机械手plc控制综合系统.doc

电气控制设计题 目： 机械手plc控制系统 课 程： 电气控制及可编程控制器 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 班 级： 姓 名： 指导老师： 完成日期： 目录一、任务书2二、课程设计汇报含输入输出设备清单、主电路3三、控制步骤图4四、I/O地址分配表4五、I/O接线图5六、梯形图及程序说明5七、指令助记符程序6八、课程设计总结7九、参考文件7一任务书（一）、课程设计目标和要求1.1 目标课程设计关键目标，是经过某一生产设备电气控制装置设计实践，了解通常电气控制设计过程、设计要求、应完成工作内容和具体设计方法。经过设计也有利于复习、巩固以往学习内容，达成灵活应用目标。电气设计必需满足生产设备和生产工艺要求，所以，设计之前必需了解设备用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作整体观念。“电气控制和可编程序控制器”课程设计是在完成该门课理论和试验教学学习以后进行，目标在于训练学生面对具体工程问题时，学会分析其工艺步骤和控制要求、确定控制方案、选型机床电器元件和PLC 和设计电气控制电路、程序编制和调试运行等方面实战能力，从而能应用机床电气控制和PLC 技术来处理以次序、开关逻辑控制为主通常机床电气工程应用和设计问题。课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时要注意多方面能力培养和提升，关键包含以下几方面：1）综合利用专业及基础知识，处理实际工程技术问题能力。2）查阅资料及调研能力。3）工程绘图能力。4）撰写技术汇报和编制技术资料能力。1.2 要求1、在接收设计任务并选定课题后，应依据设计要求和应完成设计内容，拟订设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成工作量，妥善安排时间。2、在确定方案过程中应主动思索并主动提出问题，以取得指导老师帮助，在此阶段提倡广泛讨论，做到思绪开阔，依据充足。3、根据机床电气控制和PLC 控制系统设计步骤及设计关键点，依据具体课题任务及要求，进行控制系统设计、编程、调试和运行。4、掌握在PC 机上，使用编程软件来编制PLC 应用程序，并下载到PLC 中进行调试、运行。5、按以上设计步骤和设计要求编制出以下资料：(1) 图纸：工艺步骤图及外部信号分布图(手工绘图)； PLC 电气控制系统外部接线图(手工绘图)；(2) 课程设计说明书：要求文字通顺、字迹工整、2-3 千字、图文并茂。其中，课程设计论文纲领要求以下： 项目概述； 关键功效和技术要求； 设计方案论证； PLC 控制系统设计(I0 分析、PLC 选型、存放容量核实、外部电路及接线设计、梯形图和程序设计等)； 调试和运行； 结论和体会。（二）、PLC控制系统设计标准及步骤2.1 PLC控制系统设计基础标准1、最大程度地满足工艺步骤和控制要求。工艺步骤特点及要求是开发PLC 控制系统关键依据。设计前，应深人现场进行调查研究，搜集资料，明确控制任务。2、监控参数、精度要求指标以满足实际需要为准，不宜过多、过高，努力争取使控制系统简单、经济，使用及维修方便，并可降低系统复杂性和开发成本。3、确保控制系统运行安全、稳定、可靠。正确进行程序调试、充足考虑环境条件。选择可靠性较高PLC、定时对PLC 进行维护和检验等全部是很关键和必不可少。4、考虑到生产发展和工艺改善，在选择PLC 容量时，应合适留有余量。2.2 PLC控制系统设计基础步骤1、首先要分析控制任务，了解被控对象工艺步骤，画出工艺步骤图。2、确定PLC 输入、输出信号类型、点数，正确选择输入、输出模块规格、型号；依据主电路如电机、电磁阀容量及操作要求，合理选择配电、保护和控制电器。3、进行必需计算，合理选择低压电器及PLC 类型和容量等。4、编制I/O 分配表及所用到PLC 内部相关如时间继电器、计数器、中间继电器等元件地址编号表。5、画出梯形图或次序控制步骤图(SFC 状态步骤图)、步进梯形圈和外部接线图等。6、根据梯形图用助记符语言编程或按次序控制步骤图用步进顺控指令方法编制PLC 应用程序。编程可手动编程也可按制造厂提供编程软件平台，输入梯形图在PC 机上自动编程。7、用手持式编程器或PC 机经过RS-232 串形通信口，将编制好程序写入到PLC 存放器中。先接上专用RS-232 通信电缆，一端连接PLC，一端连接PC 机9 芯插头，设置好异步串形通信参数（如传送位数、通信速率等)，即可下载程序至PLC。8、进行试验室模拟调试，输入可用按钮、开关或模拟信号等替换现场采集到信号，输出负载用信号灯等替换，其目标是验证用户程序控制逻辑是否符合工艺要求。9、进行PLC 主电路及外部配套电路设计，如PLC 和各类负载供电电源、外部主电路及控制继电器连锁电路设计等，和控制柜、外部接线等设计。