2022年基于PLC和MCGS的机械手控制系统的设计.docx

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1、精品学习资源摘 要在工业生产和其他领域内,由于工作地需要 ,人们常常受到高温 ,腐蚀及有毒气体等因素地危害, 增加了工人地劳动强度,甚至于危及生命.自从机械手问世以来 ,相应地各种难题迎刃而解. 在本设计中介绍了国内外机械手争论现状及PLC 地争论进展趋势 ,描述了机械手掌握系统地工作原理和动作实现过程 .争论了基于 PLC 地机械手模型掌握系统地设计,仍争论了MCGS 在机械手掌握 系统中地应用 .利用组态软件 MCGS 设计了机械手模型掌握系统监控界面,供应了较为直观,清楚 , 精确地机械手运行状态,进而为修理和故障诊断供应了多方面地可能性,充分提高了系统地工作效率 .关键词 :机械手；

2、PLC； MCGS欢迎下载精品学习资源目录摘 要 .1目录 .0引言 .1第一章 绪 论 .11.1 课题争论目地及意义.11.2 国内外机械手争论简况.21.3 课题争论地内容 .3其次章 机械手掌握方式地挑选和可编程序掌握器简介.32.1 机械手掌握方式地挑选.32.2 可编程序掌握器简介.5第三章 机械手模型掌握系统地设计.73.1 机械手掌握系统构件概述.73.2 机械手地动作实现过程.93.3 PLC 程序设计103.4 PLC 程序地调试11第四章 MCGS 在机械手掌握系统中地应用124.1 MCGS 地概述124.2 工程地建立与变量地定义144.3 工程画面地创建174.4

3、动画地连接224.5 组态运行26第五章 结 论27参考文献27附录 1 梯形图29附录 2 PLC 外部电气接线图30欢迎下载精品学习资源引言机械手自二十世纪六十岁月初问世以来,经过 40 多年地进展 ,现在已经成为制造业生产自动化中重要地机电设备. 目前机械手技术有了新地进展:显现了仿人型机械手 ,微型机械手和微操作系统 如 细小工业管道机械手移动探测系统,微型飞行器等 ,机械手化机器 ,智能机械手 不仅可以进行事先设定地动作,仍可依据工作状况相应地进行动作,如回避障碍物地移动 ,作 业次序地规划 ,有效地动态学习等 . 本课题主要争论地是基于PLC 地机械手模型掌握系统地设计, 通过MC

4、GS 将机械手地动作过程进行动画演示,使机械手地动作形象化.供应较为直观 , 清楚 ,精确地机械手运行状态 ,为修理和故障诊断供应多方面地可能性,充分提高系统地工作效率.第一章 绪 论1.1 课题争论目地及意义机械手是工业自动化领域中常常遇到地一种掌握对象.近年来随着工业自动化地进展,机械手逐步成为一门新兴学科,并得到了较快地进展 .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 .特殊是在笨重 ,高温 ,有毒 ,危急 , 放射性 ,多粉尘等恶劣地劳动环境中,机械手由于其显著地优点而受到特殊重视.总之 , 机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件 ,减

5、轻工人劳动强度和实现工业生产自动化地一个重要手段 .国内外都特别重视它地应用和进展. 可编程序掌握器 PLC 是专为在工业环境下应用而设计地实时工业掌握装置.随着微 电子技术 ,自欢迎下载精品学习资源动掌握技术和运算机通信技术地飞速进展,PLC 在硬件配置 ,软件编程 ,通 讯联网功能以及模拟量掌握等方面均取得了长足地进步,已经成为工厂自动化地标准配置之一1. 由于自动化可以节约大量地人力 ,物力等 ,而 PLC 也具有其他掌握方式所不具有地特殊优越性,如通用性好 ,有用性强 , 硬件配套齐全 ,编程方法简洁易学,因此工业领域中广泛应用PLC. 机械手在美国 ,加拿大等国家应用较多 ,如用果实

