plc机械手操作控制装置课程设计方案 .docx

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1、精品名师归纳总结PLC 课程设计专 业：电气工程及其自动化班 级：姓 名：学 号：设计题目： plc 机械手操作掌握装置课程设计分分设计报告格式 20 分设计内容 60 分1010封面页面布局目录格图表质35式3量4间工系电气原理图系动总可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结距、艺过行程距、分字体析68统I/O控分制配要5求8设备主控选电制型路电58路8外 统 手 印 总计围 程 实 象 得分接 序 践 评线 设 能 分图 计 力 108 10 10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目 录前言 3一 设计目的及主要内容 41.1 设计目的 41.2. 主要内容 4二 气

2、动机械手的操作要求及功能 42.1. 操作要求 42.2 操作功能 5三 PLC 及机械手的挑选和论证6 3.1PLC63.1.1 PLC 简介 63.1.2 PLC 的结构及基本配置 63.1.3 PLC 的挑选及论证 .73.2 机械手 73.2.1 机械手简介 73.2.2 机械手的挑选 8四 硬件电路设计及描述 84.1 操作方式 84.2 输入与输出安排表及 I/O 安排接线 9五 软件电路设计及描述 105.1 机械手的操作系统程序 105.2 回原位程序 105.3 手动单步操作程序 115.4 自动操作程序 125.5 机械臂传送系统梯形图 125.6 指令语句表 13可编辑资

3、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结六 心得体会 15参考文献 16前言高校四年的本科学习即将终止，毕业设计是其中最终一个环节，是对以前所学的学问及所把握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的快速进展，采纳 PLC的技术得到愈来愈广泛的应用。可编程序掌握器（ Programmable Logic Controller ），简称 PLC，是在继电次序掌握基础上进展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化掌握装置。随着电子技术和运算机技术的迅猛进展， PLC 的功能也越来越强大，更多的具有运算机的功能，所以又简称 PC（ PROGRAMMABLE CONTR）OL，LE但R是为了不和 PERS

4、ONAL COMPUT混E淆R ，仍习惯称为 PLC。目前 PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的进展，并且现今已显现 SOFTPL，C 更是 PLC 领域无限的进展前景。本文主要通过气动机械臂的 PLC掌握来介绍 PLC的详细应用，让我们更熟识 PLC，为今后学习打下基础。机械手采纳 plc 掌握，具有牢靠性高，转变程序敏捷等优点。无论进行时间掌握仍是掌握或混合掌握，都可以通过设置 plc 的程序实现。可以依据机械手的动作次序转变程序，是机械手通用性更好 。采纳气压传动，动作快速，反应灵敏，能实现过载爱护，便于自动掌握。工作环境适应性好。阻力缺失和泄露削减。不会污染环境，造价低。一 设计

5、目的及主要内容1.1 设计目的1、培育 plc 设计才能。 2、扩展学问结构。 3、培育综合运用才能。 4、是课堂教案的有益补充。通过本次课程设计，进一步加强自己对机械手和 PLC 的熟识，以及它们在生活中广泛应用。1.2 主要内容1. 正确选用机械手和PLC类 2.绘制 I/O安排 3.设计梯形图 4. 指令语句可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5. 模拟调试二 气动机械手的操作要求及功能2.1 操作要求气动机械手的动作示意图如图1 所示，气动机械手的功能是将工件从A 处移送到 B 处。掌握要求为：1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能

6、保持原先的状态，必需驱动反向的线圈才能反向运动。2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1。右行、左行的电磁阀线圈为 YV3、YV4。3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件。4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S 实现。5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现。2.2所示。机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。、回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，就机械手自动返回原位。、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运行一个周期。、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下启

7、动安钮，机械手就会连续循环工作，直到按下停止安钮。、传送工件时，机械手必需升到最高点才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时遇到其他工件。7、显现紧急情形，按下紧急停车按钮时，机械手停止全部的操作。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三 PLC及机械手的挑选和论证3.1 PLC3.1.1 PLC简介可编程掌握器（简称）：是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采纳一类可编程的储备器，用于其内部储备程序，执 行规律运算 , 次序掌握，定时，计数与算术操作等面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入 / 输出掌握各种类型的机械或生产过程。PLC 具有通用性强、使用便利

