基于plc控制的分拣机器人设计-软件设计

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文基于plc控制的分拣机械手设计—软件设计摘要为满足生产需求，设计一款以固定程序抓取，搬运物件的机械手，来取代人力，减少生产成本，加快生产速率。因考虑到功能，经济以及操作难度上的种种因素，选择设计由plc控制的分拣机械手。利用plc程序，使各电磁阀动作，以气压传动为驱动方式，改变气缸，配合极限位置的限位开关，准确而又循环的连续操作实现。同时为方便检测程序以及模拟监控机械手工作，用组态王工程配合组态变量，组成组态画面，做出监控系统界面，监控模拟机械手工作。在结构设计，监控界面，plc程序都完成后进行的离线模拟调试，证实该机械手能达到设计所预期的效果。关键词：机械手；plc；气动；组态王PLC-basedcontrolsortingmanipulatordesignlAbstractInordertomeettheneedsofproduction,amanipulatorisdesignedtograspandcarryobjectsinafixedprocedure,whichcanreplacemanpower,reduceproductioncostsandspeedupproduction.Consideringvariousfactorsoffunction,economyandoperationdifficulty,wechoosetodesignthesortingmanipulatorcontrolledbyPLC.ByusingthePLCprogram,thesolenoidvalvesareoperated,thepneumatictransmissionisusedasthedrivingmode,thecylinderischanged,thelimitswitchatthelimitpositionismatched,andtheaccurateandcycliccontinuousoperationisrealized.Atthesametime,inordertofacilitatethedetectionprogramandtheworkofthesimulationmonitoringmanipulator,theconfigurationscreeniscomposedwiththeconfigurationvariablesofKingviewprojecttomaketheinterfaceofthemonitoringsystemandmonitortheworkofthesimulationmanipulator.Afterthecompletionofthestructuredesign,monitoringinterfaceandPLCprogram,theoff-linesimulationdebuggingprovesthatthemanipulatorcanachievethedesiredeffect.Keywords:manipulator;plc;Pneumatic;Kingview目录1绪论 绪论1.1引言经济社会的快速发展及信息技术的不断提升，使得国内工业自动化水平得到显著提升，工业现代化的发展步伐越来越快，在实际生产过程中，工业操作系统的机械化和自动化已成为工业发展的一大课题。提高劳动生产率，减少体力劳动，国家工业的机械化程度对国家生产力起着极其重要的作用。现代工业中，工业机械臂在工业化过程中起到至关重要的作用，越来越受到先进工业国家的重视，我国也投入了大量的人力和物力资源来研究工业机械臂的应用。一般来说，工业机械手是一种姿态模拟器。根据给定程序的特点，将推进电路和控制功能作为自动位置调节器，尤其在工业生产中，工作环境受到限制。作业中心往往需要高温高压、周边环境恶劣的作业因素，甚至有可能出现化学腐蚀较好的浆液。有毒物质、超长，是危害工作安全的一种不良形态。因此，工业机械系统在现代工业中的广泛应用，不仅可以克服不利的后果，因为外界忽略了环境，也是提高生产过程自动化的有效途径。在实际应用中，工业机器人在工业生产中的使用改善了工人机械师的工作条件，大大提高了劳动生产率，进一步加快了现代工业生产的机械化和自动化。因此，工业机械手已经成为一种工业自动化设备，工业生产，甚至适用于不同的行业。1.2研究现状及发展1.2.1机械臂的研究现状及发展趋势在主要应用场景中，机械手被广泛用于拆卸、照明、涂装机床和锻压机床。这可以在规定的阶段完成。然而，他们往往缺乏接受反馈和对外部变化作出反应的能力。如果零件有偏差，甚至机器手本身也会损坏。目前，工业机械手的使用范围不断扩大，并在技术水平上不断扩大。但由于时间较短，它的理解还比较有限，考虑到它的技术成熟还需要一个目标过程：逐步扩大，提高技术性能。1.2.2PLC控制系统的研究现状及发展趋势PLC是一种在20世纪80年代开发的新电子设备，随着集成电路等微电子技术的发展，SPS从最初的宏处理器转变为由16位和32位微处理器组成的PC。plc具有强大的功能，控制速度、速度等，体积小，成本低，易于编程，易于修改。工业生产过程的自动控制。近年来，随着输入-输出接口、通信网络、数据处理和图像映射技术的不断发展，PLC逐渐成为工业生产自动化的重要标志，使其更广泛地应用于连续过程。经过几十年的研究，PLC国内企业的技术发生了变化，但在实际应用中，人们更喜欢选择国外产品。近年来，总体而言，plc技术的应用范围扩大的趋势，加上技术能力的提高和产品功能的提高，导致了控制方面的独特优势和趋势的形成。1.3课题主要研究内容1．选择合适的PLC为西门子S7-200PLC。2．设计PLC程序的编写。