6、采摘机械手来摘果实, 装配生产线上应用智能机器人等.我国自动化水平本身比 较低 ,因此用 PLC 来掌握地机械手仍比较少.本次课题设计地机械手就是通过PLC 来实现自动化掌握地 .通过此次设计可以更进一步学习PLC 地相关学问 ,明白世界先进水平,尽可能多地应用于 实践 .MCGS 是一套用于快速构造和生成运算机监控系统地组态软件,它能够在基于 Microsoft地各种 32 位 Windows 平台上运行 ,通过对现场数据地采集处理,以动画显示 , 报警处理 ,流程掌握和报表输出等多种方式向用户供应解决实际工程问题地方案,在自动化领域中有着广泛地应用2. 本设计通过 MCGS 组态软件对机械

7、手进行监控,将机械手地 动作过程进行了动画显示,使机械手地动作过程更加形象化.1.2 国内外机械手争论简况机械手自二十世纪六十岁月初问世以来,经过 40 多年地进展 ,现在已经成为制造业生产自动化中重要地机电设备. 目前 , 正式投入使用地绝大部分机械手属于第一代机械手, 即程序掌握机械手 .这代机械手基本上采纳点位掌握系统,没有感觉外界环境信息地感觉器官,主要用于焊接 , 喷漆和上下料 .其次代机械手具有感觉器官,仍旧以程序掌握为基础,但可以依据外界环境信息对 掌握程序进行校正 .这代机械手通常采纳接触传感器一类地简洁传感装置和相应地适应性算法. 现在 ,第三代机械手正在第一,其次代机械手地

8、基础上蓬勃进展起来,它是能感知外界环境与对象 物,并具有对复杂信息进行精确处理,对自己行为做出自主决策才能地智能化机械手.它能识别景物,具有触觉 ,视觉 ,力觉 ,听觉 ,味觉等多种感觉 ,能实现搜寻 ,追踪 ,辨色识图等多种仿生动作,具有专家学问 ,语音功能和自学才能等人工智能3. 目前机械手技术有了新地进展:显现了仿人型机 械手 ,微型机械手和微操作系统如 细小工业管道机械手移动探测系统,微型飞行器等 , 机械手化机器 ,智能机械手 不仅 可以进行事先设定地动作,仍可依据工作状况相应地进行动作,如回避障碍物地移动 ,作 业次序地规划 ,有效地动态学习等 . 机械手地应用领域正在向非制造业和

9、服务业方向扩展 ,并且蓬勃进展地军用机械手也将越来越多地装备部队45.国外方面 :近几年国外工业机械手领域有如下几个进展趋势.机械手性能不断提高 , 而单机价格不断下降；机械结构向模块化,可重构化进展；掌握系统向基于PC 机地开放型掌握器方向进展；传感器作用日益重要；虚拟现实技术在机械手中地作用已从仿真,预 演进展到用于过程掌握 . 国内方面 :目前在一些机种方面,如喷涂机械手 ,弧焊机械手 ,点焊机械手 ,搬运机 械手 ,装配 机械手 , 特种机械手 水下 ,爬壁 ,管道 ,遥控等机械手 基本把握了机械手操作机地设计制造技术, 解决了掌握驱动系统地设计和配置,软件地设计和编制等关键技术 ,仍

10、把握了自动化喷漆线,弧焊欢迎下载精品学习资源自动线及其周边配套设备地全套自动通信,和谐掌握技 术；在基础元件方面 ,谐波减速器 ,机械手焊接电源 ,焊缝自动跟踪装置也有了突破.从 技术方面来说 ,我国已经具备了独立自主进展中国机械手技术地基础 6.1.3 课题争论地内容本课题主要争论地是基于PLC 地机械手模型掌握系统地设计, 包括硬件地设计和软件地设计.通过设计编制PLC 程序实现机械手模型掌握系统地自动掌握.利用组态软件MCGS 设计出人机界面 ,进行设备和数据对象地连接,实现动画连接 ,实现机械手地监控. 通过 MCGS 将机械手地动作过程进行动画演示,使机械手地动作形象化.供应较为直观

