(第9组)机械手运行的PLC控制

1、课程实训报告课程名称： 电气控制与可编程控制器 实训题目： 机械手运行的PLC控制 专 业： 检测技术 班 级： 14检测技术 学生姓名： 王秀峰 陶巨春 杨浩然 邱自强 学 号： 指导教师： 任艳君 职 称： 教授 部 门： 机电工程学院 日 期：2016年 月 日教务处 制重庆工商职业学院课程实训报告编写规范每位学生做完实训后均应提交课程实训报告（不少于2000字）或实训作品。格式和内容要求如下：1.页面设置：纸型为A4，纵向，上、下、左、右的边距均为2厘米，行距均设置为1.25行。2.正文：(1)内容要求：（仅作参考，内容可多但不能少）实训题目实训目的电气原理（电气控制部分：含电气原理图

2、的绘制、原理图工作过程的分析等；PLC部分：含面板图的绘制和控制要求等）实训器件（电气控制部分：含各器件的结构、原理等介绍；PLC部分：含PLC的基本组成、PLC软件和PLC工作原理的介绍）详细设计（电气控制部分：含控制电路的布局图、控制电路的布线图、电路的安装与接线等；PLC部分：含I/O端口分配、PLC外部接线图、程序设计等）调试分析（详细写出调试过程，即分析各按钮按下后电路的运行状况）实训总结（含调试过程中出现的故障，如何排除故障，有哪些建议、意见、体会等）参考资料(2)格式要求：“实训题目”这一项以三号黑体居中打印，段前段后均设置为2行；“实训目的”、“电气原理”、“实训器件”、“详细

3、设计”、“调试分析”、“实训总结”、“参考资料”等标题部分均以四号黑体左起打印，段前段后设置为1行；各部分的正文部分均以小四号宋体打印，正文内的标题号用“1.”、“（1）”、“”等依次标出。重庆工商职业学院课程实训成绩评定指导教师评语：实训成绩：指导教师签字： 年 月 日机械手运行的PLC控制一、实训目的1掌握使用状态继电器、步进顺控指令实现机械手运行的编程方法。2掌握机械手运行的操作系统的接线、调试和操作方法。二、电气原理1电气原理图总体控制要求：机械手运行控制系统的面板如图1所示，工作在A点机械手抓取并放到B点。图1 机械手面板图2工作原理分析工作过程：机械手回到初始状态，SQ4=SQ2=

4、1，SQ3=SQ1=0，原位指示灯“HL”点亮，按下”SB1”起动开关，下降指示灯“YV2”点亮，机械手下降（SQ2=0）,下降到A处后（SQ1=1）夹紧工作，夹紧指示灯“YV2”点亮，夹紧工作后，机械手上升（SQ1=0），上升指示灯“YV3”点亮，上升到位后（SQ2=1），机械手右移（SQ4=0），右移指示灯“YV4”点亮。机械手右移到位后（SQ3=1）,下降指示灯“YV1”点亮，机械手下降。机械手下降到位后（SQ1=1）。夹紧指示灯“YV2”熄灭。机械手放松，机械手放松后上升，上升指示灯“YV3”点亮。机械手上升到位（SQ2=1）后左移，左移指示灯“YV5”点亮。机械手回到原点后再次运行。

5、三、实训器件该实训所需元器件有开关、行程开关、三菱FX系列PLC，所需软元件有输入继电器、输出继电器、状态继电器、定时器。（一）开关1开关的基本结构及符号如图2所示。图2 开关的结构及符号2工作原理 开关属于配电电器，用于电能的分配和小型电气设备的控制，是利用触头的闭合和断开在电路中起通断、控制作用的电器。开关电器主要包括刀开关、负荷开关、断路器、漏电保护开关和主令电器等。（二）行程开关1行程开关的基本结构及符号如图3所示。图3 行程开关的结构及符号2工作原理（三）PLC及软元件相关知识介绍1FX系列PLC硬件介绍（1）PLC的外部硬件结构 主要由主单元fx2n系列（16/32/48/64/8

