【《基于PLC的机械手设计》11000字（论文）】

基于PLC的机械手设计摘要机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器，在工业自动化生产中占据着重要位置。驱动方式可以液压传动，也可以气压传动，也可以是电气控制等方法。随着传感器技术、气动技术、计算机技术等发展，基于计算机技术为基础的控制技术发展较快，其中气动技术以经济、廉价、灵敏等优点，而成为研究热点之一。本文介绍的是气动机械手模型基于专用计算机——PLC(Programmable

logic

Controller，简称PLC)的控制系统设计。

首先对搬运机械手的基本应用和基本结构进行介绍，然后提出了实现“原点位置开始启动，完成“机械手下降、驱动机械手夹紧、机械手上升、上升停止后右移、机械手下降、驱动机械手松开、机械手松开后上升、机械手左移回原点”的位置控制。搬运物料气动技术驱动，用气爪气缸实现搬运。气动技术控制采用工业专用计算机——可编程控制技术(PLC)控制的设计方案。对搬运机械手驱动系统中采用气压传动，控制系统中基于S7-200PLC为控制单元完成升降、抓物、水平与左右移动等动作的控制。之后介绍了各组成部件的作用、传感器的选型和PLC控制系统的硬件连接等，通过对机械手的各功能实现形式和控制方式研究，给出各部分的实现方案。最后进行PLC控制系统的SFC(SequentialFunctionChart)图、梯形图及指令表程序等软件程序设计，选择编程软件录入程序并按工作顺序进行调试，并进行不断优化。设计形成的系统与继电-接触器控制系统比较具有较有较高的控制精度，可靠性更强，安全性能也更好。故障率会大幅度降低。关键词：机械手；气压传动；软件设计；程序调试目录第1章绪论6TOC\o"1-3"\h\u1.1论文研究的目的和意义 61.2机械手臂搬运控制设计任务 71.3机械手臂搬运控制设计的认识及现状 71.4机械手臂搬运控制设计的主要内容阐述 9第2章总体设计和硬件设计 102.1总体设计 102.2PLC选择 112.3PLC输入和输出分配 112.4PLC输入和输出接线图 122.5主电路和控制电路 14第3章器件选择 163.1电路各处电流的计算 163.2接触器选择 163.3断路器选择 173.4过载保护热继电器选择 173.5按钮的选择 183.6器件清单 18第4章软件设计 204.1PLC内部使用地址 204.2控制程序流程图 214.3梯形图程序 24参考文献 50 第1章绪论1.1论文研究的目的和意义随着社会与科技的进步，工业生产自动化设备越来越广泛应用，其中机械手的诞生就是基于生产技术不断提高，是现代生产与科技应用相结合形成的一个重要技术。工业机械手的应用减轻了劳动强度、可提高产品加工精度、减少危险性生产由人工操作环节，尤其是在一些危险性大的行业生产中应用较为实用，如化工生产有存在有毒物质的；如核电厂等存在放射性物质的地方；如烟花等易燃易暴的生产场合等生产环境非常适合使用机械手进行生产。在机械行业中（铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配等）应用也十分广泛，如在柔性生产线中用气动机械手来搬运上下料材；机械零件的装配生产线中，利用机械手抓零件与另一零件装配在一起；如啤酒生产中用机械手把盖压在瓶子上等等。以上种种应用极大的减轻了劳动强度、促进安全生产、提高产品质量，适合现代化的生产趋势，具有较强的生命力。机械手的驱动方式有气压传动、液压传动、电气传动和机械传动。广泛使用的气压技术以压缩空气为介质，具有动作迅速、平稳、可靠、结构简单、较轻、体积小、节能、工作寿命长的特点，特别是对易于控制、易维护、无环境污染场合，因此气动技术常作为机械手的驱动系统的首选。气动机械手与其它控制方式的机械手相比，具有无污染、抗干扰性强、价格低廉、结构简单、功率体积比高等特点。在机械行业越来越多的自动化设备中采用了机械手，主要是液压控制和气压控制两种方式。其中气动机械手以其取之不尽、用之不完的气源，及较低的生产成本受用户喜爱，各国对气动机械手的研究越来越重视，现已发展成为满足生产需要的一种重要的实用技术。在工业自动化中液压与气压均有较在应用，而气动技术被称为工业自动化的“肌肉”，其应用灵活，夹持工件的重量越来越重，在各种机械加工行业和制造行业中，尤其在有毒的环境下作业等其应用程序越来越受重视，并得到相应广泛使用。随着科技不断日新月异发展，自动化控制技术也不断更新，在微电子技术、计算机技术等技术的迅猛发展形势下，气动技术不断技术创新，以工程实际应用为目标，不断取得巨大的进步。