机械手远程监控的实现 开题报告.doc

毕 业 设 计 开 题 报 告搬 运 机 械 手 远 程 监 控 的 实 现学 院： 班 级： 学生姓名： 指导教师： 职 称： 2011 年 12 月 18 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效；2开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；3毕业设计开题报告应包括以下内容：（1）研究的目的；（2）主要研究内容；（3）课题的准备情况及进度计划；（4）参考文献。4开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于2000字；参考文献应不少于15篇，包括中外文科技期刊、教科书、专著等。 5开题报告正文字体采用宋体小四号，1.5倍行距。附页为A4纸型，左边距3cm，右边距2cm，上下边距为2.5cm，字体采用宋体小四号，1.5倍行距。6“课题性质”一栏： 理工类：A.理论研究 B.工程设计C.软件开发D. 应用研究 E.其它 经管文教类：A.理论研究 B.应用研究 C.实证研究 D.艺术创作 E.其它 “课题来源”一栏：A.科研立项 B.社会生产实践 C.教师自拟 D.学生自选“成果形式”一栏：A.论文 B.设计说明书 C.实物 D.软件 E.作品毕业设计开题报告课题题目基于高速计数器功能的圆形仓库PLC程序设计课题性质A B C D E 课题来源A B C D 成果形式A B C D E 同组同学指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名： 年 月 日专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字： 教学院长（签章）： 年 月 日附页：开题报告内容一、 研究的目的： 可编程控制器(PLC )作为控制系统的核心装置，功能强大、性能稳定可靠。在现代工业自动化生产中得到了广泛的应用。取得了理想的控制效果。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。随着生产力的发展和自动化水平的提高, 在越来越多的控制过程中需要对高速脉冲信号进行处理, 而普通的计数方式远远不能满足要求。如: PLC 中计数器的最短计数周期为程序的扫描周期, 随着系统程序增加, 则计数周期也将随之增加, 这样PLC 就无法检测到比程序扫描周期更短的脉冲信号, 造成系统出错。为此, 生产厂家为PLC 增加了处理高速脉冲的功能,即高速计数器功能。如OMRON 公司的SYSMAC A系列PLC 配有高速计数器单元C200H - CT 021,CPM 1A、CPM 2A 等箱体式小型PLC 则分配几个高速计数输入点, 用来处理高速脉冲信号。圆形仓库在实际中的应用范围很广，在工厂的生产环节以及产品的存储环节都用很重要的应用，基于高速计数器功能的圆形仓库PLC程序设计，是将PLC技术应用到圆形仓库的运行管理上，使仓库的管理实现自动化，提高仓库的运行效率。二、 主要研究内容：机械手控制主要是上升、下降、夹紧、放松、左移、右移等动作要求，实现对机械手移送工件的过程控制。根据实际需要，机械手的工作方式设置有单周期动作和连续动作。通过控制面板的相关转换开关和控制开关按钮，来决定机械手的具体动作，各个动作的到位情况由检测元件完成。然后再用组态软件对机械手的搬运过程进行监控。 根据机械手的工作需求，实现的控制程序要在可以完成正常的运转周期的基础上进行设计开发。在三自由度搬运机械手的控制系统中，我们采用了PLC技术，选用限位开关为主令检测信号，使用德国西门子公司生产的S7-200作为控制器主体。常用PLC梯形图逻辑设计方法较多，设计中我们采用流程图法，按照加工过程设计出控制系统流程图。 一般控制系统都是由若干个稳定工作状态组成，每个工作状态是由于接受了某个切换主令信号而建立的。各个工作状态用一个辅助继电器进行区分，辅助继电器的状态由切换主令信号来控制，这些切换主令信号分别来自按钮、限位开关、定时器和计数器。辅助继电器同时又是执行元件的输入变量。当控制系统的输入主令信号和执行元件确定以后，将主令信号与各自工作状态的约束条件，分别代入相应的辅助继电器逻辑方程和执行元件的逻辑方程，即可完成自动工作循环的逻辑控制。最后再考虑手动控制系统及自动循环与手动控制之间的互锁要求，即完成了全部控制系统的逻辑设计。手动操作包括上升、下降、左移、右移、夹紧和放松六个按钮输入。而自动操作主要用两种：一种是单周期操作，机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止；另一种是连续操作，机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环。在工作中若按一下停止按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。程序的设计主要是要考虑周期动作实现，也就是如何控制各个状态的转换，实现在各个阶段的控制任务。根据运转要求，在系统启动初期先判断机械手是否位于原始位置，即右极限和下极限处，如果不在则给出运转信号令其向下、向右动作到启始位置。自动程序从起始位置到达后开始进行工件的取送工作，按照动作顺序要求，依据位置检测反馈信号来控制各部分动作的启动和结束。监控软件是运用组态王组态软件开发的自动化监控软件。负责提供设备的控制方式，能进行系统的监控。监控软件提供下述功能：显示工艺流程，所有的过程数据以高分辨率图形的形式显示在监视器，搬运机械手的全部工艺过程将以图形的方式显示。即使没有经验的操作人员也能清楚的了解。系统能提供引人入胜的人机交互界面。通过这些界面，可确保操作人员对过程进行安全可靠的控制，并实现最优化生产。三、 课题的准备情况及进度计划：1毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：（包括原始数据、技术要求、工作要求以及图纸、程序、实物等要求）1. 学习西门子S7-200 PLC基础知识特别是高级指令部分。2. 熟悉PLC专用计算机编程软件STEP7-Micro/WIN32 4.0并熟练掌握。3. 上机编程练习、学习并熟练掌握PLC的高速脉冲输出指令的使用方法。4. 实地考查机械手搬运货物的动作过程，策划控制步骤。5. 程序设计，画PLC的I/O分配图。6. 在实验室模拟装置上接线、下载程序、调试运行。将所设计的程序转化成Word文件并加注解说明。7.学习并掌握组态软件的使用方法。用组态王对整个运输过程进行远程监控。8. 总结、整理，论述系统的工作过程。（具体设计内容及指标见附页）2毕业设计（论文）工作进度计划：周 次工作内容1-2周3-4周5-8周9-12周13-14周15-16周自学S7-200的基础知识，查阅相关资料，完成任务的1-2项。完成任务的第3项。完成任务的第4项。完成任务的第5-6项。完成任务的第7项。完成任务的第8项。四、 参考文献：1、谢丽萍、王占富、岂兴明主编西门子S7-200系列PLC快速入门与实践 人民邮电出版社 2010年2、胡学林主编 可编程控制器教程（基础篇）（实训篇）电子工业出版社20053、赵金荣、叶真编 可编程序控制器原理及应用 上海应用技术学院20034、易传禄主编 可编程序控制器应用指南 上海科普出版社5、王兆义主编 可编程序控制器教程 机械工业出版社6、方承远主编 工厂电气控制技术 机械工业出版社 7、钟肇新 彭侃编 可编程序控制器原理及应用华南理工大学出版社2001 8、王永华主编 现代电气及可编程技术 北京航空航天大学出版社9、汤以范主编 电气与可编程序控制器技术 机械工业出版社200410、廖常初主编 PLC编程及应用 机械工业出版社200311、SIMA