机械手搬卸零件的PLC控制系统设计要点diap.docx

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1、毕业设计计报告（论文）课题名称称机械手手搬卸零零件的PLC控制系系统设计计专业学生姓名名学号指导教师师起讫日期期设计地点点摘要机械手是是在机械化、自动化生生产过程程中发展展起来的的一种新新型装置置。我国国国家标标准(GBB/T 126643-90)对机械械手的定定义:“具有和和人手臂臂相似的的动作功功能，可可在空间间抓放物物体，或或进行其其它操作作的机械械装置。”本设计计是用PLC作机械械手控制制系统的的核心，以以实现用用来搬运运物体并并且完成成在各个个不同环环境中工工作。关键词：机械手手；定义；PLCC目录1机械手手的概况况51.1机机械手的的意义51.2机机械手的的应用简简介51.3机机械

2、手的的发展历历程71.4 机械手手的发展展趋势102 PLLC概述述及选型型122.1 PLCC简介122.2 PLCC的选型型分析162.3输输入/输输出模块块的选择择163机械手手控制系系统硬件件设计183.1 机械手手的结构构及其动动作183.2 机械械手的控控制设计计要求及及传送示示意图和和操作面面板图183.3 机械手手传送系系统I/O点分分配表193.4机机械手控控制原理理接线图图204机械手手控制系系统软件件设计214.1机机械手操操作系统统分析214.2 机械手手控制系系统梯形形图244.3机机械手控控制系统统指令语语句表27结论336致谢338参考文献献49机械手搬搬卸零件件

3、的PLLC控制系系统设计计摘要机械械手是在在机械化化、自动化化生产过过程中发发展起来来的一种种新型装装置。我我国国家家标准(GBB/T 126643-90)对机械械手的定定义:“具有和和人手臂臂相似的的动作功功能，可可在空间间抓放物物体，或或进行其其它操作作的机械械装置。”本设计计是用PLC作机械械手控制制系统的的核心，以实实现用来来搬运物物体并且且完成在在各个不不同环境境中工作作。关键词：机械手手定义PLLC1机械手手的概述述1.1机机械手的的意义机械手是是在机械械化、自动化化生产过过程中发发展起来来的一种种新型装装置。我我国国家家标准(GBB/T 126643-90)对机械械手的定定义:“

4、具有和和人手臂臂相似的的动作功功能，可可在空间间抓放物物体，或或进行其其它操作作的机械械装置。”随着科科学技术术的发展展，机械械手也越越来越多多的地被被应用。在在机械工工业中，铸铸、焊、铆铆、冲、压压、热处处理、机机械加工工、装配配、检验验、喷漆漆、电镀镀等工种种都有应应用的实实理。其其他部门门，如轻轻工业、建建筑业、国国防工业业等工作作中也均均有所应应用。在机械工工业中，机机械手的的意义可可以概括括如下：一、以提提高生产产过程中中的自动动化程度度应用机械械手有利利于实现现材料的的传送、工工件的装卸、刀刀具的更更换以及及机器的的装配等等的自动动化的程程度，从从而可以以提高劳劳动生产产率和降降低

5、生产产成本。二、以改改善劳动动条件，避避免人身身事故在高温、高高压、低低温、低低压、有有灰尘、噪噪声、臭臭味、有有放射性性或有其其他毒性性污染以以及工作作空间狭狭窄的场场合中，用用人手直直接操作作是有危危险或根根本不可可能的，而而应用机机械手即即可部分分或全部部代替人人安全的的完成作作业，使使劳动条条件得以以改善。在一些简简单、重重复，特特别是较较笨重的的操作中中，以机机械手代代替人进进行工作作，可以以避免由由于操作作疲劳或或疏忽而而造成的的人身事事故。三、可以以减轻人人力，并并便于有有节奏的的生产应用机械械手代替替人进行行工作，这这是直接接减少人力的的一个侧侧面，同同时由于于应用机机械手可可

6、以连续续的工作作，这是是减少人人力的另另一个侧侧面。因因此，在在自动化化机床的的综合加加工自动动线上，目目前几乎乎都没有有机械手手，以减减少人力力和更准准确的控控制生产产的节拍拍，便于于有节奏奏的进行行工作生生产。综综上所述述，有效效的应用用机械手手，是发发展机械械工业的的必然趋趋势1.2机机械手的的应用简简介机械手是是一种能能模拟人人的手臂臂的部分分动作，按按预定的的程序、轨轨迹及其其它要求求，实现现抓取、搬搬运工件件或操纵纵工具的的自动化化装置。它它最早应应用在汽汽车制造造工业，常常用于焊焊接、喷喷漆、上上下料和和搬运。机机械手延延伸和扩扩大了人人的手足足和大脑脑功能，它它可替代代人从事事

