机械手PLC网络控制系统设计.doc

综合成绩优秀（ ）良好（ ）中等（ ）及格（ ）不及格（ ）教师（签名）批改日期PLC课程设计报告院系 自动化学院 专业 自动化 课题 机械手PLC网络控制系统设计 班级 自动化1131班 学号 姓名 2016 年 12月PLC课程设计调试记录班级： 自动化1131 学号： 1131204227 姓名： 韦家东 调试过程与结果（概要）按下启动按钮，传送带开始运行，光电开关检测到物品时I1.1为ON，机械手A开始上升到极限开关后执行左移动作；左移到限位开关后开始下降；下降到限位开关后执行抓物动作；由机械手手指上的压力继电器检测夹紧与否，夹紧后上升到上限开关后右移；压动右限行程开关，机械手开始下降；压动下限行程开关，下降结束，放下手中物品；然后传送带B运转，机械手B开始重复A的动作指令；经适当的延时后放物结束，完成一个完整的循环，并传送带继续运行，连续循环。若按下停止开关，在循环结束时即结束动作，不在循环。若按下复位开关，所有动作立即停止。教师检查调试情况调试成功（ ） 调试基本成功（ ） 调试失败（ ）现场答辩情况通过（ ） 未通过（ ）教师签名日期一 控制要求机械手AB分别由2台PLC采用PROFIBUS-DP总线构成主从网络分别控制。机械手A的任务是将传送带A上的物品搬至传送带B上，由于传送带A和B都按规定的方向和规律运行，故可以将物品传送至指定位置。机械手搬运物品工作示意图如下所示，传送带A为步进传送，每当机械手从传送带A上取走一个物品时，该传送带向前步进一段距离，将下一物品传送到位，以便机械手在下一个工作循环取走物品。机械手按照规定的动作，将传送带A上的物品搬运到传送带B上，传送带B上放置一个物品后，开始传动，传送至指定位置（SQB动作），机械手B负责将该物体搬至传送带C上，传送带C在开始工作后一直传动。机械手B没有将物品自传送带B上取走，机械手A不得工作。 图1 机械手搬运动作示意图机械手AB工作流程图如下所示，工作过程说明如下： 图2 机械手工作流程图（1）机械手A在原始位置，夹紧装置松开，按下启动按钮，传送带C开始运行，机械手从右下限位置SQ1开始上升。（2）机械手上升到上限行程开关位置，压动行程开关SQ2后，上升动作结束，机械手开始左旋。（3）机械手左旋到左限行程开关位置，压动行程开关SQ3后，左旋动作结束，机械手开始下降。（4）机械手下降到下限行程开关位置，压动行程开关后SQ1，下降动作结束，传送带A起动。（5）传送带A向机械手方向前进一个物品的距离后停止，机械手开始抓物。（6）机械手抓物，夹紧电磁阀通电4秒后，机械手开始上升。（7）机械手上升到上限行程开关位置，压动行程开关后SQ2，上升运动结束，机械手开始右旋。（8）机械手右旋到右限行程开关位置，压动行程开关后SQ4，右旋动作结束，机械手开始下降。（9）机械手下降到下限行程开关位置，压动行程开关后SQ1，下降动作结束，机械手开始放下手中的物品。（10）机械手夹紧电磁阀断电4秒，放物结束，机械手A搬物一个流程结束，传送带B开始工作。（11）传送带B将物体传送至SQB停止，同时从站PLC控制的机械手B开始工作，工作流程同机械手A。（12）物体被机械手B取走后（SQB断开），机械手A开始下一个工作循环。要求由SA的4对触点分别接通实现4种工作方式：连续循环、单循环、分步运行、点动工作。连续循环：按SB1后取放一次工件回到原位后等待5秒后自动下一循环。按停止按钮结束本次工作后停止。按复位按钮后所有动作停止（除夹紧动作，复位按钮同样适用于单循环与分步动作。单循环：按SB1后机械手A将物体搬至传送带B上停止工作，机械手B继续工作将该物品传送至传送带C上，机械手B、传送带C都停止。分步运行：每按一次SB1，转如下一步动作。（注意利用行程开关的限位保护）点动控制：每一个动作由相应的点动按钮控制。控制按钮、SA、传送带AB的动作、机械手A上的动作与位置开关接主站PLC，SQB、传送带C的动作、 机械手B上的动作与位置开关接从站PLC。 