8、、适应面广、牢靠性高、抗干扰才能强、编程简洁等特点。可以预料：在工业掌握领域中，PLC 掌握技术的应用必将形成世界潮流。3.1.2 PLC的结构及基本配置一般讲， PLC 分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块 CPU板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成如干型号，并按 I/O 点数又有如干规格。对模块式PLC，有 CPU模块、 I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其 I/O 才能可按用户需要进行扩展与组合。CPU：PLC中的 CPU是 PLC的核心，起神经中枢的作用，每台 PLC至少

9、有一个 CPU。与通用运算机一样，主要由运算器、掌握器、储备器及实现它们之间联系的数据、掌握及状态总线构成，仍有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行掌握的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于储备程序及数据，是 PLC不行缺少的组成单元。储备器：可编程序掌握器的储备器分为系统程序储备器和用户程序储备器。I/O 模块： PLC的对外功能，主要是通过各种 I/O 接口模块与外界联系的。电源模块：有些 PLC中的电源，是与 CPU模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为 PLC 各模块的集成电路供应工作电源。同时，有的仍为输入电路供应 24V 的工作电源。电源以其输入类型有：沟通电源，加

10、的为沟通220VAC或 110VAC，直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PLC 的外部设备：外部设备是PLC系统不行分割的一部分，它有四大类1. 编程设备 2.监控设备 3.储备设备 . 4.输入输出设备 .3.1.3 PLC挑选及论证考虑到机械手工作的稳固性、牢靠性以及各种掌握元器件连接的敏捷性和便利性，采纳 PLC作为核心掌握器，各掌握对象都必需在PLC的统一掌握下协同工作，同时考虑到工作流程和造价。所以我们采纳日本三菱公司的FX2N- 32MR型 PLC16 点输入、 16 点输出 。三菱 FX2N系列可编程掌握器是小型化， 高速度

11、，高性能的产品，是 FX系列中最高档次的超小型程序装置。性能规格： FX2N性能规格运转掌握方法通过储存的程序周期运转 I/O掌握方法 批次处理方法（当执行END指令时） I/O指令可以刷新运转处理时间基本指令：0.08 s 应用指令： 1.52至几百微秒 ，指令编程语言 规律梯形图和指令清单使用步进梯形图能生成SFC类型程序程式容量 8000 步内置 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.2 机械手3.2.1 机械手简介可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mechanical hand也被称为自动手， auto hand能仿照人手和臂的某些动作功可编辑资料 - -

12、 - 欢迎下载精品名师归纳总结能，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爱护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手简述 : 机械手的形式是多种多样的，有的较为简洁，有的较为复杂， 但基本的组成形式是相同的，一般由执行机构、传动系统、掌握系统和帮助装 置组成。1. 执行机构机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。支柱用来支撑手臂，也可以依据需要做

13、成移动。2. 传动系统执行机构的动作要由传动系统来实现。常用机械手传动系统分机械传动、液压传动、气压传动和电力传动等几种形式。3. 掌握系统机械手掌握系统的主要作用是掌握机械手按肯定的程序、方向、位置、速度进行动作，简洁的机械手一般不设置专用的掌握系统，只采纳行程开关、继电器、掌握阀及电路便可实现动传动系统的掌握，使执行机构按要求进行动 作动作复杂的机械手就要采纳可编程掌握器、微型运算机进行掌握。3.2.2 机械手挑选由于机械手是在搬运中的应用，所以采纳传送带加旋转的机械手类型。此机械手易于操作，性能牢靠。并且依据要求，我们设计的是气动机械式。 四 硬件电路设计及描述4.1 操作方式设备的操作

14、方式一般可分为手动和自动两大类，手动操作方式主要用于设备的调整，自动操作方式用于设备的自动运行。手动操作方式 -手动操作：用单个按钮接通或断开各自对应的负载。-回原点：按下回原点按钮，使设备自动回来到原点位置。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结自动操作方式 -单步运行：每按一次启动按钮，设备前进一个工步。-单周期运行：在原点位置时，按下启动按钮设备自动运行一个周期后停止原位。途中按下停止按钮，设备停止运 行。再按下启动按钮时，设备从断点处连续运行，直到原位停止。-连续运行：在原点位置按下启动按钮，设备按既定工序连续反复运行。中途按下停止按钮，设备运行到原位停止。4.2 输入和输出

