机械手电气控制与PLC技术课程设计报告

1、电气控制和 PLC 技术课程 设计报告 课 题 : 气动机械手班 级： 电气工程 2+2姓 名：闫仁飞烟台南山学院2010-11-13目录1课程设计目的 32机械手工作过程及控制要求 32.1 机械手的工作过程2.2 机械手的控制要求3机械手的系统设计 43.1 硬件配置3.2 I/O 地址分配3.3机械手程序设计（逻辑功能块 FC 子程序）3.4组织块0B1 （主程序）4总结 85参考文献91 课程设计目的机械手采用西门子控制技术， 大大提高了系统的自动化程度， 提高了控制系统的可靠性。 本 文跟据系统的控制要求综合运用了 PLC 技术，编程软件都气动机械手的控制系统设计进行 了研究，为机械

2、手在实际使用中控制系统的设计提供借鉴。2 机械手工作过程及控制要求2.1机械手的工作过程该机械手是一个水平、垂直位移的机械设备，其操作是将做工作台搬运到又工作台，由光耦合器VLC来检测左工作台有无工件。有工件才搬运，即使按下启动按钮，若检测到左工作台上无工件，系统也不能启动。图1是这种机械手的动作示意，其过程并不复杂，共6个动作，分3组，即上升、下降、左移、右移和放松加紧。图1机械手的动作示意图机械手全部动作由气缸驱动，而气缸又由一、相应的电磁阀控制；左移和右移分别有左移电磁阀和右移电磁阀控制，当该线圈断电时，机械手放松如图2所示。图2机械手动作的流程图2.2机械手的控制要求机械手的操作方法方

3、式分为手动操作和自动操作，自动操作又分为单操作和连续操作方式。手动操作是指用按钮对机械手的每一步单独进行控制；单周期操作是指机械手从原点开始， 按启动按钮机械手自动完成一个周期的运动后停止；连续操作是指机械手从原点开始，按启动按钮，机械手的动作将自动的、连续不断的自动循环。在工作中若安了停止按钮，机械手将继续完成一个周期的工作后。后动原点自动停止。3机械手的系统设计本系统选用西门子 S7-300PLC作为主站。通过DP通信端口和现场各个节点连接， 从现场设 备中获取数据。其中现场设备（包括机械手传感器、驱动器、执行机构、开关设备等），完成现场控制及其设备间连接控。3.1硬件配置在机械手操作面板

4、（图 3）上共有8个输入点，外加机械手上的 4个限位（上、下、左、右） 和1个工件检测，整个机械手控制系统共需要 13个输入点。PLC的输出信号和电磁阀的电磁线圈控制信号相对应，有 5个开关量输出点。图3机械手操作面板控制图本系统不需要模拟量变换及储存，系统结构经凑、体积小、处理数据和通讯能力强、功能指令丰富，并且具有PROFIBUS、MPI通信接口，易于构成现场总线系统和实现多级网络控制。3.2 I/O地址分配由于S7-300PLC是以在导轨上安装各种模块的形式组成系统，其品种繁多的PLC模块、信号模块和功能模块等几乎能满足各种领域的自动化控制任务。用户可根据使用系统的具体情况，选择合适的模

5、块。系统自行分配各个模块的地址。因此将DM321安装在4号槽，SM322安装在5号槽，将系统的I/O分别连接到S7-300PLC的输入/输出模块，形成的I/O地址分 配见表1。表1I/O地址分配表说IT信号端说4)lu.d按机IU違魏选择开关|J.下悵醍位开关瞄人繼电器山3左5手朗方式和启动J挣止H),2上融限位开关H.4H卜按忸配合便用ID.3左Bi限対咲11,5HU右职Q44I下隊(1),5fl r件光钢合解Q4hn10.6按61Q4.2u-10.7渋用翰岀那屯鏗t fi电郦ll.U曲作选择开关Q14电钱HEU单商期选择开关Q-I5原点扌&示3.3机械手程序设计（逻辑功能块 FC子

6、程序）系统主要由手动程序（单操作控制方式）和自动程序（包括连续和单周期两种方式）2大部分组成。手动方式的程序在 FCL内编辑，其梯形图程序如图 4所示。自动方式的程序在 FC10 内编辑，其梯形图如图 5所示。IIII106放松I frQ4 0)TII 知彳i图4手动控制程序梯形图1U)A)04IU.4V4.4” IHN( )Mrl(L004 410.3Q4” 1/|( ) 彳±/F1041IIMIIJ(s)nim；川沏細肚位H H( R )10 6Q4 卄QJJl屮I10.2I I102Q4 4卜10.110 1 !(1 1 Q4 tIH I-< SD ) $5T*3$ (H

7、I图5自动控制程序梯形图卜释tnr；irFiqf放松址时hnMl Wl榊标点忡3.4组织块0B1 （主程序）组织块0B1的功能主要是负责功能模块或子程序的调用，控制机械手执行手动控制还是自动控制，其梯形图如题 6所示。ihurci 于动程序1 I（ call ）单操作力式11FC10杵功程帀1 |1（ ALL ）单周期力式IL2| I I连续方戌图6机械手 S7-300主程序梯形图4总结没想到这项看起来不需要多少技术的工作却是非常需要的精力在三个星期后的今天我已明白课程设计对我来说的意义，他不仅仅是让我们把所学的理论知识和实践相结合起来，提高自己的实际洞后能力和独立思考的能力，更重要的是同学间

8、的团结， 虽然我们这次花去的时间比别人多，但我相信我们得到的也会更多！在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅者方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。通过这次机械手设计让我对这PLC的知识得到了巩固，让我我在课程设计过程中学习到了一些不了解的知识同时让我知道了现代企业在完成自动化控制中离不开PLC的控制，它可以使企业在生产的同时减少劳动力和生产成本。目前我国很多地区的企业整个生产设备还比较了落后且大部分工序都是通过人工来完成，而机械手成本比较低且操作简单很适合中小企业的发展要求但算着科技的发展我相信，所以在今天的学习和生活中我们还要不断学习和创新，只有这样才能实际出符合现代社会所需求的产品。