机械手PLC控制系统设计(有全套图纸）.doc

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目 录

前言……………………………………………………2
摘 要 ……………………………………………………………………………2
第一章 设计系统任务分析及选型…………………………………3
第一节 系统任务分析……………………………………………3
第二节 几种常见的控制系统……………………………………5
第三节 控制系统确定……………………………………………6
第二章FXon—40MT的基本结构及工作原理…………………………7
第一节FXon—40MT的基本结构 …………………………………7
第二节FXon—40MT的基本工作原理………………………………8
第三节FXon—40MT的性能指标……………………………………9
第三章PLC控制自动送料系统设计……………………………………10
第一节 控制要求…………………………………………………10
第二节 输入输出接线图…………………………………………11
第三节 流程图……………………………………………………12
第四节 梯形图…………………………………………………13
第五节 系统编程…………………………………………………15
第四章PLC自动控制系统调试运行…………………………………16
第五章PLC自动控制系统的总结与展望 ………………………… 17

参考文献………………………………………………………………18

前 言
PLC设计是学生在大学学习的一个重要教学环节，是在教师指导下，学生综合运用所学理论知识来分析和解决具有一定复杂程度的实际问题的一个实践过程;是提高学生观察事物,获取信息,理解和表述事物能力及分析,解决实际问题能力的重要教学环节;是培养学生技术经济分析能力,独立工作能力,与人合作能力,创新能力及养成理论联系实际的工作作风和提高工程实践能力的重要途径;是学生走向社会之前对其本身综合素质与能力的全面检验,也是全面衡量学校教育教学质量的一个重要依据.
在进行设计过程中，每个学生要全面地运用、巩固和深化所学理论知识，独立的完成调查研究，查阅并收集有关的参考文献和资料；独立地进行设计方案的选定，进行各种设计和计算，创造性的完成设计规定的全部任务。还要求每个学生都要认真地、严肃地对待设计课题，要有科学的敢于创新，要善于独立思考，发挥主观能动性，反对粗心大意，草率从事和不负责任的态度：在毕业设计过程中，注意学习和吸收国内外的先进技术和前人的经验，研究成果，但不要一成不变的照抄照搬，要大胆的提出创造性的设计方案，要认真贯彻国家和有关部门的标准和规定；设计中遇到自己解决不了的问题要主动向指导教师提问，共同探讨解决方法；并能对自己做出的全部技术决定及取得的结果负责。

机械手的PLC控制系统设计
摘 要
PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
可编程控制器发出两路脉冲到步进电机驱动器，分别驱动横轴、竖轴的步进电机运转；直流电机拖动底座和手爪的旋转；接近开关、微动开关、旋转码盘将位置信号反馈给主机，由主机发出指令来实现对手臂的伸缩、上下、转动位置的控制；主机发信号到气动电磁阀，以控制手爪的张合来抓放物体。本设计可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数，具有很大的灵活性和可操作性。

关键词：可编程控制器；机械手；传感器
第一章 设计系统任务分析及选型
第一节 系统任务分析
系统要求机械手能把工件从A点移到B点。该机械手的上升、下降和左移、右移是由双线圈两位电磁阀推动汽缸来实现的。当某一线圈得电，机构便单方向移动，直至线圈断电才停止在当前位置。夹紧和放松是由单线圈两位电磁阀各驱动汽缸来实现的。线圈通电则夹紧，失电则为放松。设备上装有上、下限位和左、右限位开关。机械手工作循环共有8个动作：原位→下降→夹紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移→原位。结束，左行回到左限位处，机械手开始装料。如此循环。如图所示系统工作循环过程：

起动 左限X404（SQ4） 左行Y434
原点
X400
（SQ2） 右行Y433 （SQ3） 上限X402
上限X402 右限X403

下降Y430 上升Y432

（SQ1）
下限X401 下限X401

PLC、I/O框架相连；向上与工业计算机、以太网、MAP网等相连构成整个工厂的自动化控制系统。
（二）多功能　随着自调整、步进电机控制、位置控制、伺服控制等模块的出现，使PLC控制领域更加宽广。如西门子公司早在80年代就研制出了多回路闭环控制模块、步进电机控制模块、仿真模块和通信处理模块等。在1995年西门子又成功地开发出了S7200、S7300系列，它具有TD 200和COROS OPS操作模板(OPS)为用户提供了方便人机界面，用户程序三级口令保护，极强的计算性能，完善的指令集，MPI接口和通过工业现场总线PROFIBUS以及以太网联网的网络能力，强劲的内部集成功能，全面的故障诊断功能；模块式结构可用于各处性能的扩展，脉冲输出晶闸管步进电机和直流电机；快速的指令处理大大缩短了循环周期，并采用了高速计数器，高速中断处理可以分别响应过程事件，大幅度降低了成本。
（三）高可靠性　由于控制系统的可靠性日益受到人们的重视，一些公司已将自诊断技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产品中，推出了高可靠性的冗余系统，并采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。S7400 PLC即使在恶劣、不稳定的工作环境下，坚固、全密封的模板依然可正常工作，在操作运行过程中模板还可热插拔。

参考文献
1. 钟肇新.《可编程序控制器原理及应用》.广州：华南理工大学出版社，2002年.
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4. 常晓玲.《电气控制系统与可编程控制器》.北京：机械工业出版社，2004年
5. 李乃夫.《可编程控制器原理、应用、实验》.北京：中国轻工业出版社，2003年
6. 钟肇新.彭侃.《可编程控制器原理与应用》.广州：华南理工大学出版社，2004年
7. 张建民.《机电一体化系统设计》.北京：高等教育出版社，2001年
8. 张兵.赵斌.施永辉. 基于PLC的机械手混合驱动控制.《液压与气动》，2005年，3期：37-39页
9. 贺黛芳.马笑潇. PLC在针灸机械手控制系统中的应用.《基础自动化》，2001年，8卷2期：29-32页
10. 蒋少茵.PLC控制的机械手.《测控自动化》，2004年，6期：17-18页
11. 史国生.崔洪斌. PLC在机械手步进控制中的应用.《组合机床与自动化加工技术》，2001年，8期：25-27页
12. 杨存智. PLC在自动化生产机械手中的应用.《机床电器》，2006年，33卷1期：38-40页
13. 彭坚. 气动机械手PLC控制系统设计.《电工技术》，2004年，6期：23-24页

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