另外气动技术作为一种相对来说比较廉价的自动化技术，由于其元器件的制造技术以及使用性能的不断提高，并且生产成本和流通成本不断的降低，气动技术现已被广泛的应用在现代工业、医疗业、生产以及输送领域。我国在机械手的应用方面，不是世界最发达国家，但已经较为广泛使用并取得了较成熟的技术。基于ProgrammablelogicController为核心技术进行控制的液压机械手或气动机械手在工业自动化领域应用较多，非常适合PLC最基本功能，即逻辑控制。如用来上料下料、装卸机械零件、搬动物品等重复性的工作过程。我们国家原来的继电接触器控制系统大多已改造为基于PLC为控制器的自动化装置，通过最近20多年的应用实践表明，在机械制造及自动化领域具有强大生命力。课题研究的基于气动技术的可编程控制器控制的机械手是现代机电一体化自动生产线中重要辅助装置，可实现上下、左右、伸缩六个方向的三维空间运动，较适合经常变更批量生产与柔性制造生产的现代加工方法。它能按预定程序和控制要求完成物品、材料、机械零件等进行运送、上下料、搬运等作业，并可以在需要时修改程序实现动作变更。1.2机械手臂搬运控制设计任务工件由输送带A送到加工位置，然后由机械手臂将加工件送至工作台1的位置进行第一步骤加工。当第一步骤加工完成后，机械手臂将工件夹起再送至工作台2进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工件放到输送带B送走。能实现手动、回原点和自动操作（在单周期、连续循环、单步操作中至少实现一种）本次机械手臂搬运控制设计任务是：（1）设计主电路或气动原理图；（2）用PLC实现控制，设计顺序功能图，绘制PLC端子接线图，编写PLC梯形图程序；（3）编写设计说明书。图1机械手臂搬运控制示意图1.3机械手臂搬运控制设计的认识及现状PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。本文详细阐述了应用西门子公司的具有高性能价格比的微型可编程控制器S7-200系列PLC控制系统。利用该系统来进行机械手PLC控制系统设计，这一控制系统的实现和应用,充分体现了PLC系统在工业的应用,以及根据设计和不同的需求改变数据和状况,还可以使其应用的范围更加广泛。本次机械手臂搬运控制设计使用气压机械手臂，一开始手臂先下降，碰到下限开关开始做夹起动作，然后开始上升碰到上限开关后，手臂开始往右，当碰到第一工作站的极限开关时，机械手臂下降将工作物放置工作台l然后上升等待机械对工作物加工；当工作物第一加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程，将工件放置工作台2上进行第二加工步骤。当第二加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程，将工件放置输送带B送出。对于机械手臂搬运控制的现状：机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。目前机械手的主要发展经历可以分为三代：第一代机械手主要是靠人工进行控制，控制方式为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是将低成本和提高精度；第二代机械手设有电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把接收到的信息反馈，使机械手具有感觉机能；第三代机械手能独立完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性系统FMS和柔性制造单元FMC中重要的环节。按照不同的标准我们将机械手分为不同的类型，按照机械手的适用范围，我们把机械手分为专用机械手和通用机械手。按照机械手的运动轨迹控制方式，我们把机械手分为点位控制机械手、连续轨迹控制机械手等等。按照驱动方式的不同，机械手可以分为电动式机械手、液压式机械手、气动式机械手、机械式机械手等。机械手的运动机构在不同方向上指挥气缸按不同方向运动就是机械手的自由度，是机械手设计过程中的重要参数，主要运动方式有伸缩、旋转、升降等独立方式。一般的专用机械手，设有2至3个自由度。自由度越大，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构相对也越复杂。机械手的结构简单，专用性较强。后随着计算机技术发展，能按独立的程序实现重复实现操作，出现了通用机械手。