3．根据课题需要，进行组态动画模拟。2机械臂结构与控制系统分析2.1机械臂结构机械手的主要作用是用机械手抓取工件，用手抓取工件，用手腕抓取工件。根据角色扮演的原则和所设计的优化平台的具体控制要求，使用了机械手仿真工具。手指末端的物体被拦截。在一个孤立的地方，具体的动作是基于手的驱动元素和驱动源有效地匹配现实。2.2控制要求本文重点围绕利用编程控制器PLC实现对工业机械臂进行控制这一内容开展具体研究，在机械手操作过程中，进行手动、半自动和全自动控制。图2.1为全机械手整体控制系统。图2.1机械臂整体控制系统框图本课题的主要目的是利用PLC软件将工业机械手应用于工业生产。手动、半自动、全自动控制机械手操作过程的机械手系统控制。本工作的主要目的是开发工业用手的硬件和软件，以及导航系统、驱动程序和管理系统。3可编程序控制器（PLC）的概况3.1PLC的产生和特点及其发展动向3.1.1PLC的产生自20世纪20年代以来，各种继电器、定时器、接触器及其触点在逻辑上相互关联，控制着各种生产设备，现称继电器接触器控制系统。结构简单、易懂、价格低廉可以满足一定的控制要求，因此，在工业控制领域中，该技术得到了广泛的应用，并一直处于主导地位。然而，应答器控制系统的缺点是，原来的电线和轮子时将替换设备规模大、可靠性低，慢动作，低功能，复杂的功能，复杂的控制，特别是当系统是由复杂的逻辑连接的，复杂的电缆，生产过程或设施将会改变。因此，可访问性和灵活性的效率较低。20世纪60年代末，美国汽车工业处于激烈的竞争状态，汽车制造商的新车型不断更新，生产线的控制系统发生变化，整个系统重新进行了布局。1968年通用汽车公司公开招标，为了消除现有应答机管理系统的局限性，适应市场过热的竞争要求，并满足具体的管理要求，对车辆的措词如下。1．编程简单，可在现场对程序进行修改2．于维护和使用插件。3．比继电器控制装置更可靠4．比继电器容量小5．数据可以直接传送到控制计算机6．成本可以与继电器轮竞争。7．输入可超过150V8.出口到通讯115v，音量超过2a，可直接控制接触器、电磁阀等9.在展开时尽量减少对原始系统的更改，用户的内存可以增加到至少4KB。10．指标的基本要求是用软线技术[编程]代替硬线技术，由继电器控制，实现大规模的过程控制。3.1.2PLC的定义1987年美国国际电子商务专员(IEC)是理解为“顺序控制器编程”:工业发展顺序控制器编程的数字电子系统环境中，存储执行逻辑计算，计算顺序，时间、用户指令存储和算术运算函数和控制不同类型的机器和过程在生产过程中通过数字或模拟的输入和输出。载波控制器的设计必须遵循易于集成到工业管理系统和易于扩展功能的原则。定义应强调PLC的直接使用和工业气候，具有较大的抵抗力，适应性广，覆盖面广。这也是一个重要的区别，从一般的计算机控制系统。该定义还强调PLC是一种“电子数字操作系统”，是为工业环境设计的工业计算机。工业计算机以“面向用户的指令”编制程序，操作简单。数字体函数和I/O模拟可用于逻辑计算，串行计算，定时，内存和算术运算。“和行业管理系统”。3.1.3PLC的特点1.抗干扰PLC吸取了厂家在电子电路、机械结构、软件结构等方面的生产控制经验，以大型集成电路和超大规模集成电路为主要模块。I/O系统由通道和信号调制完全保护。针对热稳定性、潮汐稳定性、尘埃、地震等的结构考虑，具体措施如下:(1)隔离：这是防止干扰的主要措施之一。PLC的输入和输出接口电路通常采用光耦合器来传输信号。光电绝缘能有效抑制外部干扰源对PLC的影响，防止外部电路与内部电路之间的电耦合，同时防止外部连续高压连接，减少故障。(2)滤波：为了有效抑制高频干扰，在PLC线路和输入/输出端安装了多个滤波电路。(3)为了减少外部干扰，还介绍了屏蔽、调压、保护等保护电能质量的措施。此外，为了避免能源之间的干扰，使输入和输出界面的能量相互独立。(4)电路、环境测试与诊断、看门狗，安装在内部，故障或时间超过表中的循环(WDT)时立即启动报警，以保证处理器的稳定运行。(5)定期使用系统软件实现系统状态、用户程序、工作环境和故障检测并采取措施保护和恢复信息。(6)电池保留用户程序和动态数据，防止断电时丢失状态或信息。(7)适用于恶劣环境下的包装、防尘、密封。(8)基于集成电路的元件内部加工不依赖于机械触点，从而保证了高可靠性。循环扫描周期也提高了室内电阻。2．简单而通用的管理结构PLC和外围模块可以方便地集成到不同的管理系统中，根据不同组件的大小和要求灵活地组合到各种控制系统中。3．可编程PLC是一种面向用户的设备。PLC的设计充分考虑了国外技术专家的技能和习惯，制作了PLC程序、图形梯度或简单的工业控制指令形式。与梯度图一样，编程语言的现象直观，不需要专门的计算机知识和语言，有一定的电学和技术知识的人可以在最短的时间内学会。4．功能PLC的输出/输入是完整有效的，可以适应任何形式的开关和输入/输出模拟。PLC具有时序、计算机、主控继电器、移位寄存器、中间寄存器等多种控制功能。微处理器可以很容易地执行许多功能，如延迟、锁定、比较、跳过、强制I/O、逻辑功能、操作、数字转换和串行控制，以及模拟计算、显示、跟踪、打印和报告。5.设计、施工、调试周期短为了完成继电器接触器的控制设计，必须根据工艺要求绘制电路图，然后绘制继电器的位置和连接电路。PLC控制，因为一个完整的集成项目，模块结构和产品特点，只有基于性能，选择装配能力，等等，一系列特定的项目之前完成PLC，减少开发周期，以便设计和施工同时进行。6.体积小，维护简单PLC体积小，重量轻，安装方便。PLC的输入/输出系统可以直接反映现场轮胎信号的变化状态和多个控制系统的运行状态。7.简化网络实现PLC可与强大的网络系统连接。3.1.4PLC的发展趋势PLC的发展趋势是集成度高、容量小、容量大、速度快、方便、生产率高。