plc课程设计控制机械手操作

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1、序言在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的

2、自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本文应用西门子公司生产的可编程控制器S7-200PLC，实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。本次课程设计我们将用机械手来设计传送分检货物装置，分别检出

3、大、小铁球。如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球，则将小球放入装小球的箱子里；如果传送机底下的电磁铁吸住大铁球，则将大球放入装大球的箱子里。本次课程设计的目的是培养我们的综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。26第一章总体设计思路传送机分检货物示意图如图所示。传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球，则将小球放入装小球的箱子里；如果传

4、送机底下的电磁铁吸住大铁球，则将大球放入装大球的箱子里。传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动，传送机的左、右运动则由另外一台电动机带动。初始状态时，传送机停在原位。当按下传送机的启动按钮后，电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。如果传送机在下降过程中压合行程开关ST2，电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球，然后上升右行至行程开关ST4的位置，电磁铁下降，将小球放入小球箱中。如果电磁铁由原位下降后未压合行程开关ST2，则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球，然后右行至行程开关ST5位置，电磁铁下降，将大球放入大球箱中。左行回到ST1处重复以上过程

5、。ST3为传送机上限位行程开关。如图1-1所示。ST6大球箱小球箱接近开关混合球箱电磁铁ST2ST3ST1ST4ST5图1-1工作原理图26第二章硬件设计硬件是一部机器的最基本的东西，本章主要介绍PLC的硬件部分设计，包括硬件接线图和PLC输入输出连接。2.1PLC类型选择根据传送分检机的系统示意图，控制系统选用西门子S7-200系列的CPU224XPCN。其数字量I/O点数为14入/10出，可以满足控制要求且留有充足的裕量。2.2系统硬件接线图PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC5V、±12V、24V等

6、直流。小型PLC一般都可以为输入电路和外部的电子传感器提供24V直流电源。如图2-1所示。图2-1硬件接线图根据所选PLC类型，以及设定好的I/O点分配情况，可设计出PLC的外部硬件接线图。如图2-2所示。26图2-2PLC输入输出接线图26第三章软件设计软件是一部机器的灵魂，本章主要介绍本设计的顺序功能图和梯形图。3.1顺序功能图根据图2-1，首先把限位开关换成相应的输入开关，并把每个输入开关的功能介绍出来。如表3-1所示。表3-1输入功能表开关ST1ST2ST3ST4ST5ST6功能左限位选择大球或小球上限位小球右限位大球右限位下限位单周与连

7、续选择开关输入I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I0.0同理，把输出线圈的功能介绍一下，如表3-2所示。表3-2输出功能表输出Q0.0Q0.1Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7功能下降吸球上升右行松手左行回原点保护根据上面两个表格，接下来我们设计出PLC的顺序功能图。如图3-1所示26M0.0M0.1M0.2M0.4M0.6M1.3Q0.0Q0.1T37Q0.3Q0.4Q0.0M0.3Q0.1T38M0.5Q0.3M0.7M1.4Q0.4Q0.0M1.0M1.1M1.2Q0.5T38Q0.3Q0.6图3-1顺序功能图3

8、.2梯形图由顺序功能图，可以编出相应的PLC的程序梯形图。梯形图如图3-2所示。262626262626图3-2程序梯形图26第四章调试