7、危险、有有害、有毒、低低温和高高热等恶恶劣环境境中的工工作;代替人人完成繁繁重、单单调重复复劳动，提提高劳动动生产率率，保证证产品质质量。目目前主要要应用于于制造业业中，特特别是电电器制造造、汽车车制造、塑塑料加工工、通用用机械制制造及金金属加工工等工业业。机械械手与数数控加工工中心，自自动搬运运小车与与自动检检测系统统可组成成柔性制制造系统统(FMMS )和计算算机集成成制造系系统(CIIMS )，实现现生产自自动化。随随着生产产的发展展，功能能和性能能的不断断改善和和提高，机机械手的的应用领领域日益益扩大。近年年来，随随着电子子技术特特别是电电子计算算机的广广泛应用用，机器器人的研研制和生

8、生产已成成为高技技术领域域内迅速速发展起起来的一一门新兴兴技术，它它更加促进了机机械手的的发展，使使得机械械手能更更好地实实现与机机械化和和自动化化的有机机结合。机械械手虽然然目前还还不如人人手那样样灵活，但但它具有有能不断断重复工工作和劳劳动、不不知疲劳劳、不怕怕危险、抓抓举重物物的力量量比人手手大等特特点，因因此，机机械手已已受到许许多部门门的重视视，并越越来越广广泛地得得到了应应用，例例如：(1)机机床加工工工件的的装卸，特特别是在在自动化化车床、组组合机床床上使用用较为普普遍(22)在装配配作业中中应用广广泛，在在电子行行业中它它可以用用来装配配印制电电路板，在在机械行行业中它它可以用

9、用来组装装零部件件。(3)可在劳劳动条件件差，单单调重复复易子疲疲劳的工工作环境境工作，以以代替人人的劳动动。（4）可在在危险场合下工工作，如如军工品品的装卸卸、危险险品及有有害物的的搬运等等。(5)宇宙及海海洋的开开发。(6)军事工工程及生生物医学学方面的的研究和和试验。在现代工工业中，生生产过程程的机械械化、自自动化已已成为突突出的主主题。在在机械工工业中，加加工、装装配等生生产是不不连续的的。专用用机床是是大批量量生产自自动化的的有效办办法，程程控机床床、数控控机床、加加工中心心等自动动化机械械是有效效解决多多品种小小批量生生产自动动化的重重要办法法。但除切切削加工工本身外外，还有有大量

10、的的装卸、搬搬运、装装配等作作业，有有待于进进一步实实现机械械化。据据资料介介绍，美美国生产产的全部部工业零零件中，有75是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5。从这里可看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。国内外机械工业、铁路部门中机械手主要应用于以下几方面：一热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对

11、于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。二冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。三拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆

12、，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。1.3机机械手的的发展历历程机械手经经过几十十年的发发展，如如今已进进入以通通用机械械手为标标志的时时代。由由于通用用机械手手的应用用和发展展，进而而促进了了智能机机器人的的研制。智智能机器器人涉及及的知识识内容，不不仅包括括一般的的机械、液液压、气气动等基基础知识识，而且且还应用用一些电电子技术术、电视视技术、通通讯技术术、计算算技术、无无线电控控制、仿仿生学和和假肢工工艺等，因此此它是一一项综合合性较强强的新技技术。目目前国内

13、内外对发发展这一一新技术术都很重重视，几几十年来来，这项项技术的的研究和和发展一一直比较较活跃，设设计在不不断地修修改，品品种在不不断地增增加，应应用领域域也在不不断地扩扩大。气气动技术术是以空空气压缩缩机为动动力源，以以压缩空空气为工工作介质质，进行行能量传传递或信信号传递递的工程程技术，是是实现各各种生产产控制、自自动控制制的重要要手段之之一。大约开始始于17776年，Johhnwiilkiimsoon发明能能产生1个大气压压左右压压力的空空气压缩缩机。18880年，人人们第一一次利用用气缸做做成气动动刹车装装置，将将它成功功地用到到火车的的制动上上。20世纪30年代初初，气动动技术成成功

