2022年PLC彩灯和机械手课程设计方案.docx

课题PLC 课程设计舞台灯光的模拟及机械手的模拟掌握工程设计院 系电子信息工程学院专业电气自动化（船舶电气）班级电气 095姓名王臣锋学号完成日期0902021342021 年 9 月 25 日指导老师蒋金周实训地点实训楼 731/803论文概述：可编程掌握器 Programmable Controller是运算机家族中的一员，是为工业掌握应用而设计制造的；早期的可编程掌握器称作可编程规律掌握器Programmable Logic Controller，简称 PLC，它主要用来代替继电器实现规律掌握； PLC实质是一种专用于工业掌握的运算机，其硬件结构基本上与微型运算机相同，基本构成为：a、电源；b.中心处理单元 CPU ； c、储备器； d、输入输出接口电路； e、功能模块；f 、通信模块；PLC作为一种特别形式的运算机掌握装置,比以往使用专用机开发的工业掌握系统更具通用性在自动化领域有着广泛的应用，而本文所介绍的舞台灯 光和机械手程序，就是其中典型的代表；课题一： 舞台灯光的模拟掌握一、课程设计目的与要求：随着微电子技术和运算机技术的快速进展，PLC 在工业掌握领域内得到非常广泛地应用；从单机自动化到整条生产线的自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从柔性制造系统、工业机器人到分散式网络化掌握系统，PLC 都承担着及其重要的角色；从应用的角度来说，学习PLC技术不仅要靠把握系统配置和编制程序的方法，更需要通过详细的编程操作实践训练，系统集成（PLC 外部接线、输入信号处理、输出掌握对象、功能模块组装）实训，系统的调试、纠错和运行等实践环节，才能不断加深对PLC指令功能及特点的懂得和熟识，把握编程方法，提高编程技巧，真正具备PLC技术的综合应用和设计才能；二、设计内容及掌握要求（流程图及文字说明）（ 1） 本试验是用 PLC构成舞台灯光掌握系统，按启动按钮，按以下规律显示： 1-2-345678 9 10-11-12-13-14-15-16-15- -1-12-123-1234- 至全亮间隔 1S 闪耀 3 次,78-6789-5678910- 全亮闪耀 3次,1-13-135- 至奇数灯全亮， 2-24-246 至偶数灯全亮， 116-215-314- -78 ，78-69-510- -116如此循环；以上闪耀以间隔一秒为准；按下停止按钮，程序马上停止运行；（ 2）舞台灯光的模拟试验面板图(3) 流程图初始状态SD启动右行Y0花样二C0 C0花样三C11-2-3-4.15-16-15.-2-11-12-123.至全亮隔 1s 闪耀3 次89-78910-67891011-.全亮闪耀 3 次C1花样四Y16花样五Y17 花样六Y7花样七1-13-135-至奇数灯全亮2-24-246.至偶数灯全亮116-215-314.-89Y17按下停止按钮 SB2后, 程序立刻停止运行；三、仪器设备：FX2N-48MR掌握器、 FX20P-E 型编程器、输入输出接口单元、通信单元、电脑及编程软件、掌握对象设备等等；四、 PLC硬件接线图：+24VY01Y12Y23X0Y34X0Y45X1X1FX2N 48MRY56Y67Y78Y109Y1110Y1211Y1312COMCOM1 COM2 COM3 COM4五、 PLC掌握输入输出安排表、梯形图及指令表，及其工作原理：（ 1）输入输出安排表输入接线启动开关停止按钮X0X1输出接线灯 1Y0灯 2Y1灯 3Y2灯 4Y3灯 5Y4灯 6Y5灯 7灯 8Y6Y7灯 9灯 10Y10 Y11灯 11Y12灯 12灯 13Y13Y14灯 14Y15灯 15灯 16Y16Y17（ 2） 梯形图（ 3）指令表（ 4）工作原理当按下启动按钮 X1时，依据如下规律显示： 12-3 456 7 89 10-11-12-13-14-15-16-15- -1-12-123-1234- 至 全 亮 间 隔 1S 闪 烁 3次 ,78-6789-5678910- 全亮 闪 烁 3 次,1-13-135- 至奇 数灯 全 亮， 2-24- 246至偶数灯全亮116-215-314 -78,78-69-510 -116 如此循环，以上闪耀以间隔一秒为准；当按下停止按钮x1时，此时 Y0 Y17全部被复位， 舞台灯光全部熄灭，同时计数器 T0 T11、帮助继电器 M0 M16、计数器 C0 C2被清零等待下次的启动；课题二： 机械手动作的模拟掌握一、课程设计目的与掌握要求（流程图及文字说明）：1、课程简介：机械手是能够仿照人手动作，并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓（吸）取、搬运工件或工具或进行操作的自动扮装置，它能部分的代替人的手 工劳动；较高级型式的机械手，仍能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业； 在机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大地改善了工人的劳动条件， 显著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐；本文的设 计是利用 PLC 