基于plc的机械手控制系统设计

基于PLC的机械手控制系统设计,姓名：毛啊敏,专业：电气工程与自动化学院电气工程及其自动化,指导老师：王允建,日期：2013-6-5,选题背景及意义：,伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制部分显得越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，这样不仅加重了工人的劳动强度，甚至于危及生命，因此机械手就诞生了。随着PLC传感技术的发展，机械手装配作业的能力也将进一步提高，更重要的是机械手的安全性高，节省人工，提高效率和质量，延长机器寿命，防模具损坏，节省原料，降低成本，从根本上改变了目前机械系统的人工操作状态。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能性和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域中有着广阔的发展前景。用机械手可以代替人从事单调重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化,也可代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，从而保证人身安全。,系统设计的构思,首先了解系统的工作过程和控制要求，确定系统的各组成部分；然后通过控制方案的对比选择PLC控制系统，接着统计输入输出I/O，确定选择S7-200PLCCPU226型号，其次选择其他部件配合构成整个机械手控制系统，如液压系统，电磁阀等，画出机械手控制系统电气接线图如图（a）所示；接着由工艺过程画出工作过程流程图如图（b）所示，最后写出梯形图。下面通过软硬件结合及图（a）（b）来具体描述一下机械手的整个工作过程： 首先闭合开关QS，220VAC送入S7-200PLCCPU226中，接着按下自动启动按钮I0.0，自锁信号SM0.0置位，主程序调用子程序SBR_0,再按下液压启动开关I1.6，当传送带传送工件到位时，工件到位检测限位开关I1.5闭合，继电器输出信号Q0.5置位，继电器触点KM闭合，电动机带动液压泵使整个液压系统开始工作，此时机械手处于高位、左位，子程序SBR_0开始启动。,此时下降电磁阀通电，即Q0.0置位，机械手开始下降（下降期间上升电磁阀不能通电实现互锁），当机械手下降到位时，低限位开关I0.5闭合，由于机械手处于左位，即左限位开关I0.6闭合，下降电磁阀断电，即Q0.0复位，同时夹紧电磁阀通电，即Q0.4置位，机械手处于夹紧工件状态（加紧期间上升电磁阀不能通电）并延时，延时5S时间到，上升电磁阀通电，即Q0.1置位，机械手开始上升（上升期间下降电磁阀不能通电），上升到位时，高限位开关闭合，即I0.4闭合，则上升电磁阀断电，即Q0.1复位，同时右移电磁阀通电，即Q0.2置位，机械手开始右移（右移期间左移电磁阀不能通电），当机械手右移到位时，右限位开关I0.7闭合，由于机械手处于高位，即高限位开关I0.4闭合，右移电磁阀断电，即Q0.2复位，同时下降电磁阀通电，即Q0.0置位，机械手开始开始下降（下降期间上升电磁阀不能通电），当机械手下降到位时，低限位开关I0.5闭合，由于机械手处于右位，即右限位开关I0.7闭合，下降电磁阀断电，即Q0.0复位，同时夹紧电磁阀断电，即Q0.4复位，机械手处于放松工件状态（放松期间上升电磁阀不能通电）并延时，延时5S时间到，上升电磁阀通电，即Q0.1置位，机械手开始上升（上升期间下降电磁阀不能通电）,上升到位时，高限位开关闭合，即I0.4闭合，则上升电磁阀断电，即Q0.1复位，同时左移电磁阀通电，即Q0.3置位，机械手开始左移（左移期间右移电磁阀不能通电），当机械手左移到位时，左限位开关I0.6闭合，由于机械手处于高位，即高限位开关I0.4闭合，左移电磁阀断电，即Q0.3复位，同时单动方式下自锁信号复位，以阻止单动启动。至此，