这在以下方面特别明显:1.向小型化、专业化、低成本发展随着微电子技术的发展，新设备的容量有了很大的提高，价格也降低了，而且PLC的结构也变小了，这是一种易于使用的固体包装书的尺寸工作。PLC的功能不断扩展，原来只能用于大中型PLC的部分功能被改为小型PLC。2．产能大，发展快大型PLC使用多个微处理器，有的使用32位微处理器同时处理多个任务，从而提高处理速度，特别是流量管理和数据处理能力。此外，内存的数量也显著增加。3．开发智能I/O模块智能I/O模块是一个基于内存的微处理器和功能组件，允许处理器与主处理器并行工作，它在主处理器上花费更少的时间，并有助于提高PLC的扫描速度。4.取代基于计算机的软件程序员随着电脑的普及，越来越多的用户使用个人电脑软件。该软件可以对硬件结构和参数进行设置，如PLC硬件控制系统的配置、各帧中各插槽的模块模型、各顺序路径的模块设置和参数等。5．编程语言标准化硬、软PLC结构是封闭的，PC机不开。对于CPU模块和I/O设备，不扩散是由制造商决定的。PLC编程语言也不符合指令系统的功能和表达式，因此多个厂家的可编程控制器不兼容。为了解决这个问题，ECE开发了一个标准的软件控制器。该标准由五种编程语言组成，允许程序员在一个程序中使用多种编程语言，因此，编程人员可以为特殊任务选择不同的语言。6．PLC通信PLC通信网络的功能是与个人计算机等智能设备共享数字信息，实现系统集成、分布式控制和集中控制。7.配置及PLC软件个人电脑是低成本的，具有强大的数学计算、数据处理、通信和人机交互功能。8．快速处理器操作目前，PLC的处理速度慢的电脑，而处理器只有80486，在未来，完全使用64位RISC芯片和生成不同的模块，使用多个处理器，部分处理或充电时，一些系统程序也可以测量阵列，从而提高处理速度的PLC纳秒。3.2PLC的系统结构和基本工作原理3.2.1PLC的系统结构C语言的基本结构和输入输出控制部分组成。PLC各部分的作用如下。1．中央处理器目前，PLC的处理速度很慢，CPU是80486，和未来将完全处理CPU使用64rRISC芯片，通过其余的CPU的处理，和孩子的处理，各种模块的情报，和一些系统程序PLC固体门阵列电路直到戛纳秒速度增加。目前PLC具有种类繁多的功能和指令系统，以微处理器为中心的各种东西，其控制类似于计算机的硬件结构，这与工业专用计算机的基本工作原理相同，它的结构。CPU包括主中央处理器、RAMRAM和ROM、I/O接口电路和电源、I/O扩展接口、外部设备接口。总线结构数据和指令的内部传输。PLC输出控制系统，PLC数量PLC数量，输出到外部开关信号，模拟输入信号作为PLC的输入信号，PLC外部输入边缘，外部控制外部设备，输出输出作为PLC。它具有PLC输出的基本结构。CPU由控制器和操作两部分组成。它具有执行运算和逻辑运算的功能，称为算术运算设备。控制器的作用是整个组织的每个组成部分的计算机控制的工作和命令ram的主要功能。他的重要职责如下。(1)诊断用PLC电源、内部电路运行状态、编程语法错误。(2)发货状态和数据从采集字段输入，发送到PLC的寄存器。(3)按照订阅程序读写指令到存储器，解释编译顺序，执行各种指令执行的计算和操作。(4)存储处理的结果被发送到寄存器。2．内存PLC存储器大致分为两部分。大多数系统存储系统将数据存储在系统管理员、显示器和系统中。第二种是用户内存，包括用户程序存储和工作数据存储。3．I/O接口电路PLC通过I/O接口电路实现与外围设备的连接。输入接口接收来自PLC输入端的现场输入设备的控制信号，并将数字信号转换为可由CPU发送和接收的数字信号。4．电源将PLC的电源转换为直流电源电路和电源模块，供满足PLC要求的CPU、内存、I/O接口等内部电路运行所需。5.输入I/O接口如果主机单元中的I/o点与I/o点不匹配，则I/o扩展单元可以通过此接口通过一根扁平电缆连接到主机单元。3.2.2PLC的基本工作原理PLC采用环形扫描系统。为每一个过程中，CPU从第一个指令，执行第一个指令执行周期的循环扫描程序指令的顺序，如果没有找到跳转指令，它返回后第一个指令调度时，称为扫描周期，每个周期。1.输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描所有输入端口，读取状态并将其写入输入状态寄存器。当完成时，关闭输入端口并移动到程序执行阶段。2．流程执行流程在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，将相应的逻辑操作结果按一阶顺序存储在相应的内部子寄存器和输出状态寄存器中。3．重新安排输出程序当所有指令执行完毕后，输出状态寄存器的内容依次发送到输出锁电路，输出为恒定输出，驱动相应的可执行模块运行，形成PLC的实际输出。,显然，扫描周期的长度取决于进程的大小。扫描周期越长，响应速度越慢。因为I/O刷新在每个扫描周期只执行一次，即，PLC每扫描周期只更新一次I/O状态寄存器，系统存在输入/输出延迟现象，在一定程度上降低了系统的响应速度。当输入变量在I/O更新过程中更改时，输出在扫描过程中更改。相反，如果在此更新之后更改了输入变量，则扫描输出不会更改，并且仅在下一次I/O更新期间更改输出。这就充分利用了传统的开关控制系统，不仅对系统不利，而且还提高了系统的干扰能力。由于输入采样只在引入刷新阶段执行，所以PLC实际上在大部分工作周期中都与外围设备隔离。干扰发生在工业领域，由于脉冲、时间短、系统响应慢，且在多个扫描周期内只响应一次，瞬时干扰引起的误操作大幅减少，系统的干扰能力得到提高。然而，在控制时间和响应速度较高的系统中，需要精确的编程，如果需要，还可以使用特殊的特性来减少由于扫描周期引起的响应延迟等副作用。