11、 , 清楚 ,精确地机械手运行状态, 为修理和故障诊断供应多方面地可能性,充分提高系统地工作效率.其次章 机械手掌握方式地挑选和可编程序控制器简介2.1 机械手掌握方式地挑选传统地工业设备自动掌握主要由继电器或分立地电子线路来实现,这种掌握方式投资相对少一些 ,目前仅在一些旧式地 ,简洁地工业设备中仍有肯定市场,但该掌握方式却有以下致命缺陷 :1 仅适合于简洁地规律掌握；2 仅适合特殊地工程工程,而没有通用性；3 没有改动和优化地可能性 .相伴着工业自动化技术地快速进展,我国工业领域地自动化已经基本实现了从继电器掌握到运算机掌握地转变 ,运算机掌握方式具有以下两个特点: 1 硬件上至少有一个微

12、处理器； 2 通过软件实现掌握思想.目前 ,工业自动化领域比较典型地掌握方式有: 1 可编程序规律掌握器 PLC 2 工业掌握运算机 IPC3 集散掌握系统 DCSPLC 与工业掌握运算机 IPC 和集散掌握系统 DCS 地比较1,各自技术进展地起源 .运算机是为了满意快速大量数据处理要求地设备. 硬件结构方面 , 总线标准化程度高, 兼容性强 ,软件资源丰富 ,特殊是有实时操作系统地支持,故对要求快速 ,实时性强,模 型复杂和运算工作量大地工业对象地掌握占有优势. 集散系统从工业自动化外表掌握系统进展到以工业掌握运算机为中心地集散系统,所以其在模拟量处理,回路调剂方面具有肯定优势,欢迎下载精

13、品学习资源初期主要用在连续过程掌握,侧重回路 调剂功能 .PLC 是由继电器规律系统进展而来,主要应用在工序掌握上 ,初期主要是代替继电器掌握系统 ,侧重于开关量次序掌握方面. 近年来随着微电子技术 , 大规模集成电路技术 , 运算机技术和通信技术等地进展, PLC 在技术和功能上发生了飞跃. 在初期规律运算地基础上,增加了数值运算 ,闭环调剂等功能,增加了模拟量和 PID 调剂等功能模块；运算速度提高 ,CPU 地才能赶上了工业掌握运算机；通信才能地提高进展了多种局部总线和网络 LAN, 因而也可构成为一个集散系统. 特殊是个人运算机也被吸取到PLC 系统中 . PLC在过程掌握地进展将是一

14、智能变送器和现场总线 ,暨向下拓展功能 ,开放总线 .2,相同点 3 青岛农业高校机电工程学院本科毕业设计在微电子技术进展地背景下,从硬件地角度来看 ,PLC,工业运算机 ,集散系统 DCS 之间地差别正在缩小,都将由类似地一些微电子元 件,微处理器 ,大容量半导体储备器和I/O 模件组成 .编程方面也有许多相同点.3,不同点 由于 PLC 和运算机属于两类产品 , 经过几十年地进展都形成了自身地装置特点和软件 工具 ,实际上它们地区分仍旧存在. PLC 用编程器或运算机编程,编程语言是梯形图,功能块图,次序功能表图和指令表等 .集散系统自身或用运算机结构形成组态构成开发系统环境. 特殊需要提

15、出地是 ,PLC 与 STD 总线工控机地区分 ,无论从修理 ,安装和模件功能都很相像 .PLC 更适用于黑模式下运行 ,但在线运行时如要进行较大地程序修改,其才能略逊于 STD 工控机 ,但是从开关量掌握而言 ,PLC 地性能优于 STD 工控机 . 总地来说 ,在挑选掌握器时 ,第一要从工程要求 ,现场环境和经济性等方面考虑.没 有哪种掌握器是肯定完善地,也没有哪种产品肯定差,只能说依据不同地环境挑选更适用地产品7.机械手掌握方式地选定PLC 实现地自动掌握系统 ,其掌握功能基本都是通过设计软件来实现地 ,这种软件是利用PLC 厂商供应地指令系统 ,依据机械设备地工艺流程来设计. PLC

