机械手PLC控制

叮叮小文库 目录 一 机械手简介 . 1 1.1 机械手分类 . 1 1.2 机械手控制系统设计步骤 . 1 1.3 机械手工作过程： . 2 二PLC简介 . 4 三I/O配置表 . 4 3.1 机械手传送系统输入和输出点分配表 . 5 3.2 选型 . 5 3.3 PLC的输入输出端子分配接线图 . 7 四机械手的PLC控制 . 7 3.1 控制特点 . 8 3.2 系统控制示意图 . 8 3.3 原理接线图 . 8 3.4 操作系统 . 9 3.5 回原位程序 . 9 3.6 手动单步操作程序 . 10 3.7 自动操作程序 . 10 3.8 机械手传送系统梯形图 . 11 (1) 运行程序 . 13 4.2 编辑运行程序 . 13 叮叮小文库 (2) 操作面板 . 16 1. 操作面板的演示 . 16 七软件调试过程 . 17 1 PLC程序的模拟调试 . 17 五总结 . 19 参考文献 . 20 附录 . 21 一机械手简介 在现今的生活上，科技日新月益的进展之下，机械人手臂与有人类的手臂最 大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动 作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛 ，机 械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中 完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。特点是可以通过编程来 完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点 1.1 机械手分类 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械 手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可 分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。 1 机械手控制系统设计步骤 (1)根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作，确定这些动作之间的关系 及完成这些动作的顺序。 分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是送信号给 PLC的，哪些外围 设备是接收来自PLC的信号的,同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应, 对I/O进行分配。在此基础上确定 PLC的选型。 根据控制系统的控制要求和所选 PLC的I/O点的情况及高功能模块的情 况,设计PLC用户程序，此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程 序。 PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关 系,编程时叮叮小文库 可用编程器或计算机直接编程、修改，同时也可对PLC的工作状态、 特殊功能进行设定。 对所设计的PLC程序进行调试和修改，直至PLC完全实现系统所要求的 控制功能。 保存已完成的程序。 1 机械手工作过程： 机械手在生产线上的任务是将工件从 A处传送到B处。根据外界情况，机 械手在空间上主要进行以下动作：机械手下降，机械手抓紧工件，机械手与工 件上升，机械手与工件有右移，机械手与工件下降，机械手放松工件，机械手 上升，机械手左移。控制器检测上，下，左，右限位开关的通断，决定当前的 动作，通过驱动系统输出，控制机械手的动作。同时，用两位数码管显示搬运 工件的数量。 启动控制有2种，1个由启动开关安装在现场，1个由通过组态王软件控 制。在控制面板上，安装一个档位开关，分手动和自动两大档位，手动挡包括 调试和回原位两档，自动挡分单步、半自动和全自动三档，要求自动挡的操作 必须在回原位的基础上才能进行。 原下降一夹紧一上升一右移 左移 - 上移一-放松 一降 4 .右務 工件传递机械 Xt4 IOOCY001 XOQ Xt4 IOOC J 皿 | |_ I S20S20 JTL - 1 xaoi HI - L SH SH S2S2 SIT S20SIT S20 rooo SET S21SET S21 SH TOOLSH TOOL TJTJ K10K10 SET SET S22S22 10021002 SHSH 523523 Y003Y003 SET S24SET S24 KUDOKUDO 2828 3232 3636 3939 4242 45 射 6161 F0F0 6767 1002 1002 X004X004 Y Y MlMl HIIF J-f - YOOSYOOS - CJ P0 CJ P0 XiOOSXiOOS - -4 4+ + - L