3.2.3PLC的主要功能1．状态控制功能条件测试用于控制开关、序列和其他SPS或非指令。2.时间/计数控制功能时间/计数控制功能，定时器和命令，逻辑控制器的程序逻辑，信号传输的时间和时间或特定的运动，替代帐户控制。3．数据处理所谓的数据处理功能是指SPS可以执行传输、比较、移位、数字转换和算术运算、逻辑运算、解码等操作的操作4．检查阶段阶段控制功能是指使用分步指令来控制多个加工过程。只有在最后一个过程完成后，才能控制下一个过程，而不是一个分步铁控制器。5．A/D和D/A转换功能功能a/D转换-模组a/D/a在模拟和数字之间的转换。6．运动控制功能交通控制功能是指利用高速计数器模块和位置控制模块来控制多个轴的运动。7．制程检验过程控制-闭合控制物理参数，如温度、压力、速度、流量等。管理是通过PID控制或PLC模块实现的。8．扩展功能扩展功能是通过连接扩展I/O模块来增加输入和输出分数，)扩展单元I/O这将通过增加不同的知识单元和特殊的功能单元来加强SP的管理功能。9．远程I/O远程I/O功能是指各种I/O设备、输入输出信号与PLC中央计算机之间的远程连接10．沟通的原因通信网络的功能是通过连接SPS、SPS和超级计算机完成复杂的大型系统管理来获取远程控制的输入/输出或数据交换。11．监控功能SPS监控系统记录报警和系统异常情况的状态和过程，并自动停止工作或定时器。设置和更改计数器和其他值，或强制I/O联机控制程序。3.2.4PLC的应用设计步骤SPS控制表明它的控制是一个程序，在程序计划中，即在一个特定的时间范围内，需要大量的工作时间。SPS方案的规划可分为以下六个阶段:1．确定控制系统的必要措施和实施程序。2．设置输入/输出设备，以确认哪些外围设备发送SPS信号，哪些外围设备接收SPS信号。分配了SPS的输入和输出。3．PLC编程，绘画。图栏以正确的顺序显示了所有必要的功能和连接。4.通过计算机直接对PLC主机进行编程。5.调试器模拟和位置。6．程序终止。当然，在开发PLC控制系统时，首先要确定系统需要哪些输入和输出数据，然后根据需要建立不同控制措施和不同控制设备之间的关系。在控制元件之间编程的第二步——设备的输入和输出分配。通过对输入点、输出点、内部辅助继电器、定时器、PLC计数器进行分配，可以绘制出PLC程序的基本框架。当绘制基本图时，应该注意任何从左边开始的逻辑线，它应该在继电器或定时器控制台上结束而不是真正的开关。绘制完成后，直接输入计算机编程软件，安装到pls的调试修改模型中，这就是整个编程过程。4程序设计4.1编程软件STEP7--Micro/WIN概述STEP7micro/win软件是基于Windows的应用程序。它是由西门子公司为S7-200系列PLC开发的。他有很强的功能。它主要用于开发用户控制软件和监控用户实时程序的生产力。这是一个为西门子S7-200用户开发的工具。目前国内有一些应用可以在全国用户界面下运行，方便用户使用。操作主界面如图4-1所示。4.1.1STEP7-Micro/WIN简单介绍连接STEP7micro/win，点击两次STEP7micro/win图标，或决定启动>Lionel>STEP7micro/win4.0myerror。如图4.1所示，STEP7…windows项目提供了一个程序管理来创建一个合适的工作场所。面板工具是按钮，使用我的命令，以确保工具栏显示或隐藏。导航栏提供了将在不同的funcmicro/win中访问STEP7的符号组。程序树命令程序显示所有的项目和工具。您可以从命令树程序中使用单独的工具，或者双击作为一个或多个工具，将当前位置光标插入编辑器。程序的内容编辑器的逻辑和局部调整的比例可以分配时间给局部改变的一个字符。子程序和流产带在程序编辑器中标记。在窗口中按下子例程的这个选项卡，中止程序并基于我的程序。边界STEP7microwin/提供了三个编辑器:为manager图创建agent，乐观表和table21format*u22方框图，虽然有一些限制，但在这种情况下，编辑器可以广泛使用wizardgraphagent语言。图4.1编程软件STEP7--Micro/WIN主界面4.1.2梯形图语言特点梯度图形是最常用的图形编程语言，被称为SPS的第一编程语言。梯度就电子面板。他有直觉，明显的优势。这家工厂的电工很容易操作。这特别适用于开关的逻辑控制。图通常被称为图或程序。莱特编程是一种编程语言，它使用莱特的图形符号来描述程序。用编程语言和赖特程序来描述程序。编程语言使用因果关系来描述事件的条件和结果。每一步都是因果关系的背景。在事件描述的腹股沟左侧，事件的结果在后面。编程语言是最常用的编程语言。这是来自继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气工程师对继电器的控制逻辑更为熟悉。因此，这一逻辑所绘制的基本图是流行和广泛使用的。编程语言功能如下:(1)根据电气控制面板，直观合适;(2)根据继电器的可用逻辑控制，更容易掌握和学习电气技术;(3)与主继电器的逻辑不同，导体图中的能量流不是实际电流，内部继电器也不是实际继电器。因此，继电器的使用应区别于原始逻辑控制能力的相关概念。(4)bulestrom和Buruma之间有一个单独的关系，这对其他语言。4.1.3STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置）在这个项目中，SPS必须正确地与计算机通信。安装好STEP7micro/win编程软件，设置好硬件后，可以按照以下步骤进行通信调整。(1)当STEP7micro/win运行时，点击通信图标或从视图菜单中选择通信选项，将出现通信对话框(如图4-2所示)。