掌握灯泡的开与关来实现机械手对物体的搬运过程；通过按钮来进行对机械手的掌握，不仅有自动掌握简洁便利，而且仍有手动掌握以满意 条件的需要；2、设计要求：图中为一个将工件由 A 处传送到 B 处的机械手，上升 / 下降和左移 / 右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成；当某个电磁阀线圈通电，就始终保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止；另外，夹紧/ 放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作；设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如下列图，有八个动作，即为：为了满意生产的需要，很多工业设备要求设置多种工作方式，例如手动放式和自动方式；自动方式又分为自动返回原点、单步、单周期和连续等工作方式；各种运行方式的含义如下：手动运行：用各自的按钮使各个负载单独接通或断开的方式； 回原点运行：该方式下按回原点按钮时，机械自动向原点回来；单步运行：按一次起动按钮，前进一个工步（或工序）；单周期运行：在原点位置按起动按钮，自动运行一个周期后再在原点停止；在中途按停止按钮时就停止运行，再按起动按钮就从断点处开头运行，完成之后原点自动停止；连续运行：在原点位置按起动按钮，开头连续的反复运行；如中途按停止按钮，动作将连续到原点为止才停；3、机械手动作的模拟试验面板图此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟， 电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟；4、流程图初始状态SB1Y0下降X12Y13夹紧T0下限位上限位右限位X2 X3X1x1T1x2x3X2Y2上升右移下降Y3松开Y0上升左移RST Y1AC 220V左限按位下停止按钮 SB2后, 程x4序立刻停止运行；上行x5左行三、仪器设备：x67Y2负载电源松开FX2N -48MR 掌握器、xF7 X20P-E 型编程器、输入输出接口单紧元急、停车通信单元、电脑及编程下降软件、掌握对象设备等等x10Y4KMKM右行四、 PLC硬件接线图：x11加紧x12x20手动COM1KMKM回原五点、 PLC掌握输入输出x2分1配表、梯形图及CO指M2令表，及其工作原理：单步（ 1）输入输出安排表单周期x22x23下降Y0Y1加紧连续回原点启动输x入24启动按钮X000x25下限开关X001 Y2下降输出上升 Y000上限开关X002右限开关X003加紧、放松启动x26右行 Y001Y3停止左限开关X004x27 复位按钮X005上升Y002单步X010COM 单周期X011左行Y004自动X012回原点X013原点指示Y005下降按钮X014上升按钮X015右移按钮X016左移按钮X017夹紧按钮X020放松按钮X021停止按钮X006手动X007 Y4右行左行 Y003（ 2）梯形图（ 3）指令表六、收成、体会本次课题的设计基本是依据 PLC 及电气的相关学问来完成的，可以看出在工业生产过程中自动化掌握的应用是多么的广泛；考虑到可编程掌握的诸多优势以及便利调试与修改，本设计选用了此方法来实现掌握；PLC 的程序设计是 PLC 应用的最关键问题，也是整个电气掌握系统设计的核心；当拿到一个课题时第一要对它进行系统分析，熟识系统掌握对象确定掌握范畴，然后制定 掌握方案，进行 PLC 选型，接着对硬件和软件进行设计，全部这些确定后才能开头真正的设计即编制程序；程序的编制肯定要和硬件的设置对应起来，否 就就算编程正确也不能正确输出；就一个课题而言它的要求只是个大致的掌握 情形，而在设计中一些详细的细节类掌握方案要靠自己去完善，有时候为了方 便观看运行后的成效可以添加一些帮助元件，如指示灯之类的输出元件；整个 设计过程实际是对我们所学学问的综合考核，除次之外，论文的写作其中使用 到很多运算机的学问和专业学问，例如使用CAD 软件来画图截图，娴熟操作WORD 以及 EXCEL 软件，以及其他相关学问等等；设计的完成不仅巩固和提高了我们的专业学问仍使我们学到了很多书本以外的东西，遇到问题先自己分 析考虑再和同学争论并向老师请教，在实际运行时锤炼了自己的动手才能，调 试过程也是发觉错误和改正错误的过程，在实践中不断完善；当真正的调试成 功时内心的兴奋是无法言表的，只有真正亲身体验才能明白，设计的胜利是对 自己的一个确定，对在学校三年所学学问的一个考查，虽然只是很小的一个方面却也达到了真正意义上的锤炼；现在该课题的设计已经终止，虽然设计内容不算复杂，但对我来说仍是一个庞大的挑战；在这期间，我努力的向同学请 教，和同学沟通，积极借阅资料，这些都让我有了很大的进步；又经过老师的耐心讲解和指导，该设计得以顺当的完成；七、列出参考文献1. 可编程掌握器教程王兆义主编北京：机械工业出版社，2004 2电机掌握与供电基础张继和等编成都：西南交通高校出版社， 2000 3电气掌握及可编程掌握器张风珊主编北京：中国轻工业出版社，1999 4PLC技术及应用齐从谦等编 北京：机械工业出版社，2001 5可编程掌握器原理与程序设计谢克明等编北京：电子工业出版社，2002 6可编程掌握器常斗南主编北京：机械工业出版社，2002