主要用途是在生产中进行自动装卸的上下料、工件传输及数控机床的刀库换刀功能的实现，多为机床等的辅助装置。因其控制方式采用了程序控制，灵活性强。在不同工作条件时，只要更改程序即能实现不同的控制功能。机械手在机械结构上看由机械结构和运动控制系统组成，其机械结构主要由底座、手臂、手指、气爪及辅助装置构成，用以完成机械手对工件的夹持、吸附、托持等功能，以达到对不同重量、形状、材料和作业空间等工作任务操作；运动控制系统由PLC及部分传感器电路等组成，能使机械手按编写程序规定任务完成移动、旋转或复合运行等运动方式。1.4机械手臂搬运控制设计的主要内容阐述后面论文是以西门子S7-200系列PLC控制机械手完成搬运的任务，主要介绍PLC、机械手的基本知识、性能及特点、PLC编程方法、控制原理、硬件设计。其中硬件设计包括设计主电路和控制电路，分配PLC输入和输出，设计PLC输入和输出接线图，进行电流计算和器件选择。达到减少人力物力的投入，大大提高生产效率，提高生产利润。机械臂主要实现支撑相应的机械手及辅助部分，实现手臂的伸缩、回转等控制，保证机械手准确抓住工件。机械手的运动主要有伸缩、回转、垂直六个方向，各方向运动功能实现依靠气缸，由PLC控制的电磁阀的得电、失电来实现。其运动功能实现还有采用液压控制系统、电气驱动系统和机械驱动的控制方式，对于要求夹紧力较大的可首选液压驱动方式，驱动力不要求太大的可采用气压传动实现。机械手的手臂部分采用气压方式执行缸来做水平与垂直方向的运动控制由气压缸与马达等组成，一般由4-6个自由度，较先进的也有更多自由度的机械手。电气驱动时，直线运动可以采用电动机带动丝杆、螺母机构。我们通用的机械手则考虑到用步进电动机、直流或交流伺服电机和变速箱等电气驱动，有动力源简单、维护和使用比较方便。驱动机构采用一种形式的动力，力量比较大。本次设计选用气动技术为机械手的驱动系统，是基于气动技术以下优点：以压缩空气为介质，在生活中十分方便获得气源；气动系统动作迅速、平稳、可靠、节能、工作寿命长、结构简单、重量轻特别是对环境没有污染、易于控制和维护。机械手的控制要素主要包括工作的顺序、能提起多大的重量、运动的时间、到达的位置等。具体还要加上点控和连续控制。研究课题以气压传动控制的机械手为研究对象，以原位为起点分别完成“左旋→水平伸出→下降→抓物→上升→水平缩回→右旋→臂水平伸出→下降→放松→上升→臂收缩→右旋→原位”的控制过程为工艺路线，各环节的转换采用传感器来实现检测到位情况。气压传动机械手的动作操作方式分为手工操作方式和自动操作方式。手工操作方式指的是各气缸的运动单独由手动按钮按各动作依次进行操作的控制方式，如垂直运动上设置两个按钮，一个向上运动，另一个向下运行。自动操作是指在PLC程序控制下各动作按规定线路自动执行完成。自动操作可以分为单周期操作与连续操作两种方式。单周期操作是指气压传动机械手从原点开始→按启动按钮→机械手自动完成从原位执行完所有一个周期的动作后停止。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地、连续不断地进行周期性循环执行。在工作中如果按停止按钮，机械手将继续完成一个周期的动作，然后回到原点自动停止。整个控制过程功能的实现要求基于PLC为技术核心，形成“气动-传感器-PLC”的自动化装置。课题研究中的基本任务围绕上述要求，根据控制要求及参数合适的选择气压传动的控制元件，根据控制动作设计出气压控制的基本回路图，然后再综合设计符合控制要求气压系统图；在自动化控制领域中，工业计算机技术也成为现代控制技术的首选之一，气压系统图中各电磁阀线圈采用工业专用计算机--PLC技术进行控制，要求设计控制系统的硬件接线图、编写梯形图程序、调试程序。过程中要求对气压传动机械手的机械传动机构、驱动机构、执行机构有所了解，对气压传动技术应较熟悉掌握，对PLC控制技术能较熟悉掌握国内常见型号的选用及编程技术。第2章总体设计和硬件设计2.1总体设计如图2-1所示，有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A送到加工位置，然后由机械手臂将加工物送至工作台1的位置进行第一步骤加工。当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹起再送至工作台2进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，完成由7段数码管显示加工完成的数量。