14、地应应用于自动动门的开开闭及各各种机械械的辅助助动作上上。至50年代初初，大多多数气压压元件从从液压元元件改造造或演变变过来，体体积很大大。60年代，开开始构成成工业控控制系统统，自成成体系，不不再与风风动技术术相提并并论。在在70年代，由由于气动动技术与与电子技技术的结结合应用用，在自自动化控控制领域域得到广广泛的推推广。80年代进进入气动动集成化化、微型型化的时时代。90年代至至今，气气动技术术突破了了传统的的死区，经经历着飞飞跃性的的发展，人人们克服服了阀的的物理尺尺寸局限限，真空空技术日日趋完美美，高精精度模块块化气动动机械手手问世，智智能气动动这一概概念产生生，气动动伺服定定位技术术

15、使气缸缸高速下下实现任任意点自自动定位位，智能能阀岛十十分理想想地解决决了整个自自动生产产线的分分散与集集中控制制问题。气动机机械手作作为机械械手的一一种，它它具有结结构简单单、重量量轻、动动作迅速速、平稳稳、可靠靠、节能能和不污污染环境境等优点点而被广广泛应用用。气动动机械手手强调模模块化的的形式，现现代传输输技术的的气动机机械手在在控制方方面采用用了先进进的阀岛岛技术（可可重复编编程等），气气动伺服服系统（町町实现任任意位置置上的精精确定位位），在在执行机机构上全全部采用用模块化化的拼装装结构。90年代代初，由由布鲁塞塞尔皇家家军事学学院YBanddo教授领领导的综综合技术术部开发发研制的

16、的电子气气动机器器人“阿基里里斯”六脚勘勘探员，是是气动技技术、PLC控制技技术和传传感技术术完美结结合产生生的“六足动物”。6个脚中的的每一个个脚都有有3个自由由度，一一个直线线气缸把把脚提起起、放下下，一个个摆动马马达控制制脚伸展展/退回运运动，另另一个摆摆动马达达则负责责围绕脚脚的轴心心做旋转转之用。由由汉诺威威大学材材料科学学研究院院设计的的气动攀攀墙机器器人，它它集遥感感技术和和真空技技术于一一体，成成功地解解决了垂垂直攀缘缘等视为为危险工工作的操操作问题题。Troon-XX电子气气动机器器人，能能与人亲亲切地握握手，它它的头部部、腰部部、手能能与人类类一样弯弯曲运动动，并且且有良好

17、好的柔韧韧性。在在幕后操操纵人员员的操作作下（或或通过自自身的编编程控制制）能与与人进行行对话，或或作自我我介绍等等。Troon-XX电子气气动机器器人集电电子技术术、气动动技术和和人工智智能为一体，它它告诉我我们，气气动技术术能够实实现机器器人中最最难解决决的灵活活的自由由度，具具有在足足够工作作空间的的适应性性、高精精度和快快速灵敏敏的反应应能力。早在400年代，随随着原子子能工业业的发展展，已出出现了模模拟关节节式的第第一代机机械手。 5060年代即即制成了了传送和和装卸工工件的通通用机械械手和数数控示教教再现型型机械手手。这种种机械手手也称第第二代机机械手。如如尤尼曼曼特(Unnima

18、ate)机械手手即属于于这种类类型。 6070年代，又又相继把把通用机机械手用用于汽车车车身的的点焊和和冲压生生产自动动线上，亦亦即是第第二代机机械手这这一新技技术进入入了应用用阶段。 800-900年代，装装配机械械手处于于鼎盛时时期，尤尤其是日本。 90年代机机械手在在特殊用用途上有有较大的的发展，除除了在工工业上广广泛应用用外，农农、林、矿矿业、航航天、海海洋、文文娱、体体育、医医疗、服服务业、军军事领域域上有较较大的应应用。 90年代以以后，随随着计算算机技术术、微电电子技术术、网络络技术等等的快速速发展，机机械手技技术也得得到飞速速的多元元化发展展。近20年来，气气动技术术的应用用领

