分拣机械手开题报告.doc

南京工程学院毕业设计开题报告课 题 名 称： 组态软件结合PLC技术在分拣机械手控制中的应用 学 生 姓 名： 施振强 学 号： 201090625 指 导 教 师： 欧益宝 讲师 所在院(系)部： 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称： 机械电子工程 2013 年 03 月 12 日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 毕业设计(论文)开题报告学生姓名施振强学 号201090625专 业机械电子工程）指导教师欧益宝职 称讲师所在院(系) 机械工程学院课题来源自拟课题课题类型工程技术研究课题名称组态软件结合PLC技术在分拣机械手控制中的应用毕业设计的内容和意义毕业设计的内容和意义课题背景：PLC通常称为可编程逻辑控制器，是上个世纪60年代发展起来的一种 微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种通用的工业自动控制装置，它体积小、功能强，程序设计简单，维护方便等优点，特别是他适应恶劣的工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛，已经被称为现代工业的三个支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。而现行美国，日本，德国的可编程逻辑控制器质量优良，功能强大。人机界面是在操作人员和机械设备之间作双向沟通的桥梁，使用人机界面可以是机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本，同时面板控制的小型化及高性能，也相对提高了设备的附加价值。现在，越来越多的机器和现场操作都趋向使用人机界面。而人机界面必须要有用来配置它们元件的综合设计软件，这种软件称为组态软件。组态的概念最早来自英文Configuration，组态软件是指一些数据采集与控制过程的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境中，能以灵活多样的组态方式（而非编程方式）提供良好的用户开发环境和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/0设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软，硬件的全部接口。组态软件能指出各种工控设备和常见的通信协议，并且能提供分布式数据管理和网络功能。从事组态软件方面的研究活动具有重要的研究意义和实用价值。课题内容：1提出：机械手是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。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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，而我们这次的任务就是通过PLC对机械手进行移动，上下 ，伸缩，抓紧物品，判断物品大小，移动到指定位置，放下物品等相关操作的控制。2解决方法：将可编程逻辑控制器连接到计算机上，通过计算机输入信号，信号传送到可编程逻辑控制器上，以此来控制机械手该如何运动，而机械手到达物品堆放地点后，通过位置传感器将信号反馈到计算机中，以此来判断接下来该如何行动。而当机械手手抓起物品后，通过传感器将物品的大小形状反馈回去，而后将物品运送到相应的A地，B地，到达指定地点后，位置传感器将信号反馈回去，而后放下物品，在回到物品堆放地点，进行循环操作。最后，就将所有的物品按大小形状放在了A地，B地。3设计内容：首先对整个控制系统进行编程，然后输入到GX Developer VER.7，运行GX Simulator对整个程序进行仿真。在仿真过程中，对程序进行修改。而后启动MX component，进行相关联的设置，而后启动INSPEC，新建工程，设置相关的I/0，变量，关联I/O和变量，设置变量与所输程序的关系，而后建立相关的演示画面，实现仿真。课题意义：这个课题将可编程逻辑控制器与组态软件很好的联系在了一起，灵活的应用FX系列的PLC对机械手进行控制，使我们能够通过计算机对机械手进行远程操作，这样可以避免操作机械手的人力，同时通过人机更加方便，能够规避近处操作的危险。同时能够更深的开发出PLC和组态软件在工业中的应用。文献综述国内外研究现状：传统PLC经过几十年的发展，已经成为了一项成熟的技术，而目前PLC技术的主要发展方向为：a）产品规模向大小两个方向发展； b）PLC在闭环过程控制中的应用 ；c）不断加强PLC的控制功能；d) 新器件和模块不断推出 高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块；e）编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统；f）发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式；g）追求软硬件的标准化。