15、点安排表及I/O 安排接线表 1 机械臂传送系统输入和输出点安排表名称代号输入名 称代号输入名 称代号输出启动SB1X0左限位SQ1X8单周期SB13X16停止SB2X1右限位SQ3X9回原点启动SB14X17上升SB3X2上限位SQ2X10电磁阀下降YV1Y0下降SB4X3下限位SQ4X11电磁阀上升YV2Y1左移SB5X4手动SB9X12电磁阀左行YV3Y2右移SB6X5自动SB10X13电磁阀右行YV4Y3放松SB7X6回原点SB11X14电磁阀夹紧YV5Y4夹紧SB8X7单步SB12X15可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I/O 安排及接线图I五 软件电路设计及描述5.1

16、 机械手的操作系统程序操作系统包括回原点程序，手动单步操作程序和自动连续操作程序，如图3所示。其原理是：把旋钮置于回原点， X16 接通，系统自动回原点， Y5 驱动指示灯亮。再把旋钮置于手动，就X6 接通，其常闭触头打开，程序不跳转（CJ 为一跳转指可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结令，假如 CJ 驱动，就跳到指针 P 所指 P0 处），执行手动程序。之后，由于X7 常闭触点，当执行CJ 指令时，跳转到 P1 所指的终止位置。假如旋钮置于自动位置，（既 X6 常闭闭合、 X7 常闭打开）就程序执行时跳过手动程序，直接执行自动程序。5.2 回原位程序回原位程序如图4 所示。用 S

17、10S12 作回零操作元件。应留意，当用S10S19 作回零操作时，在最终状态中在自我复位前应使特别继电器M8043 置1。5.3 手动单步操作程序如图 5 所示。图中上升 /下降，左移 /右移都有联锁和限位爱护。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.4 自动操作程序自动操作状态转移见 图 6 所示。当机械臂处于原位时，按启动X0 接通，状态转移到S20，驱动下降Y0，当到达下限位使行程开关X1 接通，状态转移到S21，而 S20 自动复位。S21 驱动 Y1 置位，延时 1 秒，以使电磁力达到最大夹紧力。当T0 接通，状态转移到 S22，驱动 Y2 上升， 当上升到达最高位，

18、X2 接通，状态转移到 S23。S23 驱动 Y3 右移。移到最右位， X3 接通，状态转移到 S24 下降。下降到最低位， X1 接通，电磁铁放松。为了使电磁力完全 失掉，延时 1 秒。延时时间到， T1 接通，状态转移到S26 上升。上升到最高位， X2 接通，状态转移到S27 左可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结移。左移到最左位，使X4 接通，返回初始状态，再开头其次次循环动作。在编写状态转移图时留意各状态元件只能使用一次，但它驱动的线圈，却可以使用多次，但两者不能显现在连续位置上。因此步进顺控的编程，比起用基本指令编程较为简洁，可读性较强。5.5 机械臂传送系统梯形图如图

19、 7 所示。图中从第 0 行到第 27 行为回原位状态程序。从第 28 行到第66 行，为手动单步操作程序。从第67 行到第 129 行为自动操作程序。这三部分程序（又称为模块）是图 3 的操作系统运行的。回原位程序和自动操作程序。是用步进顺控方式编程。在各步进顺控末 行，都以 RET 终止本步进顺控程序块。但两者又有不同。回原位程序不能自动返回初始态 S1。而自动操作程序能自动返回初态S2。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.6 指令语句表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结心得体会可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编程掌握器课程设计是课程当中一个

20、重要环节，通过了2 周的课程设计使我对 plc设计过程有进一步明白，对plc产品的有关的掌握学问有了深刻的熟识。由于理论学问学的不坚固，在设计遇到了不少问题，通过理论与实际的结合，进一步提高观看、分析和解决问题的实际工作才能，以便培育成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素养的复合型人才。运用学习成果，把理论运用于实际，使理论得以提升，形成创新思想。通过此次设计过程，巩固了专业基础学问，培育了我综合应用可编程掌握器设计课程及其他课程的理论学问和应用生产实际学问解决工程实际问题的才能，在设计的过程中仍培育出了我们的团队精神，为今后的学习和工作过程打下基础。参考文献可编程掌握器原理与应用主编：周惠文电子工业出版社北京， 2007.8可编程掌握器原理与应用主编：涂明武北京航空航天出版社北京，2021.8PLC 操作实训（三菱）主编：孙德胜李伟机械工业出版社北京，2007.9PLC应用技术主编：冯新强北京邮电高校出版社 北京， 2021.4可编辑资料 - - - 欢迎下载