19、域迅迅速拓宽宽，尤其其是在各各种自动动化生产产线上得得到广泛泛应用。电电气可编编程控制制技术与与气动技技术相结结合，使使整个系系统自动动化程度度更高，控控制方式式更灵活活，性能能更加可可靠；气气动机械械手、柔柔性自动动生产线线的迅速速发展，对对气动技技术提出出了更多多更高的的要求；微电子子技术的的引入，促促进了电气比比例伺服服技术的的发展，现现代控制制理论的的发展，使使气动技技术从开开关控制制进入闭闭环比例例伺服控控制，控控制精度度不断提提高；由由于气动动脉宽调调制技术术具有结结构简单单、抗污污染能力力强和成成本低廉廉等特点点，国内内外都在在大力开开发研究究。从各国的的行业统统计资料料来看，近

20、30多年来，气动行业发展很快。20世纪70年代，液压与气动元件的产值比约为9:1，而30多年后的今天，在工业技术发达的欧美、日本等国家，该比例已达到6:4，甚至接近5:5。我国的气动行业起步较晚，但发展较快。从20世纪80年代中期开始，气动元件产值的年递增率达20%以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用，气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。由于气压压传动系系统使用用安全、可可靠，可可以在高高温、震震动、易易燃、易易爆、多多尘埃、强强磁、辐辐射等恶恶劣环境境下工作作”。而气气动机械械手作为为机械手手的一种种，

21、它具具有结构构简单、重重量轻、动动作迅速速、平稳稳、可靠靠、节能能和不污污染环境境、容易易实现无无级调速速、易实实现过载载保护、易实现复杂的动作等优点。所以，气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。现代汽车车制造工工厂的生生产线，尤尤其是主主要工艺艺的焊接接生产线线，大多多采用了了气动机机械手。车车身在每每个工序序的移动动；车身身外壳被被真空吸吸盘吸起起和放下下，在指指定工位位的夹紧紧和定位位；点焊焊机焊头头的快速速接近、减减速软着着陆后的的变压控控制点焊焊，都采采用了各各种特殊殊功能的的气动机机械手。高高频率的的点焊、力力控的准

22、准确性及及完成整整个工序序过程的的高度自自动化，堪堪称是最最有代表表性的气气动机械械手应用用之一。在彩电、冰冰箱等家家用电器器产品的的装配生生产线上上，在半半导体芯芯片、印印刷电路路等各种种电子产产品的装装配流水水线上，不不仅可以以看到各各种大小小不一、形形状不同同的气缸缸、气爪爪，还可可以看到到许多灵灵巧的真真空吸盘盘将一般般气爪很难抓起起的显像像管、纸纸箱等物物品轻轻轻地吸住住，运送送到指定定目标位位置。对对加速度度限制十十分严格格的芯片片搬运系系统，采采用了平平稳加速速的SINN气缸。气气动机械械手用于于对食品品行业的的粉状、粒粒状、块块状物料料的自动动计量包包装；用用于烟草草工业的的自

23、动卷卷烟和自自动包装装等许多多工序。如如酒、油油漆灌装装气动机机械手；自动加加盖、安安装和拧拧紧气动动机械手手，牛奶奶盒装箱箱气动机机械手等等。总之之，目前前机械手手的主要要经历分分为三代代：第一代代机械手手主要是是靠人工工进行控控制，控控制方式式为开环环式，没没有识别别能力；改进的的方向主主要是将将低成本本和提高高精度；第二代代机械手手设有电电子计算算机控制制系统，具具有视觉觉、触觉觉能力，甚至听、想想的能力力。研究究安装各各种传感感器，把把接收到到的信息息反馈，使使机械手手具有感感觉机能能；第三三代机械械手能独独立完成成工作过过程中的的任务。它它与电子子计算机机和电视视设备保保持联系系，并

24、逐逐步发展展成为柔柔性系统统FMSS(Fllexiiblee Maanuffactturiing Sysstemm)和柔性性制造单单元FMCC(Fllexiiblee Maanuffactturiing Celll)中重要要一环。1.4 机械手手的发展展趋势目前国内内工业机机械于主主要用于于机床加加工、铸铸锻、热热处理等等方面，数数量、品品种、性性能方面面都不能能满足工工业生产产发展的的需要。因此，国国内主要要是逐步步扩大机机械手应应用范围围，重点发展铸铸锻、热热处理方方面的机机械手，以以减轻劳劳动强度度，改善善作业条条件。在在应用专专用机械械手的同同时，相相应地发发展通用用机械手手，有条条件