no 1 xoia _|_| | | _ SEISEI Y001Y001 和1111 T T | | - E57 TO01E57 TO01 1 1 1012 10021002 YODOYODO I44-4+ - C Y0C2 XO13XO13 10311031 YO02YO02 II II YOOOYOOO M(JM(J XOUXOU I0KI0K X001X001 工血 一 _I II 丫刚 】 虻 X015X015 X00(2X00(2 K003K003 XO04XO04 T _I I 一 1 UTH Yoos JOOTJOOT - CJ P1 CJ P1 1 1 115 118 120120 123123 125125 128128 Pl SS6SS6 4STL1 10021002 HP- S27S27 -SIL1 XC04 Tl- KT YD01 11 K1011 K10 SET SET S2&S2& Y002 SET S27SET S27 Y004Y004 S2S2 REI WW ：008 叮叮小文库 五 运行程序 5.1 编辑运行程序 if ( 运行标志=1) if ( 次数=50&次数70) if ( 次数=0&欧数50) 下移信号=0； 加紧信号=1; 下移信号=1; 左爪=左爪+1/21*5; 机械手y=机械手y+2; 右爪=右爪-1/21*5; 次数二次数+1; 次数二次数+1; 叮叮小文库 if ( 次数=70&次数120) 次数=次数+1； 加紧信号=0； if ( 次数=270&次数290) 上移信号=1； 机械手y=机械手y-2; 下移信号=0； 工件y=X件y-2; 放松信号=1； 次数二次数+1; 左爪=左爪-1/21*5； 右爪=右爪+1/21*5； if ( 次数=12 0&欧数220) 次数=次数+1； 上移信号-0； if ( 次数=290&次数340) 右移信号=1； 机械手x=机械手X+1； 放松信号=0； 工件x=工件X+1； 上移信号=1； 左爪二左爪+20/21； 机械手y=机械手y-2; 右爪二右爪+20/21； 次数=次数+1; 次数=次数+1； if ( 次数=340&次数440) if ( 次数=220&欧数270) 上移信号=0； 右移信号=0； 左移信号=1； 下移信号=1； 机械手x=机械手X-1； 机械手y=机械手y+2； 左爪=左爪-20/21; 叮叮小文库 工件y=X件y+2； 右爪=右爪-20/21; 叮叮小文库 次数二次数+1; if （ 次数=440） 左移信号=0； 次数=0; 工件x=0; 工件y=100; 本站点左爪=0； 本站点 右爪=10/210*100; if （ 停止标志=1） 停止标志=0; 运行标志=0； 叮叮小文库 6.1 操作面板的演示 六 操作面板 （面板中有上行、下行指示灯，数字计算单位，档位开关，单步按钮。） 图 6-1-1 叮叮小文库 七软件调试过程 7.1 PLC 程序的模拟调试 将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错 误。用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按 钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用 接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。可以根据功能表图，在适当的时候 用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。对于顺 序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规 定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换 所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步， 被驱动的负载是否发生相应的变化。 在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选 择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不 能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和 PLC中的程序，直到在各种可能的情 况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。 如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以 在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。 PLC程序下载：程序编译完之后，STEP 7- Micro/WIN 32及PLC之间的通 信关系也成功建立，此时可向PLC下载程序，然后收集状态监控或调试程序。 