工业机械手PLC控制系统设计

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1、专业课程设计报告题目：工业机械手PLC控制系统的设计系别信息工程系专业电气工程及其自动化班级ZB电气111学生姓名魏亚飞指导教师肖俊明提交日期2012年6月29日目录第1章概述11.1工业机械手的应用领域及PLC特点11.2课题研究目的及意义1第2章工业机械手硬件设计22.1控制要求22.2工作过程32.3硬件的选择32.3.1PLC的选择32.3.2热继电器的选择42.3.3熔断器的选择42.4主电路的设计42.5输入输出点的地址分配5第3章软件设计63.1控制系统工作流程图63.2梯形图7第4章运行调试10第5章心得体会13附录一14参考

2、文献15第1章概述1.1工业机械手的应用领域及PLC特点机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段。国内外都十分重视它的应用和发展。可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工

3、业控制装置。随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一。可编程控制器采用了典型的计算机机构，它主要是由CPU，电源，存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。可编程序控制器的主要特点如下：1.抗干扰能力强，可靠性高。2.控制系统结构简单，通用性强。3.编程方便，易于使用。4.功能完善。5.设计、施工和调试的周期短。6.体积小，维护操作方便。1.2课题研究目的及意义本课题主要研究的是基于工业机械手PLC控制系统的设计,主

4、要包括以下四点：1．根据工业机械手常规运行的特点和要求画出时序图，根据画出的时序图和考虑到特殊情况以及系统故障综合情况来选择可编程控制的型号，进行硬件系统设计，根据PLC的硬件系统级内部资源并画出工业机械手自动控制装置的硬件系统图。并认真检查硬件系统是否符合要求。2．根据工业机械手运行的特点和要求利用所学的可编程控制器的基本指令进行程序设计。并认真检查书写的程序是否符合要求。141．根据设计的PLC硬件系统图进行接线，利用STEP-Micro/WIN32编程软件将程序输入到PLC进行上机操作，直至调试正确。2．通过编程及调试程序，掌握S7-2

5、00PLC的硬件构成及使用方法，摸索并积累编程的技巧及经验，在调试过程中发现问题，综合应用理论知识分析问题，解决问题。通过本课程设计，要达到以下要求：熟悉可编程控制器的主机模块、扩展模块，能够根据控制要求组建、安装PLC控制系统，编写PLC的控制程序并调试系统。在知识、能力和素质等方面达到较高的水平，为今后参加工作能熟练进行本专业的研究设计工作，为工作打下良好的基础。第1章工业机械手硬件设计图2-1机械手控制示意图1.1控制要求第一步是当工作台A上有工件出现时（可以由光藕合器VLC检测到，当检测到有工件时，VLCI1.5=1），机械手开始下降

6、。当机械手下降到位时（可以由限位开关检测到，当下降到位时，I0.5=1），机械手停止下降，第一步结束。第二步是机械手在最低位开始抓紧工件，约10s抓住、抓紧，第二步结束。第三步是机械手夹紧工件上升。当机械手上升到位时（可以由限位开关检测到，当上升到位时，I0.4=1），机械手停止上升，第三步结束。第四步是机械手夹紧工件右移。当机械手右移到位时（可以由限位开关检测到，当右移到位时，I0.7=1），机械手停止右移，第四步结束。第五步是机械手在最右位开始下降。当机械手下降到工作台B到位时（可以由限位开关检测到，当下降到位时，I0.5=1），机械手停

7、止下降，第五步结束。14第六步是机械手开始放松工件，所需时间约为10s，10s之后放开工件，第六步结束。第七步是机械手开始上升。机械手上升到位时（可以由限位开关检测到，当上升到位时，I0.4=1），停止上升，第七步结束。第八步是机械手在高位开始左移，当左移到位时（可以由限位开关检到，左移到位时，I0.6=1），机械手停止左移，第八步结束。机械手工作一个周期完成。等待工件在工作台A上出现转到第一步。1.1工作过程按照设计要求机械手的工作均由电机驱动，它的上升、下降、左移、右移都是有电机驱动来完成的。机械手的初始位置停在原点，按下启动后按扭后，机

8、械手将下降→加紧工件→上升→右移→再下降→放松工件→在上升→左移总共八个动作，也就是一个工作周期。机械手的下降、上升、右移、左移等动作转换，是由相应的限位开关来控制