16、自问世以来 ,经过 20 多年地进展 ,在美国 ,欧洲,日本等工业发达国家已成为重要产业 ,当前 ,PLC 在国际市场上已成为最受欢迎地工业掌握畅销产品,用 PLC 设计自 动掌握系统已成为世界潮流. PLC 之所以有生命力,在于它更加适合工业现场和市场地要求:高牢靠性 ,强抗各种干扰地才能 . 编程安装使用简便 ,低价格长寿命 .比之单片机 ,它地输入输出端更接近现场设备 ,不需添加太多地中间部件或需要更多地接口,这样节约了用户时间和成本.PLC 地下端 输入端 为继电器 ,晶体管和晶闸管等掌握部件,而上端一般是面对用户地微型运算机 .人们在应用它时 ,可以不必进行运算机方面地特地培训 ,就

17、能对可编程掌握器进行操作及编程 ,用来完成各种各样地复杂程度不同地工业掌握任务 . PLC 具有许多地优点.机械手掌握系统如采纳PLC 掌握 ,体积小 ,重量轻 ,掌握方式敏捷 ,牢靠性高 ,操作简洁 ,修理简洁 .由于 PLC 所具有地敏捷性 ,模块化 ,易于扩展等 特点 ,可以依据现场要求实现机械手地不同工作要求.机械手采纳 PLC 掌握技术 ,可以大 大提高该系统地自动化程度 ,削减了大量地中间继电器,时间继电器和硬件接线,提高了掌握系统地牢靠性.同时 ,用PLC 掌握系统可便利地更换生产流程,增强掌握功能 8. 综 上所述 ,机械手地掌握方式挑选PLC掌握 .欢迎下载精品学习资源2.2

18、 可编程序掌握器简介可编程序掌握器 Programmable Logic Controller简称 PLC 或 PC,是从早期地继电 器规律掌握系统进展而来,它不断吸取微运算机技术使之功能不断增强,逐步适应复杂地掌握任务 .PLC 和一般地微型运算机基本相同, 也是由硬件系统和软件系统两大部分组成地. PLC 地硬件系统由微处理器CPU, 储备器 EPROM,ROM, 输入输出 I/O 部件 ,电源部件 , 编程器 ,I/O扩展单元和其他外围设备组成.各部分通过总线 电源总线 ,掌握总线 ,地址 总线,数据总线 连接而成9. 其结构简图如下 :图 2-1 PLC 硬件结构图PLC 地软件系统是

19、指PLC 所使用地各种程序地集合, 通常可分为系统程序和用户程序两大部分 . 系统程序是每一个PLC 成品必需包括地部分 , PLC 厂家供应 , 由 用于掌握 PLC 本身地运行 , 系统程序固化在EPROM中. 用户程序是由用户依据掌握需要而编写地程序. 硬件系统和软件系统组成了一个完整地PLC 系统 ,他们是相辅相成 ,缺一不行地 .PLC 地特点 可编程序掌握器是一种以微机处理器为核心地工业通用自动掌握装置,其实质是一种 工业掌握用地专用运算机.国内外现有地机械手系统,它们地掌握形式大都采纳可编程序 掌握器掌握 ,特殊是在智能化要求程度高容量大地现代化工业机械手系统中应用更为普遍.其主

20、要缘由是由于 PLC 具有以下优点 : 1,敏捷 ,通用 在继电器掌握系统中 ,使用地掌握器件是大量地欢迎下载精品学习资源继电器 ,整个系统是依据设计好地电器掌握图 ,由人工布线 ,焊接 ,固定等手段组装完成地,其过程费时费劲 .假如由于工艺上地稍许变化 , 需要转变电器掌握系统地话, 那么原先地整个电器掌握系统将被全部拆除 , 而重新进行布线 ,焊接 ,固定等工作 ,铺张了大量地人力 ,物力和时间 .而可编程掌握器 是通过储备在储备器中地程序实现掌握功能地,假如掌握功能需要转变地话,只需要修改程序以及改动极少量地接线即可. 而且 , 同一台可编程掌握器仍可以用于不同地掌握对象, 只要转变软件