25、的还还要研制制示教式式机械手手、计算算机控制制机械手手和组合合式机械械手等。将机械械手各运运动构件件，如伸伸缩、摆摆动、升升降、横横移、俯俯仰等机机构，以以及适于于不同类类型的夹夹紧机构构，设计计成典型型的通用用机构，以以便根据据不同的的作业要要求，选选用不用用的典型型部件，即即可组成成各种不不同用途途的机械械手。既既便于设设计制造造，又便便于改换换工作，扩扩大了应应用的范范围。同同时要提提高精度度，减少少冲击，定定位精确确，以更更好地发发挥机械械手的作作用。此此外还应应大力研研究伺服服型、记记忆再现现型，以以及具有有触觉、视视觉等性性能地机机械手，并并考虑于于计算机机联用，逐逐步成为为整个机

26、机械制造造系统中中的一个个基本单单元。气动技术术经历了了一个漫漫长的发发展过程程，随着着气动伺伺服技术术走出实实验室，气气动技术术及气动动机械手手迎来了了崭新的的春天。目目前在世世界上形形成了以以日本、美美国和欧欧盟气动动技术、气气动机械械手三足足鼎立的的局面。我我国对气气动技术术和气动动机械手手的研究究与应用用都比较较晚，但但随着投投入力度度和研发发力度的的加大，我我国自主主研制的的许多气气动机械械手已经经在汽车车等行业业为国家家的发展展进步发发挥着重重要作用用。由于于气动机机械手有有结构简简单、易易实现无无级调速速、易实实现过载载保护、易易实现复复杂的动动作等诸诸多独特特的优点点，可以预见

27、，在在不久的的将来，气气动机械械手将越越来越广广泛地进进人工业业、军事事、航空空、医疗疗、生活活等领域域。2 PLLC概述及及选型2.1 PLCC简介2.1.1 PPLC控制器器定义可编程序序控制器器（Proograammaablee Coontrrolller）通常常也可简简称为可可编程控控制器，英英文缩写写为PC或PLC，是以以微处理理器为基基础，综综合了计计算机技技术、自自动控制制技术和和通信技技术发展展起来的的一种通通用的工工业自动动控制装装置。它它具有体体积小、功功能强、程程序设计计简单、灵灵活通用用、维护护方便的的一系列列的优点点，特别别是它的的高可靠靠性和较较强的适适应恶劣劣工作

28、环环境的能能力，更更是得到到了用户户的好评，因因而在冶冶金、能能源、化化工、交交通、电电力等领领域中得得到了越越来越广广泛的应应用，成成为了现现代工业业控制的的三大支支柱（PLC、机器器人、CCAD/CAMM）随着现代代工业的的发展，PLC也不断断的发展展和完善善其相应应的应用用技术。PLC主要的的发展动动力来自自与：世世界范围围内的PLC生产厂厂家为了了更好的的抢占市市场份额额，相互互之间的的竞争的的加剧；同时PLC也在不不断的开开发新的的领域和和满足不不同工业业对工业业控制系系统本身身的要求求。因此此PLC技术也也在这些些动力的的推进之之下不断断的完善善自身的的技术。具具体来说说，PLC控

29、制系系统的发发展趋势势主要表表现在以以下几个个方面：（1）向高高集成化化、低成成本方向发展；（2）向大大容量高高速度的的方向发发展；（3）向多多功能、网网络化方方向发展展；（4）朝着着软、硬硬件标准准化的方方向发展展。2.1.2 PPLC控制系系统原理理PLC是是以CPPU为核核心的电电子系统统，实质质上就是是一种工工业控制制用的专专用计算算机。PPLC系系统的组组成与微微机系统统基本相相同，它它也是由由硬件系系统和软软件系统统两大部部分组成成。一般般小型PPLC的的基本单单元主要要由CPPU、存存储器、输输入和输输出模块块、电源源模块、I/0扩展接口、外设I/0接口以及编程器等部分组成。PL

30、C的软件系统也包括系统程序和用户程序。可编程序序控制器器是一种种新型的的通用自自动控制制装置，它它将传统统的继电器器控制技技术、计计算机技技术和通通讯技术术融为一一体，专专门为工工业控制制而设计计，是实实现工业业生产自自动化的的必要手手段。它它以其高高可靠性性、较强强的工作作环境适适应性和和极为方方便的使使用性受受到自动动化领域域的欢迎迎并被广广泛应用用，现已已形成了了一种工工业控制制趋势。可可编程控控制器主主要有CPU，存储储器，及及I/O模样等等组成，其其内部接接线和工工作原理理如图22-1-1所示示。I/O模块：他们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁 I/O模块中输