假设使用气压机械手臂，一开始手臂先下降，碰到下限开关开始做夹起动作，然后开始上升碰到上限开关后，手臂开始往右，当碰到第1工作站的极限开关时，机械手臂下降将工作物放置工作台1然后上升等待机械对工作物加工；当工作物第1加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降-->夹住-->上升-->往右-->下降-->释放等流程，将工件放置工作台2上进行第2加工步骤。当第2步加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降-->夹住-->上升-->往右-->下降-->释放等流程，将工件放置输送带B送出，并由7段数码管显示出加工完成的数次。图2机械手臂搬运控制示意图2.2PLC选择分析系统，共使用了24路数字量输入和25路数字量输出，没有使用模拟量输入和模拟量输出，系统为小型自动化应用，可以选择小型PLC进行控制。西门子的S7-200PLC是高性能小型PLC，性价比高，使用方便，接线简单，编程容易，使用普及，因此选择西门子的S7-200PLC进行控制。其中点数最多的是CPU226，含24路数字量输入，16路数字量输出，不能满足使用需要，增加一个EM223数字量输入和输出扩展模块，含16路数字量输入，16路数字量输出，共40路数字量输入，32路数字量输出，满足24路输入，25路输出使用需要。2.3PLC输入和输出分配PLC输入和输出分配见表1和表2所示表1PLC输入分配表描述PLC地址外部编号启动I0.0SB1停止I0.1SB2手动模式选择开关I0.2SB3单步模式选择开关I0.3SB4单周期模式选择开关I0.4SB5连续模式选择开关I0.5SB6自动回原点模式选择开关I0.6SB7上升到位检测I0.7SQ1下降到位检测I1.0SQ2A处到位检测I1.1SQ3工作台1到位检测I1.2SQ4工作台2到位检测I1.3SQ5B处到位检测I1.4SQ6手动上升I1.5SB8手动下降I1.6SB9手动左旋转I1.7SB10手动右旋转I2.0SB11手动抓取I2.1SB12手动释放I2.2SB13工件检测I2.3S1旋转电机过载I2.4FR1升降电机过载I2.5FR2传送带A电机过载I2.6FR3传送带B电机过载I2.7FR4表2PLC输出分配表描述PLC地址外部编号机械手右旋转Q0.0KM1机械手左旋转Q0.1KM2机械手上升Q0.2KM3机械手下降Q0.3KM4传送带AQ0.4KM5传送带BQ0.5KM6夹紧电磁阀Q0.6YV1手动模式指示灯Q0.7HL1单步模式指示灯Q1.0HL2单周期模式指示灯Q1.1HL3连续模式指示灯Q1.2HL4自动回原点模式指示灯Q1.3HL5自动运行指示灯Q1.4HL6故障指示灯Q1.5HL7数码显示1000位Q2.0数码显示100位Q2.1数码显示10位Q2.2数码显示个位Q2.3数码显示aQ3.0数码显示bQ3.1数码显示cQ3.2数码显示dQ3.3数码显示eQ3.4数码显示fQ3.5数码显示gQ3.62.4PLC输入和输出接线图PLC输入和输出接线图见3所示图3PLC输入和输出接线图2.5主电路和控制电路主电路和控制电路如图4所示，3相380V交流电经L1，L2，L3，N供设备使用，其中L1，L2，L3是火线，N是零线。QF1是总断路器，通断整台设备电源，FU1是总的熔断器，起到短路过流保护作用。M1是左右旋转电机，驱动机械手左右旋转。FU2是左右旋转电机熔断器，起到短路过流保护作用。KM1是右旋转启动接触器，KM2是左旋转启动接触器，FR1是过载保护热继电器，防止左右旋转电机长时间过载运行烧毁电机。同样的，M2是升降电机，驱动机械上升和下降移动。FU3是升降电机熔断器，起到短路过流保护作用。KM3是上升启动接触器，KM4是下降启动接触器，FR2是过载保护热继电器，防止升降电机长时间过载运行烧毁电机。同样的，M3是传送带A电机，驱动传送带A运行工件。FU4是传送带A电机熔断器，起到短路过流保护作用。KM5是传送带A启动接触器，FR3是过载保护热继电器，防止传送带A电机长时间过载运行烧毁电机。同样的，M4是传送带B电机，驱动传送带B运行工件。FU5是传送带B电机熔断器，起到短路过流保护作用。KM6是传送带B启动接触器，FR4是过载保护热继电器，防止传送带B电机长时间过载运行烧毁电机。 FU6是电源电路熔断器，起到短路过流保护作用。A1是直流开关电源，将220V交流电变成24V直流电，供PLC输入和PLC输出使用。图4主电路和控制电路第3章器件选择3.1电路各处电流的计算三相电机类电功率的计算公式=1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ，假设左右旋转电机是3相380V，电机功率是0.75KW，线电压等于380V，假设功率因数假设是0.85。