21、就可以实现不同地掌握要求,因此具有很大地敏捷性,通用性 . 2,牢靠性高 ,抗干扰才能强对于机械手系统来说,牢靠性 ,抗干扰才能是特别重要地指标,如何能在各种工作环境和条件 如电磁干扰 ,低温潮湿 ,灰尘超高温等 下,平稳牢靠地工作 ,将故障率降至最低,是研制每一种掌握系 统必需考虑地问题.现代 PLC 采纳了集成度很高地微电子器件, 大量地开关动作由无触点地半导体电路来完成 ,其牢靠性程度是使用机械触点地继电器所无法比拟地 .为了保证 PLC 能在恶劣地工业环境牢靠地工作 ,在其设计和制造过程中实行了一系列硬件和软件方面地抗干扰措施,使其可以适应恶劣地工业应用环境. 3,操作便利 ,修理简洁

22、 PLC 采纳电气操作人员熟识地梯形图和功能助记符编程 ,使用户特别便利地读懂程序和编写 ,修改程序 .对于使用者来说,几乎不需要特地地运算机学问 .工程师编好地程序特别清楚直观 ,只要写好操作说明书 ,操作人员经短期地学习就可以使用 . 4,功能强现代 PLC 不仅具有条件掌握 ,计时 ,计数和步进等掌握功能,而且仍能完成A/D,D/A 转换 ,数字运算和数据处理以及通信联网和生产过程监控等.因此 ,它既可掌握开关量, 又可掌握模拟量；既可掌握一个机械手,又可掌握一个机械手群；既可掌握简洁系统, 又可掌握复杂系统；既可现场掌握,又可远程掌握 . 5,体积小 ,重量轻和易于实现机电一体化由于

23、PLC 采纳了半导体集成电路.因此具有体积小,重量轻 , 功耗低地特点 .且 PLC 是为工业掌握设计地专用运算机 ,其结构紧凑 ,牢固耐用 ,体积小巧 , 并由于具备很强地牢靠性和抗干扰才能,使之易于装入机械设备内部 ,因而成为实现机电一体化特别抱负地掌握设备 10. 同样 ,可编程序掌握器掌握也有其不足地地方 ,在性价比上要高于继电器掌握和单片机掌握 ,其开发潜力要差于单片机,并且通用性不好 ,不同厂家地可编程序掌握器以及其附属单元都是固定专用等等.PLC 地主要功能 PLC 是一种应用面很广 ,进展特别快速地工业自动扮装置,在工厂自动化FA 和运算 机集成制造系统 CIMS 内占重要位置

24、 . PLC 系统主要有以下功能: 1 多种掌握功能； 2 数据采集 ,储备与处理功能；3 通信联网功能； 4 输入,输出接口调理功能；5 人机界面功能； 6 编程 ,调试功能 . PLC 地重量 ,体积 ,功耗和硬件价格始终在降低,虽然软件价格占地比 重有所增加 , 但是各厂商为了竞争也相应地降低了价格.另外 ,采纳 PLC 仍可以大大缩短设计,编程和 投产周期 ,使总价格进一步降低.PLC 产品面临现场总线地进展,将再次革新 ,满意工业与民用掌握地更高需求11.PLC 地经济分析 综上所述 ,在各种环境中 ,使用 PLC 掌握机构设备 ,生产流水线和生产过程地自动化 掌握将越来越广泛 .

25、对 PLC 地经济分析 ,应从以下几方面考虑 : 1, 从影响成本地各个因素综合考虑 对目前生产设备掌握装置来说 ,有三种类型 : 继电器掌握； 半导体器件掌握； PLC 掌握 .价格仅是挑选 PLC 品牌地一个因素 ,而牢靠性是挑选掌握装置时需要考虑 地又一个重要因素 . 2, 从设计 ,生产周期长短考虑 7 青岛农业高校机电工程学院本科毕业设计 不论是对欢迎下载精品学习资源旧设备进行改造,仍是设计新地生产机械设备.毫无疑问 ,生产 ,设计周期越短越好 ,甚至期望边设计,边安装 ,边调试和边生产,特殊是产品更新换代,生产工艺 改造 ,不需改动现有生产设备及其外部接线 , 就能立刻组织生产 ,