图4.2通信参数设置(2)双击对话框中的PCI电缆图标，将出现pg/PC接口对话框或直接点击“查看”栏中的“pg/PC接口”。如图4-3所示。图4.3PG/PC接口对话框(3)点击“属性”按钮，弹出“接口属性”对话框，确保各参数属性正确，传输速率默认值为9.6kb(见图4.4)。图4.4通信参数设置4.2程序流程图如图4.5所示，程序流程图。图4.5程序流程图4.3程序说明4.3.1启动程序块如图4.6所示，当按下启动按钮后，且停止按钮断开，那么输出运行指示灯Q0.7开始工作，并且自锁当前电路。图4.6启动程序块4.3.2传送带工作如图4.7所示，当输出继电器Q0.7接通后，辅助继电器M1.0工作，那么对应的实际输出点Q0.0工作，且程序连续复位以辅助继电器M1.1连续15个位。图4.7传送带工作程序块4.3.3机械手下降程序块如图4.8所示，当运行指示灯Q0.7接通后，且程序检测到当前有物体到达到A点指定位置后，这个时候辅助继电器M1.2接通，触发机械手进行下降一个动作。图4.8下降程序块4.3.4夹紧程序块如图4.9所示，当气缸下降到位后，程序自动让夹紧气缸动作，这样进行一个夹紧的动作，让当前物体被机械手夹紧。图4.9夹紧程序块4.3.5右移程序块如图4.10所示，当系统检测到当前机械手夹紧后，且也上升到位后，程序执行机械手右移，当进行到右移后，机械手下降进行一个放件动作。图4.10右移程序块4.3.6机械手放件如图4.11所示，系统检测到当前机械手在右边且下降到位后，自动打开夹紧气缸，让当前物体自动打开，这样物体就放入到右边的B的流水线，然后当前机械手按原路返回的动作继续循环动作。图4.11机械手放件程序块4.4语句表ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork1//自动运行指示LDI0.0OQ0.7ANI0.1=Q0.7Network2//传送带A运行//自动启动，无动作步骤，执行传送带A运行LDQ0.7AW=MW1,0SM1.0,1RM1.1,15Network3//传送带A检测到物体到位，停止传送带A运行，//开始执行检测物体合格否LDI0.7AQ0.7AM1.0SM1.1,1RM1.0,1Network4//最少检测时间，假设为1秒LDQ0.7AM1.1AI0.7TONT40,10Network5//读取成功启动机械手//读取失败启动剔除LDQ0.7AM1.1AI0.7AT40SM1.2,1RM1.1,1Network6//下降到位执行夹紧LDI0.4AQ0.7AM1.2SM1.3,1RM1.2,1Network7//夹紧时间LDM1.3AQ0.7TONT42,10Network8//夹紧时间到，执行左端上升LDT42AQ0.7AM1.3SM1.4,1RM1.3,1Network9//左端上升到位，执行右移动LDI0.3AQ0.7AM1.4SM1.5,1RM1.4,1Network10//右移动到位，执行右端下降LDI0.6AQ0.7AM1.5SM1.6,1RM1.5,1Network11//右端下降到位，执行释放LDI0.4AQ0.7AM1.6SM1.7,1RM1.6,1Network12//释放时间LDM1.7AQ0.7TONT43,10Network13//释放时间到，执行右端上升LDT43AQ0.7AM1.7SM2.0,1RM1.7,1Network14//右端上升到位，执行左移动,右传送带A运行LDI0.3AQ0.7AM2.0SM2.1,1RM2.0,1AI1.0SM3.1,1Network15//左移动到位，循环执行LDI0.5AQ0.7AM2.1SM1.0,1RM2.1,1Network16//传送带A运行LDM1.0AQ0.7ANI0.7=Q0.0Network17//传送带B自动运行到检测到物体//假设运行10秒，自动停止LDM3.1AQ0.7TONT44,100AT44RM3.1,1Network18//传送带B运行LDM3.1AQ0.7=Q0.1Network19//上升LDM1.4OM2.0AQ0.7ANI0.3=Q0.2Network20//下降LDM1.2OM1.6AQ0.7ANI0.4=Q0.3Network21//左移动LDM2.1AQ0.7ANI0.5=Q0.4Network22//右移动LDM1.5AQ0.7ANI0.6=Q0.5Network23//夹爪打开夹紧LDM1.3OM1.4OM1.5OM1.6AQ0.7=Q0.6Network24//A传送带产品计数LDI1.0EU+I1,VW0Network25//B传送带产品计数LDI1.0EU+I1,VW2Network26//急停复位输出LDI0.2RQ0.0,8END_ORGANIZATION_BLOCK4.5程序仿真4.5.1启动程序块如图4.12所示，当按下启动按钮后，且停止按钮断开，那么输出运行指示灯Q0.7开始工作，并且自锁当前电路。图4.12启动程序块4.5.2传送带工作如图4.13所示，当输出继电器Q0.7接通后，辅助继电器M1.0工作，那么对应的实际输出点Q0.0工作，且程序连续复位以辅助继电器M1.1连续15个位。图4.13传送带工作程序块4.5.3机械手下降程序块如图4.14所示，当运行指示灯Q0.7接通后，且程序检测到当前有物体到达到A点指定位置后，这个时候辅助继电器M1.2接通，触发机械手进行下降一个动作。图4.14下降程序块4.5.4夹紧程序块如图4.15所示，当气缸下降到位后，程序自动让夹紧气缸动作，这样进行一个夹紧的动作，让当前物体被机械手夹紧。图4.15夹紧程序块4.5.5右移程序块如图4.16所示，当系统检测到当前机械手夹紧后，且也上升到位后，程序执行机械手右移，当进行到右移后，机械手下降进行一个放件动作。