左右旋转电机电流=功率/电压/功率因数=750/1.732/380/0.85=1.34A。假设升降电机是3相380V，电机功率是0.75KW，线电压等于380V，假设升降电机功率因数假设是0.85。升降电机电流=功率/电压/功率因数=750/1.732/380/0.85=1.34A。假设传送带A电机是3相380V，电机功率是1.5KW，线电压等于380V，假设功率因数假设是0.85。传送带A电机电流=功率/电压/功率因数=1500/1.732/380/0.85=2.68A。假设传送带B电机是3相380V，电机功率是1.5KW，线电压等于380V，假设功率因数假设是0.85。传送带B电机电流=功率/电压/功率因数=1500/1.732/380/0.85=2.68A。控制电路部分因为功率很小，忽略不计，共4台电机，总功率为0.75++0.75+1.5+1.5=4.5kW，总电流=4500/1.732/380/0.85=8.04A。3.2接触器选择1）接触器选型的一些原则和方法：接触器作为一种用于通断负载电源的设备，可以频繁启停，需要配合断路器或者马达控制器、热继电器工作，来保护电机。接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行选择，除了额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同之外，被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性也是选择的依据。对于电动机用接触器的选用，电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2～4，对于启动电流在6倍额定电流，分断电流为额定电流下可选用AC-3，如风机水泵等，可采用查表法及选用曲线法，根据样本及手册选用，不用再计算。2）接触器的选型根据左右旋转电机回路电流计算，电流1.34A，按1.1到1.25倍计算，电流为1.47A-1.68A。根据升降电机回路电流计算，电流1.34A，按1.1到1.25倍计算，电流为1.47A-1.68A。根据传送带A电机回路电流计算，电流2.68A，按1.1到1.25倍计算，电流为2.95A-3.35A。根据传送带B电机回路电流计算，电流2.68A，按1.1到1.25倍计算，电流为2.95A-3.35A。可以选择施耐德的交流接触器 交流接触器 LC1-D09B7CAC-3制4kW，380/400VAC，9A，内置1/可扩展3(NO+NC)，共4台电机，其中左右旋转电机和升降电机需要正反转，每个需要2个接触器，传送带A和传送带B只需要正转，需要1个，因此共需要6个接触器。3.3断路器选择1）断路器选择原则断路器用于保护电器和隔离线路负载，选择时需要考虑负载性质，交直流，频率，电压值，需要以回路额定电压和额定频率为选型依据，计算确定复制的电流，来确定断路器的整定电流；还需要考虑环境温度、湿度和海拔高度，以及污染等级和振动因素和安装方式，以及需要安装尺寸，断路器分断能力，断路器极数，断路器分断电流等。2）断路器选型根据总电流为8.04A，选择1.2-1.5倍，为9.65A到12.07A，可以选择微型断路器 C65N-D16A/3P 动力保护6kA，400VAC，16A，三极，共1个3.4过载保护热继电器选择1）过载保护热继电器选择原则热继电器主要用于保护电动机的过载，为了保证电动机能够得到必要和充分的过载保护，电动机需要配以合适的热继电器，并进行必要的整定。一般电动机过载保护，需要考虑工作环境、电机起动电流、电机负载性质、电机工作制、电机允许的过载能力等。热继电器的安秒特性要接近电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时应该在电动机短时过载和电机起动瞬间，热继电器应不动作。当热继电器用来保护长期工作制或间断长期工作制的电机时，一般按电机的额定电流来选择热继电器。例如，热继电器的整定值可以在0.95—1.05倍电机的额定电流，或取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后再进行调整。