STEP 7- Micro/WIN 32提供了一套工具来调试和监控程序。 选择工作模式 选择菜单栏中的“ PLC” 一 “运行”或者“ PLC” 一 “停止”可进入相对 的PLC模式；单击工具栏中的“运行”按钮或“停止”按钮，也可进入相应模 式；还可以手工改变位于PLC上的开关或在程序内插入停止指令。 当PLC处于停止模式时，可利用图状态或程序状态查看操作数的当前值， 也可以利用图状态或程序状态强迫数值（此操作只在梯形图和功能块图程序状态 中使用），还可以利用图状态写入数值或写入和强迫输出，执行有限数目的扫 描，通过状态图或程序状态查看影响。在停止模式下，虽然能报告操作数状 叮叮小文库 态，但PLC无法执行用户程序，达不到预期的控制效果。如果想观察程序状态 的连续更新，需将PLC转回运行模式。 打开程序状态 选择“排错”菜单中的“程序状态”，打开输出窗口；或单击调试工具条 中的“程序状态”按钮， 短暂停顿后， 程序编辑器窗口开始显示状态。 如果 作数值等于1 （位打开），布尔指令（触点、线圈）将被显示成彩色块，非布尔 操作数则以通信速度允许的最快速度显示并更新。 执行有限次扫描 （1）单次扫描：通过指定PLC运行的扫描次数，可以监控程序在改变进程 变量时的情况。PLC不支持对运行模式执行循环次数。任何时候 PLC从停止模 式进入运行模式，该扫描的第一扫描位（SM0.1）将被激活。由于PLC执行的速度 很快，从程序状态很难监控到此位的变化，因此可以使用“单次扫描”命令， 它使PLC从停止模式转变成运行模式。执行单个扫描，然后再转回停止模式。 由于PLC只执行一次扫描，与第一扫描逻辑相关的状态信息不会消失，因此可 以查看此信息，进而监控程序。 可在程序编辑器窗口显示要监控的程序部分，确定打开程序状态，将 PLC 置于停止模式，使用“单次扫描”命令。 （2） 多次扫描：单次扫描并不能完全收集系统连续执行时系统状态信息的 变化，需要连续或间断地收集状态信息。可以指定 PLC执行有限次的程序扫描 （从1次扫描至65 355次扫描）。当PLC处于停止模式时，可利用多次扫描特征 查看一次或多次扫描。确定PLC为停止模式后，选择菜单栏中的“排错”“多 次扫描”，出现执行扫描对话矿，如图？所示。在执行扫描对话框中输入所要 进行的扫描次数，单击“确认”按钮。 （3） 程序保存：当然，要想使自己所编写保密，也可以对其进行保密设 置。选择“文件”菜单中的“设置密码” ，打开用密码保护本窗口，在“密 码”及“验证”框中输入相应的密码和验证码即可。当然，若不想对自己的程 序进行保密设置，就在“密码”及“验证”框中不输入任何数值。选择“文 件”菜单中的“保存”选项，之后选择“退出”选项，在出现的项目保存框中 选择“是”即可。 八总结 本次课程设计贴近工业现代自动化控制技术和计算机智能化技术。我们通 过这次专业的学习和实际操作后，能掌握 PLC的基础知识和基本技能。这对我 们今后在毕业工作加工制造行业领域中从事相关领域。 叮叮小文库 很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致 入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备 这项能力就难以胜任未来的挑战。 科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只 有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。 PLC课程设计带给我们的，不全是我 们所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种 能力，更多的则需要我们每个人在课程设计结束后根据自己的情况去感悟，去 反思，勤时自勉，有所收获，使这次设计达到了的真正目的叮叮小文库 参考文献 王庭有等编著可编程控制器原理及应用第二版M.北京：国防工业出 版社，3036 范永生、王岷编.电气控制与PLC应用.第二版M。北京：中国电力出版 社 2007 9294 周美兰、 周封、 王岳宇编著.PLC电气控制与组态设计C.北京： 科技出 版社，2003 7376 宋伯生编著.PLC编程使用指南M.机械工业出版社，2007 8587 陈志新、宗学军编电器与PLC控制技术M.中国林业出版社，2006 9394 郝维来主编.可编程控制器原理与应用M.哈尔滨工业大学出版社.2008 115117 可编程控制器原理与应用 主编：周惠文 电子工业出版社 北京， 2007.8叮叮小文库 附录 S7-200 CN CPU枝术规范 &Ali|&Ali| 1A1A卜：蚩 HAflOdt 24 Alt* 24 Alt* l&l& If If ?t?t 片 砒 168 i168 i 168A168A 18A1?：K62 轨电诵2 2 叮叮小文库 指导教师评语: PLC课程设计成绩评定表 成绩： 指导教师签字: 年 月 日 叮叮小文库