26、这不仅节约了劳动力, 而且新产品能尽快投入市场.这无疑给企业增加了活力 ,提高了经济效益 .假如把这些要 求得以实现 ,继电器或半导体都不能满意,而 PLC 就完全可以实现 .这是由于使用 PLC 不必改动外部设备接线,只要对软件进行一些转变就可以了.也就是说只要转变梯形图 , 依据新工艺要求重新输入新程序或修改原程序即可.这既经济又简捷 ,可以达到事半功倍 地成效 . 据调查 ,目前我国70%地机械生产设备 ,都是采纳继电器进行掌握地,除了牢靠性差 外,程序设计也很纷杂.从方案地确立到技术条件地设计以及施工地设计,图面地工作量很大 ,这势必造成设计周期长.而采纳 PLC 掌握可以大大缩短设计

27、周期,甚至有些文件资料也不必绘制成图 .设计人员完全可以利用编程器上屏幕显示来输入,或修改程序使得梯形图能精确无误地反映生产要求 .编程人员也可依据新产品对生产提出地新工艺要求,重 新编写程序并把它储备在 EEPROM模块中去 ,需要加工哪种产品地程序,操作人员可以 随时调用 ,这既简洁 ,便利又保密.PLC 进展状况及趋势现代 PLC 地进展主要有两个趋势:一是向体积更小 ,速度更快 ,功能更强和价格更低地微小型方面进展；二是向大型网络化,高牢靠性 ,好地兼容性和多功能方面进展12. 1, 大型网络化 主要是朝 DCS 方向进展 , 使其具有 DCS 系统地一些功能 . 网络化和通信才能强是

28、 PLC 进展地一个重要方面,向下可将多个PLC,I/O框架相连 ,向上与工业运算机,以太网 ,MAP网等相连构成整个工厂地自动化掌握系统. 2,多功能 随着自调整 ,步进电机掌握 ,位置掌握 ,伺服掌握等模块地显现,使 PLC 掌握领域更 加宽广 .第三章 机械手模型掌握系统地设计3.1 机械手掌握系统构件概述本课题设计使用地是THWJX-1型机械手实物教案试验装置.机械手实物教案模型地机械结构采纳滚珠丝杆 ,滑杆 ,气缸 ,气夹等机械部件组成；电气方面有步进电机,直流 电机 ,步进电机驱动器 ,传感器 ,开关电源 ,电磁阀等电子器件组成.该模型是 PLC 技术, 位置掌握技术 ,气动技术有

29、机结合成一体地教案仪器.步进电机采纳二相八拍混合式步进电机来掌握机械手地动作,相比直流电机有更好地制动 效 果,又加上滚珠丝杆和滑杆协作,使机械手地运动更加稳固.主要特点 :体积小 ,具有较 高地起动和运行频率 ,有定位转矩等优点.本模型中采纳串联型接法,其电气接线图如图3-1 所示 :欢迎下载精品学习资源图 3-1 步进电机电气接线图步进电机驱动器有电源输入部分,信号输入部分 ,信号输出部分等 ,利用驱 动器可以很便利地对步进电机地转速, 方向进行掌握 . 驱动器电源由面板上电源模块供应, 驱动器信号端采纳 +24V 供电 ,需加 1.5K 限流电阻 . 驱动器输入 PLC 通过掌握其输出点

30、来掌握驱动器光耦地开合, PLC 输出线圈得电 当 端为低电平有效 .传感器 本装置中使用地传感器有接近开关和行程开关.基座和气夹地正反转限位采纳接近 开 关金属传感器 ,通过调整基座和气夹上地金属块位置置,可以在肯定范畴内转变基座和气夹 地旋转角度 .机械手地伸缩 ,升降均采纳行程开关来限位,并通过转变行程开关地位置来调剂横轴 和竖轴地运动范畴 . 1,接近开关 :接近开关有三根连接线棕,兰,黑棕色接电源地正极 ,蓝色接电源地负极 ,黑色为输出信号,当与档块接近时输出电平为低电平,否就为高电平 .与 PLC 之间地接线图如下 ,当传感器动作时 ,输出端对地接通 .PLC 内部光耦与传感器电源

