，應保證PLC與PC的通訊地址處于相同的網(wǎng)絡段時，PLC與PC可以進行通訊連接。該示范在圖4-3中可以看到。圖4-2系統(tǒng)塊CPU型號選擇圖4-3系統(tǒng)塊通訊設置4.3控制系統(tǒng)程序設計4.3.1符號表的建立符號表可以用來統(tǒng)計變量，可以在軟件中修改變量，也可以用來注釋變量，方便用戶在編寫控制程序時了解控制程序的運行狀態(tài)。符號表在建立專案檔案時會自動產(chǎn)生符號資料表，只需修改即可。符號表創(chuàng)建的過程是在項目下拉欄中點擊符號表，選擇輸入/輸出符號見圖4-4。圖4-4符號表創(chuàng)建符號表格按照輸入輸出指派表格進行修正，修正后的數(shù)字表格見附圖4-5。圖4-5符號表創(chuàng)建完成4.3.2主程序設計機械手控制程式主要由兩個主要部分組成：起動自控程式和起動人工控制程式，當自動控制程式開始時，人工操縱程式不能發(fā)動，同樣，當人工操縱程式發(fā)動后，自動控制程式也不能發(fā)動。自動控制程序啟動和手動控制程序啟動主要應用于邏輯指令編寫，在啟動程序編寫時，自動啟動程序與手動啟動程序行程互鎖，避免自動程序運行時誤觸手動控制程序按鈕造成的干擾，同樣地，手動控制程序啟動時也可避免誤觸自動控制程序行程干擾。在手工起動程序和自動起動的情況下，需要首先按下停止鍵，詳細的編程見4-6。圖4-6手動/自動啟動程序根據(jù)程序要求，當自動啟動按鈕I1.0被按下時，自動運行指示燈Q0.2被接通，因為自動操作指示燈帶自鎖的開關觸點Q0.2閉合，其常閉觸點段斷開，所以將持續(xù)通電接入自動控制程序，此時自動運行指示器由于自動運行指示燈常閉觸頭Q0.2是斷開的，因此當手動啟動按鈕被誤觸時，手動啟動操作指示燈就不能啟動。如果不正確地觸發(fā)了手動起動鍵，那么手工起動操作的指示器就不會打開，只有在按下了停止鍵I1.1關掉了電源時，Q0.2的正常閉合觸頭重置后，才能開始人工起動。

結論本文介紹了基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析和研究了機械手的結構和控制方式，提出的控制方法采用西門子系列PLC和西門子PLC編程軟件來實現(xiàn)。本設計實現(xiàn)了機械手的升降動作、機械手的伸出和縮回動作、機械手的夾放動作、整個機械手的左右轉動動作硬件部分與限位開關和光電開關配合，實現(xiàn)機械手的限位功能。該控制系統(tǒng)軟件可分為手動控制系統(tǒng)和自動運行模式，并且通過控制程序，可以使機械臂按照預定的運動軌跡執(zhí)行預定動作，為了滿足各種需求，可以實現(xiàn)機器手臂在各種操作方式下的不同工作方式。為了保證整個控制體系的整體和安全，本系統(tǒng)中還設置了機器人的自動重置和機器手臂的警報，并且機械手臂能夠與輸送帶相配合一起穩(wěn)定工作。參考文獻[1]張新榮,霍瑩,王金民.基于PLC的生產(chǎn)線運料車控制系統(tǒng)設計[J].制造業(yè)自動化,2011,33(07):115-118.[2]吳立江.機械設計制造及其自動化的特點與優(yōu)勢及發(fā)展趨勢[J].電子技術與軟件工程,2017(07):139+203.[3]范金龍.低壓鑄造液面加壓控制[D].吉林大學,2011.[4]濮良貴.機械設計.北京：高等教育出版社，2003.6.[5]張普禮.機械工程手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1