而组态软件因其强大的界面显示组态功能，良好的开放性，丰富的功能模块，强大的数据库，可编程的命令语言，周密的系统安全防范和仿真功能，使其产品，技术，市场都飞速发展，应用领域日益扩展。目前组态软件在自动化系统中，所占比重日益提高。同时组态软件开始集成化、定制化，同时组态软件的功能开始向上、向下延伸，其监控、管理范围及应用领域也逐渐扩大，而目前国内外市场占有率较高的监控组态软件分别为GE Fanuc的iFix、Wonderware的Intouch、西门子WinCC、Citech等。中国大陆厂商以力控、亚控等为主。而关于组态软件和PLC的研究中，武汉铁路局的孙勇发表了基于PLC组态的管沟排污监控系统研究。此研究中，对动车组运用检修库综合管沟排污设施应用情况进行了分析，利用PLC组态及计算机自动控制技术，通过开发排污设施监控系统方案研究，解决了故障排查工作量大、检修效率低、使用维护不便等难题。在总体方案的设计中。监控系统由PLC网络控制子系统、计算机控制与显示子系统、水泵状态监测及水位传感系统、模拟量输入输出模块、故障报警子系统5部分构成，如图1:系统对检查库内综合管路中排水泵、排污泵组电机运行的信息进行采集，同时通过高地位模拟开关量获取管沟内污水箱、集水坑水位信息，在此基础上利用PLC组态实时监控管沟内积水、水泵运行状况。通过PLC软件编程可实现故障报警、水位报警、电机保养报警灯功能。对于系统的具体实现，在数据采集中，在各股道管沟内10台废水提升泵控制柜增加电流互感器。检测电机的实时电流，通过运行时电流的数据来判断运行状态。在综合管沟集水井内装设水位监测传感器，实现高低水位的检测。而关于PLC控制及布置，是在废水提升泵控制柜内增加一台PLC，将各种信号接入到PLC中。PLC主站通过通信电缆与上位机如图2：而每条综合管沟端头都增加了一套人机界面监控系统，管沟内的PLC与人机界面监控系统构成通信网络，实现了对管沟内设备的实时监控，如图3：而软件数据库则支持运行记录及查询，便于指导设备周期性保养和其他方面的使用分析。同时支持故障信息记录及查询。便于找出故障位置，故障原因及处理方法。此综合管沟设施监控系统的开关，提高了设备故障排查检修效率，减少了维护、使用、管理人员及物力的投入，减少了维护工作量，节约了生产成本，提高了运用所设备和动车组检修设备、设施、基础线路、管路的可靠性，进一步确保了动车组运用检修任务的顺利完成。参考文献：1李瑞先.组态王软件在监控系统中的应用J电气传动自动化, 2006,(05). 2韩清华,赵有斌等.基于 PLC 和组态软件的液位和温度监控J 包装与食品机械, 2009(05),64-67.3耿欣,林中达等.基于CC-Link的PLC控制电机变频调速系统的设计与实现J. 工业控制计算机,2011(1),9-11.4徐艺.PLC 技术在注塑机改造中的应用J.装备制造技术,2009(4)5吴芹兰.PLC在注塑机控制系统中的应用J.制造业信息化,2011(03)6高勤.电气及PLC控制技术M.北京:高等教育出版社,2002:64-88.7于振中,尤波.PLC在高压玻璃钢管组合机床中的应用J.机电一体化,2005(5):53-54.8周军主编.电气控制及PLCM.机械工业出版社,2001 9左健民主编.液压与气压传动M.机械工业出版社,199910三菱电机自动化有限公司.GX Developer Ver 8操作手册Z.11三菱电机自动化有限公司.MX Component Ver 3编程手册Z. 12三菱电机自动化有限公司.FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC系列编程手册Z.研究内容研究内容:本设计主要研究是如何将组态软件技术与PLC联系起来，实现对机械手的控制用于分拣大小形状不同的物品。设计的主要内容主要是实现如何将物品的大小形状，机械手到达的位置通过传感器转换为PCL相应的数据量，如何通过易控软件通过PLC对机械手进行移动，伸缩，抓取，松开的操作。同时熟悉各种仿真软件的应用，PLC的编程。研究计划研究计划：第一周：查阅文献，熟悉毕业设计任务第二周：查阅整理文献，撰写开题报告第三周：文献翻译第四周：总体方案设计第五周：控制系统原理设计第六周：控制系统原理设计第七周：PLC端子分配，接线图设计第八周：PLC程序设计第九周：监控软件学习第十周：监控画面设计第十一周：监控程序设计第十二周：联机调试，系统测试，程序修改第十三周：联机调试，系统测试，程序完善第十四周：毕业设计论文撰写第十五周：毕业设计论文修改、补充第十六周：答辩、总结特色与创新1. 此次控制系统用可编辑逻辑控制器实现，具有编程简单，修改容易，可靠性高等优点。2.