31、构成回路 ,PLC 信号输入有效 .欢迎下载精品学习资源图 3-2 传感器工作原理2,行程开关 :当档块遇到开关时,常开点闭合 .直流电机驱动单元本装置中直流电机驱动模块是由两个继电器地吸合与断开来掌握电机地转动方向地 , 从而实现基座和气夹地正反转. 本模型所用输入 , 输出均为低电平有效 . 其中 IN端接 PLC 地输出端口 ,OUT 端接模型地信号输入端.COM 端接 PLC 地传感器电源负端.3.2 机械手地动作实现过程机械手地全部动作由步进电机和直流电机进行驱动掌握 . 步进电机地运动需要驱动器 ,有脉冲输入时步进电机才会动作 ,且每当脉冲由低变 高时步进电机走一步；转变电机转向时

32、 ,需要加方向信号 .机械手地上升 /下降 ,前伸 / 后 缩动作就是通过掌握这两个步进电机地正反转来实现地.基座正转 /反转和气夹正转 /反转 是通过两个继电器地吸合与断开来掌握直流电机地转动方向来实现地 . 机械手地放松 /夹紧 由一个单线圈两位置电磁阀掌握.当该线圈通电时 ,机械手放松；该线圈断电时 ,机械手 夹紧 13. 打开电源 ,按下起动按钮时,开机复位 .机械手地动作示意图如下列图欢迎下载精品学习资源图 3-3 机械手地动作示意图机械手如不在原点就PLC 向驱动器一同时输入脉冲信号和电平信号,步进电机一反转 ,横轴后缩 . 当后缩到位时遇到后限位开关,然后主机向驱动器二输入脉冲信

33、号,步进电机二正转, 机械手上升 .上升究竟时遇到上限位开关,上升停止 ,回到原点 .主机向驱动器二同时输入脉冲信号和电平信号 ,步进电机二反转 ,机械手下降 .降究竟时遇到下限位开关,下降停 止,气夹电磁阀断电,机械手夹紧 .夹紧后 ,主机向驱动器二只输入脉冲信号,步进电机二正转 ,机械手上升 .上升到顶时 ,遇到上限位开关 ,上升停止 .PLC 向驱动器一只输入脉冲信号,步进电机一正转,机械手前伸 ,前伸到位时 ,遇到前限位开关 ,前伸停止 .主 机向驱动器二同时输入脉冲信号和电平信号,步进电机二反转,机械手下降 .降究竟时碰 到下限位开关 ,下降停止 ,同时夹紧电磁阀断电 ,机械手放松

34、.放松后 ,主机向驱动器二只输入脉冲信号,步进电机二正转,机械手上升 .上升到顶时 ,遇到上限位开关,上升停 止.上升到顶时 ,遇到上限位开关 ,上升停止 .PLC 向驱动器一同时输入脉冲信号和电平信号 ,步进电机一反转 ,横轴后缩 .机械手后缩 ,当后缩究竟时遇到后限位开关,然后主 机向驱动器二同时输入脉冲信号和电平信号,步进电机二反转,机械手下降 .下降究竟时 遇到下限位开关,下降停止 , 回到原点 .至此 ,机械手经过八步动作完成一个循环14.3.3 PLC程序设计I/O 点数地确定及 PLC 类型地挑选本次设计使用地是THWJX-1型机械手实物教案试验 装置 .本装置需采纳晶体管输出型

35、可编程掌握器 ,可同时输出两路脉冲到步进电机驱动器,掌握步进电机运行 .由于机械手系统地输入 /输出点少 ,要求电气掌握部分体积小,成本低 ,并能够用运算机对 PLC 进 行监控和治理 ,该机械手地掌握为纯开关量掌握,且 I/O 点数不多 ,仅需 11 个输入点和 9 个输出点 , 考虑留有肯定地裕量 . 应选用日本三菱公司生产地多功能小型FX1N-24MT-D主欢迎下载精品学习资源机,该机输入点为 14 个,输出点为 10 个15.PLC 地 I/O 安排 依据机械手动作地要求及机械手实物教案试验装置说明指导,输入,输出点安排如表所示 .图 3-4 PLC 地 I/O 安排表PLC 程序地设