图4.16右移程序块4.5.6机械手放件如图4.17所示，系统检测到当前机械手在右边且下降到位后，自动打开夹紧气缸，让当前物体自动打开，这样物体就放入到右边的B的流水线，然后当前机械手按原路返回的动作继续循环动作。图4.17机械手放件程序块5监控系统的设计5.1组态软件简介软件集团King-计算机软件，北京亚洲科技公司开发，1991年。它可以安装在任何windows系统;工程师可以使用它进行二次开发，因为它需要较低水平的工程师技术知识，而且与Java不同，不需要培训用于开发的集体启动软件。在本程序中，我使用了乘员上层状态的软件，以便从上层状态获取设备当前运行的信息，使设备能够进行远程监控，从而实现远程控制功能。5.2监控系统的设计5.2.1组态王的通信参数设置PPIS7-200编程电缆被设计成允许计算机和CPU模块之间的通信。由于使用了第一个通信接口，所以在项目浏览器设备文件中单击两次COM1图标，并将按钮速率设置为19200位/秒，如图5.1所示。图5.1串行通信接口参数设置点开组态王外部接口COM后，用鼠标双击右边空白处，然后系统自动弹开新建通信设备，然后我们选择相应的PLC,例如西门子200PLC，然后通选择通信方式，一般是PP1，然后填写PLC地址，一般2，然后点确定，最终完成组态通信部份的设置。图5.2通信协议的设置5.2.2新建工程与组态变量打开configurationking图标，创建一个名为“project”的新项目，双击新项目打开项目浏览器，点击“projectbrowser”数据字典。系统定义的存储变量出现在正确的工作空间中。在下面的新图标上单击两次，然后打开definevariable对话框(参见图5.3)，开始定义输入和输出变量。所有变量都具有相同的结构(参见图5.4)。图5.3定义变量对话框5.2.3组态画面（1）创建一个新图像打开王工程配置浏览器的图标，在工作区域打开一个新图标，系统会自动打开一个新的图像对话框，输入名称，点击“确定”进入王配置开发系统。(2)新的配置打开工具箱，根据设计要求使用它，创建一个美丽的图像。(3)写出国王要求的程序打开“王工程”配置浏览器窗口。“文件”、“命令语言”、“应用程序命令语言”用于程序编写。(4)组件的配置打开Kingconfigurationtoolkit的组件，并根据需要填写相关的变量连接。图5.4数据词典中的变量列表当它与外部智能计数器、PLC等连接时，将数据输入到一些变量中，大大提高了数据传输的简便性;配置指示器之后，它被用来显示系统的工作状态。5.2.4监控系统界面在本系统中，根据需要共开发了1个界面，可以进行简单的动画模拟，这样就可以发现我们当前设计的程序有没有错误，如果有，就可以及时更改。图5.5监控界面5.3组态程序//***************复位if(\\本站点\复位==1)\本站点\上升标志B=0;\\本站点\皮带传动=0;\\本站点\原位=1;\\本站点\夹手角度=0;\\本站点\下降标志A=0;\\本站点\放松标志=0;\\本站点\向左标志=0;\\本站点\向右标志=0;\\本站点\物块上下=0;\\本站点\皮带传动指示灯=0;\\本站点\皮带物块定位A=0;\\本站点\皮带传动B=0;\\本站点\皮带物块定位B=0;}//***************启动if(\\本站点\启动==1){\\本站点\启动=0;}\\本站点\左到位=1;if(\\本站点\向右标志==1){\\本站点\气缸左右=\\本站点\气缸左右+5;\\本站点\物块左右=\\本站点\物块左右+5;\\本站点\左到位=0;\\本站点\上到位=1;\本站点\物块左右>335&&\\本站点\物块左右<430)\\本站点\皮带传动B=1;else\\本站点\皮带传动B=0;if(\\本站点\皮带传动==1||\\本站点\皮带传动B==1)\\本站点\皮带传动指示灯=1;\\本站点\皮带传动指示灯=0;//*****************皮带物块定位if(\\本站点\物块左右==90&&\\本站点\物块上下==0)\\本站点\皮带物块定位A=1;else\\本站点\皮带物块定位A=0;if(\\本站点\物块左右==330&&\\本站点\物块上下==0)\\本站点\皮带物块定B=1;else\\本站点\皮带物块定位B=0;参考文献[1]程周.电气控制与PLC原理及应用.电子工业出版社.2017年.[2]陈洁.现代PLC控制技术与发展.精密制造与自动化,2018(04):48-49.[3]付婷.基于S7-300PLC的商场恒温控制系统设计.

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基于S7-200PLC的模糊神经网络算法设计.

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S7-300型PLC在全自动在链阳极钢爪校直机中应用.

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数控技术的现状及发展趋势.

机械工程师.2018(01).[12]王阿根,电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社.2017.[13]GuodongZhang,RuiminQi.ThePLCControlofSix-AxisManipulatorBasedonS7-200[A].20166thInternationalConferenceonMachinery,Materials,Environment,BiotechnologyandComputer(MMEBC2016).2018[14]KongJiali,NingTingzhou,ZhangWeiwei.