2）过载保护热继电器选型根据电流计算，左右旋转电机回路电路为1.34A，整定值可以等于0.95-1.05倍电动机的额定电流，就是1.27A到1.41A，因此选择施耐德的热过载继电器,热过载继电器LRD-06CTeSysD经济型，1-1.6A，搭配D09-D38，可以满足需要，共需要1个根据电流计算，升降电机回路电路为1.34A，整定值可以等于0.95-1.05倍电动机的额定电流，就是1.27A到1.41A，因此选择施耐德的热过载继电器,热过载继电器 LRD-06CTeSysD经济型，1-1.6A，搭配D09-D38，可以满足需要，共需要1个根据电流计算，传送带A电机回路电路为2.68A，整定值可以等于0.95-1.05倍电动机的额定电流，就是2.55A到2.82A，因此选择施耐德的热过载继电器,热过载继电器 LRD-08CTeSysD经济型，2.5-4A，搭配D09-D38，可以满足需要，共需要1个。根据电流计算，传送带B电机回路电路为2.68A，整定值可以等于0.95-1.05倍电动机的额定电流，就是2.55A到2.82A，因此选择施耐德的热过载继电器,热过载继电器LRD-08CTeSysD经济型，2.5-4A，搭配D09-D38，可以满足需要，共需要1个。3.5按钮的选择按钮选择需要根据按钮使用的场合、具体用途，如面板安装，需要带显示灯方式，和工作性质选择不同颜色的按钮，另外需要考虑触头数量和触头类型。根据控制电路，启动按钮使用了一个常开触点，因此可以选择一路常开触点的按钮，根据工作性质可以选择绿色按钮，按下常开触点闭合，松开自动复位，因此可选择施耐德的，型号按钮 XB2-BA31C Φ22金属平头，弹簧复位，1NO，绿色，共1个。停止按钮，选择平时常闭，按下断开，松开复位，选择红色的，因此可选择施耐德的，型号按钮 XB2-BA42C Φ22金属平头，弹簧复位，1NC，红色，共1个。3.6器件清单主要的器件清单见表3所示。表3器件清单序号元件名称元件型号元件规格单位数量品牌1微型断路器C65N-D16A/3P动力保护6kA，400VAC，16A，三极个1施耐德2交流接触器LC1-D09B7CAC-3制4kW，380/400VAC，9A，内置1/可扩展3(NO+NC)个6施耐德3热过载继电器LRD-06CTeSysD经济型，，1-1.6A，搭配D09-D38个2施耐德4热过载继电器LRD-08CTeSysD经济型，，2.5-4A，搭配D09-D38个2施耐德续表35熔断器RT18-32/10ART18-32/20A个3正泰6熔断器RT18-32/2ART18-32/20A个6正泰7熔断器RT18-32/5ART18-32/20A个6正泰8熔断器RT18-32/6ART18-32/6A个2正泰9开关电源S-100-24G1系列，单相开放式(无认证)，单输出100W，24V，4.5A个1明纬10按钮XB2-BA31CΦ22金属平头，弹簧复位，1NO，绿色个12施耐德11按钮XB2-BA42CΦ22金属平头，弹簧复位，1NC，红色个1施耐德12行程开关YBLX-WL/DYBLX-WL/D个6正泰13指示灯XB2-BVB3LCΦ22标准型，24VAC/DC，LED灯泡，绿色个3施耐德14指示灯XB2-BVB4LCΦ22标准型，24VAC/DC，LED灯泡，红色个1施耐德15指示灯XB2-BVB5LCΦ22标准型，24VAC/DC，LED灯泡，黄色个1施耐德16指示灯XB2-BVB1LCΦ22标准型，24VAC/DC，LED灯泡，白色个1施耐德17指示灯XB2-BVB6LCΦ22标准型，24VAC/DC，LED灯泡，蓝色个1施耐德18PLC模块6ES7216-2BD23-0XB0CPU226AC/DC/RLY，24输入/16输出，，个1西门子19PLC模块6ES7223-1BL22-0XA8EM223CN数字量输入/输出模块，16输入/16输出，24VDC，个1西门子20限流电阻1/8W1K1/8W1K个421数码管4位7段数码管4位7段数码管个1第4章软件设计4.1PLC内部使用地址为了编程和阅读方便，定义了部分PLC内部使用地址，如表4所示。表4部分PLC内部使用地址名称PLC地址备注原点位置M0.0传送带A运行输入工件M0.1A处机械手下降M0.2A处机械手夹紧M0.3A处机械手上升M0.4A处右旋转到工作台1位置M0.5工作台1位置下降1M0.6工作台1位置松开M0.7工作台1位置上升1M1.0工作台1位置加工M1.1工作台1位置下降2M1.2工作台1位置夹紧M1.3工作台1位置上升2M1.4工作台1右旋转到工作台2M1.5工作台2位置下降1M1.6工作台2位置松开M1.7工作台2位置上升1M2.0工作台2位置加工M2.1工作台2位置下降2M2.2工作台2位置夹紧M2.3工作台2位置上升2M2.4工作台2右旋转到B位置M2.5B处机械手下降M2.6B处机械手松开M2.7B处机械手上升M3