提示：本设计要求顺序性较强，故采用移位指令来编写程序更合适，连续循环在一个工作结束后找到逻辑条件重新赋值移位字再启动即可，而单循环串联逻辑条件断开此重新赋值逻辑。分步动作在移位指令的移位信号EN端做相关逻辑处理二控制系统的设计与分析设计思路：实用移位指令时，最关键的是设计移位脉冲的控制程序。图中，移位脉冲是由M12.0发出的，每当机械手完成一个动作时，移位脉冲。移位过程是在MW10中进行的，这里MB10是MW10的高位，而MB11是MW10的低位，MW10的最低位是M11.0因此首先要保证M11.0为1，然后通过字左移指令SHL_W，在位移脉冲的控制下，依次进行移位操作，直至完成当前的工作循环周期。如果没有按下停止按钮，则M0.5的动断触点位接通状态，程序自动进入下一个工作循环周期。设计步骤： 我们是先设计的连续工作的循环，然后再加入单周期工作电路，进而继续添加复位开关等。3 I/O点统计输入输出点统计：序号元器件用途 主站1I0.0自启动2I0.1单周期启动3I0.2手启动4I0.3停止5I0.4上限位6I0.5下限位7I0.6左限位8I0.7右限位9I1.0压力继电器10I1.1传送带A光电开关11I1.2手动上升12I1.3手动下降13I1.4手动左移14I1.5手动右移15I1.6手动抓紧16I1.7复位18Q4.0传送带B19Q4.1上升电磁阀20Q4.2左移电磁阀21Q4.3下降电磁阀22Q4.4传送带A23Q4.5夹紧/放松24Q4.6右移电磁阀 从站 1I0.0自启动2I0.1单周期启动3I0.2手启动4I0.3停止5I0.4上限位6I0.5下限位7I0.6左限位8I0.7右限位9I1.0压力继电器10I124.0传送带B光电开关11I1.2手动上升12I1.3手动下降13I1.4手动左移14I1.5手动右移15I1.6手动抓紧16I1.7复位18Q4.0传送带C19Q4.1上升电磁阀20Q4.2左移电磁阀21Q4.3下降电磁阀22Q4.5夹紧/放松23Q4.6右移电磁阀5 输入输出点分配与接线利用实验室设备进行课题设计，西门子S7-300 PLC。1.PLC系统硬件配置：2. 网络组态给出通信地址匹配表3. PLC硬件配置表：槽号12345678模块选择PS3075ACPU314-2DPSM321DC24V16点SM322DC24C16点I/O点范围I0.0I1.7Q4.0Q4.73 输入输出接线图（主从站一致） 七、调试过程 可编程控制器课程设计是课程当中一个重要环节，通过了2周的课程设计使我对plc设计过程有进一步了解，对plc产品的有关的控制知识有了深刻的认识。 首先用电脑在STEP-7-Micro/WIN编程软件中将编辑的梯形图写入软件中，然后点击运行并对其指出的错误进行修改，修改完最终运行无误后将其下载到可编程控制仪器中；其次按照设计的要求接好线，确定无误后按下启动按钮。启动后发现上行、下行、左行、右行灯均同时亮且一直亮着，这样就不符合设计中八个动作依次有序进行操作的要求，务必对其进行修正。 因为理论知识学的不牢固，在设计遇到了不少问题，通过理论与实际的结合，进一步提高观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。运用学习成果，把理论运用于实际，使理论得以提升，形成创新思想。通过此次设计过程，巩固了专业基础知识，培养了我综合应用可编程控制器设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，为今后的学习和工作过程打下基础。八设计总结 通过PLC课程设计，我们知道机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式称为机械手的自由度。 和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过