6、0/128点）；特殊适配器串行通信；扩展板串行通信；储存器E-PROM/EPROM/RAM；扩展I/O使用FX2N/FX0N的扩展单元及扩展模块；特殊功能扩展模块网络/模拟量/定位控制/高数计数器组成。如图4所示。 图4 PLC部硬件结构（2）PLC的基本单元PLC的基本单元内部主要有3块电路板，即电源板（主要为plc各部件提供高质量的开关电源）、输入输出接口板（主要完成输入、输出信号的处理）以及plc板（主要完成plc的运算和储存功能），如图5所示。图5 PLC的基本单元（3）PLC的工作原理 PLC的工作原理与计算机的工作原理基本一致，可以简单的表述为，在系统程序的管理下，通过运行用户程序

7、完成控制任务。但是，计算机与plc的工作方式有所不同，计算机一般采用等待命令的工作方式，而plc采用扫描的工作方式。如图6所示。图6 PLC的工作原理2FX系列PLC的软件系统（1）plc的软件系统是指plc所使用的各种程序的集合，可分为系统监控程序和用户程序两大部分。（2）PLC的编程语言A:梯形图：梯形图编程语言习惯上又称为梯形图，是一种以图形符号及其在图中的相互关系来表示控制关系的编程语言。B:指令表：指令表语言（HL）又称为助记符语言，与汇编语言类似，它常用一些助记符来表示PLC的某种操作。C:顺序功能图：顺序功能图（SFC）常用来编制控制类程序，它包含步、动作和转换3要素。D:功能块

8、图：功能块图（FBD）编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令扥图形语言。3FX系列PLC的软元件（1）输入继电器输入继电器（X）是plc中用来专门储存系统输入信号的内部虚拟继电器，它又被称为输入映像区，它可以提供无数个动合触头，供编程使用，且编程次数使用不限。输入继电器与plc的输入端子箱连，是plc接受外部开关信号的窗口，plc通过输入端子将外部信号的状态读入并储存在输入映像寄存器中。与输入端子连接的输入继电器是光电隔离的电子继电器，其线圈，动合触头，动断触头与传统硬继电器表示方法一样，这些触头在plc梯形图内可以自由使用。（2）输出继电器输出继电器（Y）是plc中专门用来将运

9、算结果经输出接口电路及输出端子来控制外部负载的虚拟继电器。输出继电器与plc的输出端子相连，是plc像外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将plc的输出信号传送给输出单元，再由后者驱动外部负载。输出继电器既可以是线圈也可以是动合触头或者动断触头。（3）辅助继电器Plc内部有许多辅助继电器（M），每个辅助继电器有无数对动合、动断触头供编程使用。辅助继电器只能由程序驱动，其触头在plc内部编程时可以任意使用，但他不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出触头来驱动。（4）定时器1）定时器的分类及功能PLC中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可以提供无限对常开常闭延时

10、触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。2）定时器的应用A:得电延时闭合如图7所示。图7 得电延时闭合B:失电延时断开如图8所示。图8 失电延时断开四、详细设计1机械手的PLC控制I/O分配（1）I/O分配表根据机械手运行

11、PLC控制的要求，需要输出设备5个、输出设备6个，其I/O分配表如表1所示。表1 机械手的PLC控制I/O分配表（2）I/O接线图机械手运行PLC控制的I/O接线图如图4所示。图9 机械手运行PLC控制的I/O接线图2机械手的PLC控制状态转移图机械手的PLC控制状态转移图如图10所示。图10 机械手运行PLC控制的状态转移图3机械手的PLC控制软件编程机械手的PLC控制的梯形图程序如图11所示。图11 机械手运行PLC控制的梯形图程序五、调试分析程序编写完成后，讲PLC模式选择开关拨至“STOP”状态，单击“在线”“PLC写入”，将程序下载至PLC中。下载完毕后，将PLC模式选择开关拨至“RUN”状态，按控制要求进行调试，若出现故障应分析排除使之正常工作。六、实训总结通过这次的实训，我对于电动机的自动化过程有了更深的了解，学会了用控制元件来控制电机的启动和停止，了解了各类控制元件的实际应用和参数，学会了根据电机的型号对控制系统的电器型号来选择，这些都是很有实际作用的。但是在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，毕竟自己对课本和参考资料掌握不精，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不