plc机械手控制毕业论文

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1、PLC机械手控制专业：机电一体化【摘要】在现代工业中，生产过程的机械化、自动化己成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展，自动化已经成为现代企业屮的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，己经随处可见。同吋，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。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

2、，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。本题采用闩本三菱公司的FX2N系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等；电气方而由交流电机、变频器、操作台等部件组成。利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。【关键词】关键词：PLC;机械手；控制.2.1PLC简介PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定吋、计数和运算等

3、操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程屮，每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到儿十微秒之间。PLC用梯形图

4、编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算，把计算结果送给PLC的控制器。相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS,其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成木比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收儿千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC

5、较为合适。通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来釆用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器.2.1.1PLC内部原理PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一的。7入屮央处理单元出电t=^>（CPU）"=^>电z路7图PLC硬件的基本结构图中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能,接受并存储从编程器键入的用

6、户程序和数据，检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能检査用户程序的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接受现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器屮逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算等任务。并将逻辑或算术运算等结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕以后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行为止。与微型计算机一样，除了硬件以外，还必须有软件。

7、才能构成一台完整的PLC。PLC的软件分为两部分：系统软件和应用软件。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。PLC存储空间的分配：虽然大、中、小型PLC的CPU的最大可寻址存储空间各不相同，但是根据PLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区，系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等）和用户程序存储区。在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取

8、。它和硬件一起决定了该PLC的各项功能。系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备（例如：逻辑线圈、数据寄存器、计吋器、计数器、变址寄存器、累加器等）存储区。由于PLC投入运行后，只是在输入釆样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段冰将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要有一定数量的存储单元（RAM）以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元屮的一个位（bit）,