显像管搬运机械手控制设计.docx

沈阳理工大学课程设计专用纸 NO.键入公司名称机电传动控制基础课程设计显像管搬运机械手控制设计杨艳山2010.12第十八组 题目：显像管搬运机械手控制设计搬运机械手包括：摆动缸、燕尾缸、下臂缸、吸盘升降缸、钳口合龙缸、吸盘、回转电机。每个汽缸的双向动作都有限位检测开关。控制流程如下图所示。其中“摆动到清洗机”动作执行，除了图中的前提条件外，还有“清洗机到位”的附加条件。1）完成图示所要求的控制循环。2）按停止按钮，完成当前循环后再停。3）按复位按钮，立即返回原位停止。4）要求可以实现手动、单周期、连续控制。显像管搬运机械手工作循环流程图目 录一、绪论2二、设计思路3三、PLC简介3四、硬件选择4五、硬件部分接线图5六、程序设计9七、调试分析20八、实验体会20九、参考文献21一、绪论随着社会的不断发展，科技的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。正是在这样的科技大潮牵引下，我们所学习的知识也越来越多的和先进科技接轨了。控制系统的发展已经很成熟，应用范围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。本次课程设计显像管搬运机械手控制设计通过plc控制，实现摆动缸、燕尾缸、下臂缸、吸盘升降缸、钳口合拢缸、吸盘、回转电动机的运动，以此来实现显像管的搬运工作。首先确定本次课程设计的I/O分配，然后应用PLC软件选址进行编程，通过串口通讯编译下载，在实验板上进行调试，通过开关控制程序，使小车按要求运行，最终实现显像管搬运机械手控制二、设计思路采用起保停电路来控制机械手的各个动作。给定输入信号后，按下启动按钮I4.4常开触点接通，由低电位变为高电位，中间继电器M0.1变为高电位并自保持，开始传送显像管。传送到达指定位置后限位开关I0.0接通，燕尾伸出，伸出到位后限位I0.1接通，下臂开始抬起，抬起到限位后，燕尾收回并且T37开始计时，3后系统检查燕尾是否收回，如果未收回声光报警5S，如果收回钳口合拢校正开始，钳口合拢限位、校正限位同时接通后吸盘吸显像管，钳口打开，3S后并且清洗机到位，摆向清洗机摆动到限位，并且延时3S后，燕尾伸出，转盘正转，以上动作均到达相应限位后，放下臂到相应限位，燕尾缩回到相应位置，吸盘下降放下显像管，3s后吸盘上升、摆回、转盘反转，最终回到起始位置准备下一次循环。通过单周期、连续、手动、复位等开关的控制实现题目的要求3、系统的硬件配置三、PLC简介现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量,多品种，多规格，低成本和高质量的产品，为了满足这一需求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller） 也正是顺应这一要求出现的，他是以微处理器为基础的通用工业控制装置。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。四、硬件选择1、plc的选型根据课设题目、系统输入输出的具体要求，选择s7-200系列，CPU224（CPU224基本配置：输入14个，输出10个，最多可以加7个扩展模块其中5个EM223模块，2个EM221模块）2、电动机的选择型号：Y90L-4 额定功率：1.5KW 电流满载：3.7A 转速满载：1400r/min 功率因数：0.82 效率0.82 额定电流6.5A 额定转矩2.2 最大转矩2.23、开关的选择启动、停止、复位按钮用LA18型号手动、单周期、连续开关用HZ10系列热继电器FR选择3VA50系列熔断器FU1：3NA3007-2ZFU2:3NA3003五、硬件部分接线图1、I/O接口图2、扩展接线图3、按钮布置图4、电动机接线图六、程序设计1、总体结构2、公用程序梯形图3、自动程序顺序功能图3、自动程序梯形图： 3、复位程序梯形图4、手动程序梯形图七、调试分析八、实验体会通过本次课程设计，让我更深一步的学习PLC编程方法，并学会了使用S7200编程软件。本次课程设计基本实现了机械手搬运显像管的功能。在设计之初，曾经走入误区，也曾将茫然过，可是在老师与同组成员的帮助下，我顺利的解决了遇到的问题，并达到了预想的效果。在此，要特别感谢我的课程设计指导老师老师，还有曾经帮助过我的同学。课设结束了，但是我深知，我所学习的知道还是远远不够的，通过课程设计也让我增强了学习PLC的兴趣。在以后的学习生活中，我会把这种专研精神继续发扬下去，争取学到更多有用的知识，不断丰