.0B处左旋转到A处M3.1数码轮询显示定时T32夹紧定时T37松开定时T38工作台1处加工定时T39工作台2处加工定时T40传送带B运行定时T41数码输出BCDVB30夹紧定时设定VW0松开定时设定VW2续表4工作台1加工定时设定VW4工作台2加工定时设定VW6传送带B运行定时设定VW8计数VW10计数BCD格式VW12个位VW14十位VW18百位VW22千位VW26数码显示VW284.2控制程序流程图控制程序流程图如图5所示开机初始化，使用SM0.1开机运行一个扫描周期，进行参数设定，例如设定夹紧定时，设定松开定时，设定工作台1加工时间，工作台2加工时间，以及传送带B运行时间。选择操作模式，假设选择手动模式，则通过外部的按钮单独控制各个设备，单独升，降，单独左右旋转，和夹紧松开。选择自动模式，按启动按钮，启动系统，自动运行指示灯点亮。开始执行回原点位，不在原点，执行回原点，在原点，启动传送带A传送工件。传送到位，机械手下降，夹紧，上升，旋转到工作台1位置。然后工作台1位置下降，释放，上升，工作台1位置加工。工作台1位置加工完成，机械手下降，夹紧，上升，旋转到工作台2位置。然后工作台2位置下降，释放，上升，工作台2位置加工。工作台2位置加工完成，机械手下降，夹紧，上升，旋转到传送带B位置。然后执行释放，上升，旋转到传送带A位置进行计数，计数分成1000位，100位，10位，个位，通过数码管显示。选择单周期，则停止系统。选择连续模式，有故障停止系统，没故障，没停止，则循环执行。返回原点返回原点原点位置开始初始化？否是参数设定，设定各时间是否启动是否模式选择手动模式否是手动控制等待工件检测输入工件是否下降到位A处机械手下降是否定时到A处夹紧是否上升到位A处机械手上升是否工作台1右旋转到工作台1是否下降到位工作台1下降1是否定时到工作台1释放是否上升到位工作台1上升1是否加工定时到加工定时到工作台1加工是否下降到位工作台1下降2是否夹紧定时到工作台1位置夹紧是否上升到位工作台1上升2是否释放定时到工作台2释放是否上升到位工作台2上升1是否加工定时到工作台2加工是否下降到位工作台2下降2是否夹紧定时到工作台2夹紧是否工作台2位置台1旋转到台2是否下降到位工作台2下降1是否下降到位工作台2下降2是否 夹紧定时到夹紧定时到工作台2夹紧是否上升到位工作台2上升2是否传送带B位工作台2到带B是否下降到位带B位置下降是否旋转到位B处左旋转到A处是否单周期计数加1否是故障否是停止否是循环释放定时到带B位置释放是否上升到位B处机械手上升是否结束结束结束 图5控制程序流程图4.3梯形图程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1Network1开机初始化，设定夹紧定时，预设1秒，设定松开定时，预设1秒，工作台1加工定时，预设5秒，工作台2加工定时，预设5秒，传送带B运行定时，预设5秒Network2手动模式指示灯Network3//单步模式指示灯Network4//单周期模式指示灯Network5//连续模式指示灯//没选择操作模式的话，预设为连续模式Network6//自动回原点模式指示灯Network7//自动运行指示灯Network8//故障指示灯Network9//原点位置Network10//传送带A运行输入工件Network11//A处机械手下降Network12//A处机械手夹紧Network13//夹紧定时Network14//A处机械手上升Network15//A处右旋转到工作台1位置Network16//工作台1位置下降1Network17//工作台1位置松开Network18//松开定时Network19//工作台1位置上升1Network20//工作台1位置加工Network21//工作台1处加工定时:T103Network22//工作台1位置下降2Network23//工作台1位置夹紧Network24//工作台1位置上升2Network25//工作台1右旋转到工作台2Network26//工作台2位置下降1Network27//工作台2位置松开Network28//工作台2位置上升1Network29//工作台2位置加工Network30//工作台2处加工定时Network31//工作台2位置下降2Network32//工作台2位置夹紧Network33//工作台2位置上升2Network34//工作台2右旋转到B位置Network35//B处机械手下降Network36//B处机械手松开Network37//B处机械手上升Network38//B处左旋转到A处Net