36、计 梯形图见附录 1.3.4 PLC程序地调试由于 PLC 是特地为工业生产环境设计地掌握装置,因此一般不需要实行什么特殊措施,就可以直接在工业环境中使用.但环境过于恶劣,电磁干扰特殊剧烈,或安装使用不当,都将不能保证PLC 正常 ,安全,牢靠地运行 .因此 ,争论 PLC 设计调试就具有特别重要地意义 .PLC 掌握地安装与布线1, 输入接线 1 输入接线一般不要超过30m.但假如环境干扰较小,电压降不大时 ,输入接线 可适当长些 . 2输入 ,输出线不能用同一根电缆,输入 ,输出线要分开 . 3 利用一般二极管恰当地串接在PLC 输入回路中 ,防止信号干扰 ,使 PLC 输入信 号大大增强

37、 . 2, 电源接线 电源是 PLC 引入干扰地主要途径之一, PLC 应尽可能取用电压波动较小, 波形畸变较小地电源 , 这对提高 PLC 地牢靠性有很大帮忙 . PLC 地供电线路应与其他大功率用电设备或强干扰设备 如高频炉 ,弧焊机等 分开.为了提高整个系统地抗干扰才能,可编程序掌握器供电回路一般可采纳隔离变压器 ,沟通稳压器 ,晶体管开关电源等 .我们正是用了 隔离变压器和沟通稳压器来抗干扰 .隔离变压器是初级和次级之间采纳隔离屏蔽层,用漆 包线或同等非导磁材料组成,电器回欢迎下载精品学习资源路上不答应短路 ,两极各引出一个接地抽头.初级与 次级之间地静电屏蔽要联结到零点位,接地抽头配

38、电容耦合最终引出到接地点.在选用交 15 青岛农业高校机电工程学院本科毕业设计流稳压器时 ,一般可依据实际最大需求容量地130% 运算 .这样可以保证稳压特性又有助于稳压器工作牢靠 16. PLC 供电电源为 50Hz,220V 10%地沟通电 .由于本设计使用地是FX1N 系列可编程 掌握器 ,所以有直流 24V 输出接线端 .该接线端可为输入及传感器如光电开关或接近开关供应直流 24V 电源. 3,接地 正确挑选接地点,完善接地系统接地地目地通常有两个,其一为了安全 ,其二是为了 抑制干扰 . 完善地接地系统是PLC 掌握系统抗电磁干扰地重要措施之一. 系统接地方式有: 浮地方式 ,直接接

39、地方式和电容接地三种方式.对 PLC 掌握系统而言 ,它属高速低电平控制装置,应采纳直接接地方式.良好地接地是保证PLC 牢靠工作地重要条件,可以防止偶 然发生地电压冲击危害 .所以我们给可编程掌握器接上了专用接地线.机械手掌握系统地外部接线图PLC 外部电气接线图见附录2机械手掌握程序地调试在程序调试过程中显现了一系列地问题,但最终都一一解决了 .在使用 STL 指令编程时,刚开头由于对STL 指令把握地不是很好 ,所以犯了不少错误,加上机械手模 型装置本 身存在地一些问题,所以在调试程序时,机械手动作不符合掌握要求.经过不断查阅资料, 争论 ,改进 ,最终程序调试胜利.机械手运行良好 ,动

40、作正确 ,符合掌握要求 .第四章 MCGS 在机械手掌握系统中地应用4.1 MCGS地概述MCGSMonitor and Control Generated System,通用监控系统 是一套用于快速构造和生成运算机监控系统地组态软件. 它能够在基于 Microsoft地各种 32 位 Windows平台上 运行,通过对现场数据地采集处理 ,以动画显示 ,报警处理 ,流程掌握和报表输出等多种方式向用户供应解决实际工程问题地方案,在自动化领域有着广泛地应用.其主要特点和 功能大体为 :具有简洁敏捷地可视化操作界面 ,实时性强 ,有良好地并行处理性能,有丰 富生动地多媒体画面,开放式结构 ,广泛地数据猎取和强大地数据处理功能,完善地安全 机制 ,强大地网络功能 ,多样化地报警功能 ,支持多种硬件设备 ,便利掌握复杂地运行流程,良好地可保护性和可扩充性,设立对象元件库组态工作简 单便利 ,能实现对工控系统地分布式掌握和治理等等17.MCGS 系统包括组态环境和运行环境两个部分. 用户地全部组态配置过程都在组态环境中进行 ,组态环境相当于一套完