基于S7200PLC的坐标式 机械手控制系统设计new

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1、学号091401149《电气控制与可编程控制技术》课程设计（2009级本科）题目：基于S7-200PLC的坐标式机械手控制系统设计系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：曹国虎指导教师：张静职称：副教授完成日期：2012年12月14日课程设计任务书2012年秋季学期学生姓名曹国虎学号091401149专业方向电力系统班级09级（1）班题目名称基于S7-200PLC的坐标式机械抓手控制系统设计一、设计要求：设计一个基于S7-200PLC的坐标式机械抓手控制系统，实现下图的控制

2、功能：二、设计任务及编写要求：学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行坐标式机械抓手控制系统设计、硬件系统设计、软件系统设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。1.设计出硬件系统的接线图，软件系统流程图等；2.进行PLC控制程序设计，做出程序梯形图；3.进行系统调试，实现坐标式机械抓手的控制要求。三、设计进度及安排：第一周：星期一、二讲解设计课题内容、布置任务及要求星期三、四PLC输入输出接线图，初步设计星期五梯形图，控制面板

3、图初步设计第二周：星期一、二PLCI/O接线图，梯形图，控制面板的修改星期三、四绘图，系统调试，写说明书及操作使用说明星期五完善上述设计内容，装订设计说明书，答辩指导教师签字：年月日目录一、设计目的1二、设计任务及要求12.1控制要求12.2设计任务2三、系统的硬件设计23.1PLC的选型23.2I/O分配表33.3硬件接线图33.4PLC外围端子接线图4四、系统的软件设计44.1程序设计的流程图44.2程序设计顺序功能图54.3程序设计梯形图7五、系统调试11六、设计总结16七、参考文献17一、

4、设计目的通过对S7-200PLC的坐标式机械抓手控制系统的工作原理分析、系统设计、编程及上机调试工作的实践，了解了电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握了外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。二、设计任务及要求2.1控制要求如图1坐标式机械抓手控制示意图所示，其控制要求主要有：图1机械手控制示意图图2工作过程图171.只要D点有工件，机械手臂先下降，将工件抓取后上升；2.将工件抓取搬运到E点上方，机械手再次下降后放开工件；3.机械手臂上升，最后机械手臂回到原点

5、；4.C缸在抓取或放开工件后，都需要10s的延时；5.当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带电机转动以运走工件。2.2设计任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行基于S7-200PLC的坐标式机械抓手原理设计、硬件系统设计、软件系统设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1.设计出硬件系统的接线图、软件系统流程图等；2.进行PLC控制程序设计，做出程序梯形图；3.进行系统调试，实现坐标

6、式机械抓手的控制要求。三、系统的硬件设计3.1PLC的选型S7-200PLC它有四种不同的型号，由于设计要求有6个输入点和7个输出点，因而选择S7-CPU224最为合适。CPU224主机数字量I/O点为14输入/10输出共24个；扩展能力强，可连续7个扩展模块，最大扩展至168个数字量I/O点或35路模拟量I/O点；13KB程序和数据存取空间；6个独立的30KHz高数计数器，2路独立的20KHz高数缓冲输出，具有PID控制器；I/O端子排可能很容易地整体拆卸，是具有将强控制能力的控制器。173.2

7、I/O分配表表1I/O分配表：输入点输出点名称地址功能名称地址功能LS0I0.0启动按钮HLQ0.6原始位指示灯LS1I0.1左限位开关YV1Q0.0A臂左移LS2I0.2右限位开关YV2Q0.1A臂右移LS3I0.3下限位开关YV3Q0.2B臂上移LS4I0.4上限位开关YV4Q0.3B臂下移LS5I0.5E点有无工件YV5Q0.4抓手CYV6Q0.5电动机MC3.3硬件接线图图3坐标式机械抓手控制系统的PLC硬件接线图173.4PLC外围端子接线图图4PLC外围端子接线图四、系统的软件设计4.

8、1程序设计的流程图程序设计流程图如图5示：17图5程序流程图4.2程序设计顺序功能图顺序功能图如图6所示17图6顺序功能图174.3程序设计梯形图17171717五、系统调试图7初始状态的监控状态17图8机械手下降的监控状态图9抓手加紧的监控状态17图10机械手加紧物体后上升的监控状态图11机械手左移的监控状态17图12机械手夹着物体下降的监控状态图13机械手松开物体的监控状态17图14机械手松开物体后上升的监控状态图15机械手右移、电动机运转的监控状态17六、设计总结在经过两周的