10、现场运行调试。先不带载，只带接触器线圈和信号灯进行分段、分级调试。正常后，再带实际负载运行，最终固化程序存在PLC EPROM 中。然后考机运行，时间约72 小时。关键考评系统稳定性、抗干扰性等。二、课程设计汇报含输入输出设备清单、主电路课题四 机械手PLC控制系统一、实训目标1 熟悉步进顺控指令编程方法；2 掌握单步骤程序编制；3 掌握机械手程序设计及其外部接线。二、控制要求设 计一个用PLC控制将工件从A点移到B点机械手控制系统。其控制要求以下：1手动操作， 每个动作均能单独操作， 用于将机械手复归至原点位置；2连续运行，在原点位置按起动按钮或当光电探测器探测到有工件时，机械手按 图4.1连续工作一个周期，一个周期工作过程以下：原点下降夹夹紧(T)上上升右移下降放松(T)上升左移到原点， 时间T由老师现场要求。三、实训要求：1. 画出工艺步骤图，并在图上标出元件表（I/O 表）；2. 分析I/O 性质，计算I/O 点数，存放容量，PLC 选型；3. 画顺控步骤图及梯形图；4. 在PC 机上编程并下载到PLC 中；5. 运行调试；6. 画PLC 外部接线图（含电机主电路图及供电图）；7. 撰写课程设计论文。三、控制步骤图四、I/O地址分配表输入输出器件代号地址号功效说明器件代号地址号功效说明SA1S0手动L1Y0下降SA2S1自动L5Y1夹紧/放松SB0X5手动上升L2Y2上升SB1X10手动下降L3Y3右行SB2X6手动左行L4Y4左行SB3X11手动右行SA3X2上限为SA4X1下限位SA5X4左限位SA6X3右限位SA7M8041自动开始SA0X13停止SB4X12手动夹紧SB5X7手动放松五、I/O接线图六、梯形图及程序说明图，打开手动档S0，进入手动程序，按下X12，手动夹紧。 按下X7，手动放松。按下X5，Y2线圈得电，手动上升。按下X10，Y0线圈得电，手动下降。按下X6，打开上限位开关SA3，Y4线圈得电，手动左行。按下X11，打开上限位开关SA3，Y3线圈得电，手动右行。打开自动档S1，进入自动循环程序，打开自动开始开关M8041，原点，SET S20 。STL S20，线圈Y0得电，机械手下降，拨动下限位开关X1，SET S21.STL S21，把Y1置1，机械手夹紧，同时定时器计时，到时间后，SET S22.STL S22，线圈Y2得电，机械手上升，拨动上限位开关X2，SET S23.STL S23，线圈Y3得电，机械手右行，拨动右限位开关X3，SET S23.STL S24，线圈Y0得电，机械手下降，拨动下限位开关X1，SET S25.STL S25，把Y1置0，机械手松开，同时定时器计时，到时间后，SET S26.STL S26，线圈Y2得电，机械手上升，拨动上限位开关X2，SET S27.STL S27，线圈Y4得电，机械手左行，拨动左限位开关X4，回到原点。七、指令助记符程序STL S0 STL S1LD X12 LD M8041SET Y1 SET S20LD X7 STL S20RST Y1 OUT Y0LD X5 LD X1ANI Y0 SET S21OUT Y2 STL S21LD X10 SET Y1ANI Y2 OUT T0OUT Y0 SP K10LD X6 LD T0AND X2 SET S22ANI Y3 STL S22OUT Y4 OUT Y2LD X11 LD X2AND Y4 SET S23ANI Y4 STL S23OUT Y3 OUT Y3 LD X3 SET S24 STL S24 OUT Y0 LD X1 SET S25 STL S25 RST Y1 OUT T1 SP K10 LD T1 SET S26 STL S26 OUT Y2 LD X2 SET S27 STL S27 OUT Y4 LD X4 OUT S1 RET END八、课程设计总结 为期一个星期课程设计着实让我们焦头烂额，不过也正因为这么，我们才明白理论和实践关键性，要完成一个工作，你必需同时含有理论和实践能力，而且要学会查找资料，要学会怎样在海量资料中寻求到你所需要东西，或许，你只是从几百页资料中查找一个指令，你要用最快最简练方法来寻求她并搞清楚，这对我们来说是一个考验。现在PLC在现实生活中利用得越来越广泛，技术越来越成熟，因为PLC多个优点，越来越受到大众青睐。这次课程设计对我们来说意义重大，她不仅巩固了我们理论知识，还让我们学会把理论知识利用到实践中去，在理论和实践结合下，完成机械手手动和自动控制系统，提升了我们实际动手能力，独立思索能力和团体合作能力。后二者并不矛盾，在合作同时，要学会有自己见解，或许这么会使得任务更正确，简单，更适合大众需求。三个臭皮匠胜过诸葛亮，团体作用永远全部是不可忽略。九、参考文件电气控制和可编程序控制器应用技术 东南大学出版社 主编 郁汉琪