DesignofGripperforSpecialManipulatorofMilkMachine.Proceedingsof20186thInternationalConferenceonMachinery,MaterialsandComputingTechnology(ICMMCT2018).2018.谢辞本次毕业论文的完成过程，是对我整个大学时光的学习的总结和升华。整个毕业设计与论文的过程算是跌宕起伏，充满了意外。从19年刘娜老师通知我们准备选题，到组成答辩小队，最后确定选题。中间开过好多次会，从小组内部，到老师建议，一直到了2020年2月份，重新分组，重新确定选题，并重新开始新课题的准备。在毕设的选题、研究、实践的过程中，我通过查阅资料，请教导师，将之前的课程学习过程中的知识点再次温习，对不懂的理论进行重复的研究，尽力将知识点重新梳理并最大限度的转化为准确且为自己所有的知识财富。虽然论文的完成还有诸如结论所述的一些问题，但是对我来讲这个整个大学生涯的学习和生活的过程使我有人生经历中的最重要的一笔收获。整个大学生涯中，收获专业知识是我作为一名大学生的最基本的任务，更重要的是我学会了如何去思考，并将想法付诸实践。感谢在这几年时光中遇到的我的恩师与益友，他们无论在学习还是生活上都给予了我无私的帮助和指引，在他们的帮助下我改正了很多不好的习惯，有了更好的成长方向。最要感谢的是我的导师刘娜老师。因为实习与分组问题，她不止一次给我们提出建议，担心我们的分工，设计，答辩等等。就算我们中间重新分组改课题，刘娜老师也一直给予我们最坚定的支持，在进度被落下的情况下，督促我们完成设计。因为在期间我在实习，我们时间和对毕设的投入都是少于其他同学的，进度自然也是远远落后，甚至我还产生要延迟答辩的想法，是在刘娜老师的劝说跟支持下我才决定在交稿的最后时间尽力尝试一下。老师不仅教会了我学术专业上的知识，更是在做人做事必备的素质给了我一个真实的榜样，勤奋精神、不言放弃、宽容对待，这都是我人生路上需要秉持的精神。最后，感谢父母家人，在我求学的旅途中给予我最大的支持与包容。感恩母校，让我经历人生中难忘的大学时光。

电脑不启动故障诊治了解电脑启动的过程在诸多电脑故障中，无法正常启动是最令用户头痛的事了。笔者长期从事维护电脑的工作，在这个方面积累了一些经验，现在就将这些经验整理归纳出来与朋友们分享。本文将以家用电脑和windows98操作系统为基础，介绍电脑无法正常启动故障的诊治。要想准确地诊断电脑不启动故障，首先要了解的起动过程，当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还没有完全稳定，主板控制芯片组会根据CMOS中的CPU主频设置向CPU发出一个Reset(重置)信号，让CPU初始化，电压完全稳定后，芯片组会撤去Reset信号，CPU马上从地址FFFF0H处执行一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。系统BIOS首先要做的事情就是进行POST(PowerOnSelfTest，加电自检)。POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备(电源、CPU芯片、BIOS芯片、定时器芯片、数据收发逻辑电路、DMA控制器、中断控制器以及基本的64K内存和内存刷新电路等)是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。自检通过后，系统BIOS将查找显示卡的BIOS，由显卡BIOS来完成显示卡的初始化，显示器开始有显示，自此，系统就具备了最基本的运行条件，可以对主板上的其它部分进行诊断和测试，再发现故障时，屏幕上会有提示，但一般不死机，接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率，然后开始测试主机所有的内存容量，内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包括：硬盘、CD－ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备，大多数新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的相关参数、硬盘参数和访问模式等。标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中已安装的即插即用设备。每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。最后系统BIOS将更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，扩展系统配置数据)。ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是Windows最基本的系统文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作，一切顺利结束，电脑正常启动。根据故障现象诊治了解电脑启动的过程，故障就好判断了，下面我们就根据故障现象开始诊治了：现象一：系统完全不能启动，见不到电源指示灯亮，也听不到冷却风扇的声音。这时，基本可以认定是电源部分故障，检查：电源线和插座是否有电、主板电源插头是否连好，UPS是否正常供电，再确认电源是否有故障，最简单的就是替换法，但一般用户家中不可能备有电源等备件，这时可以尝试使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盘，CPU风扇，或者CDROM连好，然后把ATX主板电源插头用一根导线连接两个插脚（把插头的一侧突起对着自己，上层插脚从左数第4个和下层插脚从右数第3个，方向一定要正确），然后把ATX电源的开关打开，如果电源风扇转动，说明电源正常，否则电源损坏。如果电源没问题直接短接主板上电源开关的跳线，如果正常，说明机箱面板的电源开关损坏。现象二：电源批示灯亮，风扇转，但没有明显的系统动作。这种情况如果出现在新组装电脑上应该首先检查CPU是否插牢或更换CPU，而正在使用的电脑的CPU损坏的情况比较少见（人为损坏除外），损坏时一般多带有焦糊味，如果刚刚升级了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻击，这要考虑BIOS损坏问题（BIOS莫名其妙的损坏也是有的），修复BIOS的方法很多杂志都介绍过就不重复了；确认CPU和BIOS没问题后，就要考虑CMOS设置问题，如果CPU主频设置不正确也会出现这种故障，解决方法就是将CMOS信息清除，既要将CMOS放电，一般主板上都有一个CMOS放电的跳线，如果找不到这个跳线可以将CMOS电池取下来，放电时间不要低于5分钟，然后将跳线恢复原状或重新安装好电池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都没问题还要考虑电源问题：PC机电源有一个特殊的输出信号，称为POWERGOOD（PG）信号，如果PG信号的低电平持续时间不够或没有低电平时间，PC机将无法启动。如果PG信号一直为低电平，则PC机系统始终处于复位状态。这时PC机也出现黑屏、无声响等死机现象。但这需要专业的维修工具外加一些维修经验，因此，建议采用替换法；电源没有问题就要检查是否有短路，确保主板表面不和金属（特别是机箱的安装固定点）接触。把主板和电源拿出机箱，放在绝缘体表面，如果能启动，说明主板有短路现象；如果还是不能启动则要考虑主板问题，主板故障较为复杂，可以使用替换法确认，然后更换主板。现象三：电源指示灯亮，系统能启动，但系统在初始化时停住了，而且可以听到嗽叭的鸣叫声（没有视频）：根据峰鸣代码可以判断出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短声：说明系统正常启动。表明机器没有问题。2短声：说明CMOS设置错误，重新设置不正确选项。1长1短：说明内存或主板出错，换一个内存条试试。1长2短：说明显示器或显示卡存在错误。检查显卡和显示器插头等部位是否接触良好或用替换法确定显卡和显示器是否损坏。1长3短：说明键盘控制器错误，应检查主板。1长9短：说明主板FlashRAM、EPROM错误或BIOS损坏，更换FlashRAM。重复短响：说明主板电源有问题。不间断的长声：说明系统检测到内存条有问题，重新安装内存条或更换新内存条重试。AMIBIOS1短：说明内存刷新失败。更换内存条。2短：说明内存ECC较验错误。在CMOS中将内存ECC校验的选项设为Disabled或更换内存。3短：说明系统基本内存检查失败。换内存。4短：说明系统时钟出错。更换芯片或CMOS电池。5短：说明CPU出现错误。检查CPU是否插好。6短：说明键盘控制器错误。应检查主板。7短：说明系统实模式错误，不能切换到保护模式。8短：说明显示内存错误。显示内存有问题，更换显卡试试。9短：说明BIOS芯片检验和错误。1长3短：说明内存错误。内存损坏，更换。1长8短：说明显示测试错误。显示器数据线没插好或显示卡没插牢。现象四：系统能启动，有视频，出现故障提示，这时可以根据提示来判断故障部位。下面就是一些常见的故障提示的判断：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS参数丢失，有时可以启动，使用一段时间后死机，这种现象大多是CMOS供电不足引起的。对于不同的CMOS供电方式，采取不同的措施：1.焊接式电池：用电烙铁重新焊上一颗新电池即可；2.钮扣式电池：直接更换；3.芯片式：更换此芯片，最好采用相同型号芯片替换。如果更换电池后时间不长又出现同样现象的话，很可能是主板漏电，可检查主板上的二极管或电容是否损坏，也可以跳线使用外接电池，不过这些都需要有一定的硬件维修基础才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS检验和读出错；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系统未设置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中显示类型的设置与实测不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存储器与CMOS中设置的不一样；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的时间和日期没有设置。这些都需要对CMOS重新设置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死机原因：主板上键盘接口不能使用，拔下键盘，重新插入后又能正常启动系统，使用一段时间后键盘无反应，这种现象主要是多次拔插键盘引起主板键盘接口松动，拆下主板用电烙铁重新焊接好即可；也可能是带电拔插键盘，引起主板上一个保险电阻断了（在主板上标记为Fn的东西），换上一个1欧姆／0.5瓦的电阻即可。四、自检过程中断在xxxKCache处这表示主板上Cache损坏，可以在CMOS设置中将“ExternalCache”项设为“Disable”故障即可排除。同理，在自检主板部件时出现中断，则可以认为该部件损坏，解决方法一般可以在CMOS中将其屏蔽，如果不能屏蔽该部件最好更换主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能与软盘驱动器交换信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能与硬盘驱动器交换信息。应检查FDD（HDD）控制卡及电缆。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片坏；提示“DMAError”，DMA控制器坏。这种故障需要更换。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的显示模式跳线设置错误，重新跳线。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”键盘被锁住，打开锁后重新引导系统。九、IDE接口设备检测信息为：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示该IDE接口都没有找到硬盘，如果该IDE口确实接有硬盘的话，则说明硬盘没接上或硬盘有故障，可以从以下几方面检查：1、硬盘电源线和数据线是否接触不良，或换一根线试试；2、CMOS设置有无错误，进入CMOS将“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三项的的“TYPE”都设置成“Auto”；3、替换法确认硬盘本身有故障。十、IDE接口设备检测信息下面显示“Floppydisk(s)fail(40)”出错信息表示CMOS所指定的软盘驱动器有问题。判断和解决的方法与硬盘相似。现象五：系统不能引导。这种故障一般都不是严重问题，只是系统在找到的用于引导的驱动器中找不到引导文件，比如：BIOS的引导驱动器设置中将软驱排在了硬盘驱动的前面，而软驱中又放有没有引导系统的软盘或者BIOS的引导驱动器设置中将光驱排在了硬盘驱动的前面，而光驱中又放有没有引导系统的光盘，这个都很简单，将光盘或软盘取出就可以了，实际应用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多数都是这个原因。如果是硬盘不能引导的话一般有两种情况：一种是硬盘数据线没有插好，另一种就是硬盘数据损坏。前者一般多会出现硬盘容量检测不正确和引导时出现死机的现象；后者则是干脆找不到引导文件或提示文件损坏。前者只需重新连接好数据线即可；后者则需要用win98的启动软盘或启动光盘启动，根据实际情况来定：一、提示“Invalidpartitiontable”或“NotFoundany[activepartition]inHDDDiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”，这说明找不到硬盘活动分区，需要对硬盘重新分区。二、提示“Missoperationsyste”，说明硬盘活动分区需要重新格式化（formatc:/s）。三、提示“InvalidsystemdiskReplacethedisk，andthenpressanykey”或显示“StartingWindows98…”时出现死机，说明硬盘上的系统文件丢失了或损坏，使用“sysc:”，命令传递系统文件给c盘，再将C拷贝给c盘。现象六：硬盘可以引导，但Windows不能正常启动，也不能进入安全模式。这种情况表明Windows98出现了严重的错误，首先，用杀毒软件查杀病毒，看是不是病