31、入有：开关量，模拟量图2-11-12.1.3 PLCC的工作作方式PLC采采用的是是周期性性循环扫扫描的工工作方式式，如图图2-11-2所示。PPLC是是一种存存储程序序控制器器。用户户首先要要根据某某一具体体的要求求编制好好程序，然然后输入入到PLLC的用用户程序序存储器器中。用用户程序序由若干干条指令令组成，指指令在存存储器中中按步序序号顺序序排列。PLC运行工作时，CPU对用户程序作周期性循环扫描，在无跳转指令的情况下，CPU从第一条指令开始顺序逐条地执行用户程序，直到用户程序结束，然后又返回第一条指令，开始新的一轮扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采集和对输出状态的刷新。图2

32、-11-22.1.4 PPLC的工作作过程PLC的的工作过过程按三三个阶段段进行周周期性循循环扫描描，如图图1-55-3，即输输入采样样、程序序执行、输输出刷新新。(1)输输入采样样阶段 PLLC在输输入采样样阶段，首首先按顺顺序采样样所有的的输入端端子，并并将输入入点的状状态或输输入数据据存入内内存中各各对应的的输入映映象寄存存器，即即输入刷刷新，随随即关闭闭输入端端口。接接着进入入程序执执行阶段段。在程程序执行行阶段，即即使输入入状态有有变化，输输入映象象寄存器器的内容容也不会会改变。输输入信号号变化了了的状态态只能在在下一个个扫描周周期的输输入采样样阶段被被读入。(2)程程序执行行阶段在

33、在程序执执行阶段段PLC对用用户程序序顺序扫扫描，在在扫描每每一条指指令时，所所需的输输入状态态(条件)可从输输入映象象寄存器器中读人人，从元元件映象象寄存器器读人当当前的输输出状态态然后按按程序进进行相应应的逻辑辑运算，运运算结果果再存入入元件映映象寄存存器中。所所以对每每一个元元件(PPLC内内部的输输出软继继电器)来说，元元件映象象寄存器器的内容容，会随随着程序序的执行行过程而而变化。(3)输输出刷新新阶段当当所有指指令执行行完毕，元元件映象象寄存器器中所有有输出继继电器的的状态(接通/断开)在输出出刷新阶阶段转存存到输出出锁存器器，并通通过一定定的方式式输出，驱驱动外部部负载，这这才是

34、PPLC的的实际输输出。图1-55-3 PLLC扫描工工作过程程无远程功功能的PLC用在单单机或控控制范围围不大的的系统，有有远程功功能的PLC则用于于大范围围的控制制系统。远远程系统统中，本本地站一一般设在在集中控控制室，远远程站一一般设在在低压配配电室或或仪表室室，这样样可使PLC的外部部接线最最短。PLC忌安装装在高温温、结凝凝、特别别是有振振动冲击击的场所所。由于于产生干干扰的因因素是复复杂而多多样的，因因此采取取的抗干干扰措施施要根据据情况而而定。PLC供电电电源一般般为AC885一2400V，适应应电源范范围较宽宽，但为为了抗干干扰，应应加装电电源净化化元件(如电源源滤波器器、1:

35、l隔离变变压器等等);隔离变变压器也也可以采采用双隔隔离技术术，即变变压器的的初、次次级线圈圈屏蔽层层与初级级电气中中性点接接大地，次次级线圈圈屏蔽层层接PLC输入电电路的地地，以减减小高低低频脉冲冲干扰。设设置一个个PLC信号专专用接地地装置。该该装置不不能和防防雷接地地装置、电电器设备备接地装装置有金金属连接接。接地地电阻可可参见使使用说明明书，一一般小于于100。即可可。接地地线进入入PLC控制柜柜中的信信号接地地端子排排。当出出现干扰扰时将PLC的接线线端子与与信号接接地端子子排连。2.1.5PLLC系统统的运行行方式用PLCC构成的的控制系系统有三三种运行行方式，即即自动、半半自动和

36、和手动。（1）自自动运行行方式自动运运行方式式是控制制系统的的主要运运行方式式，这种种运行方方式主要要特点是是在系统统工作过过程中，系系统按给给定的程程序自动动完成被被控制对对象的动动作，不不需要人人工干预预。系统统的启动动可由PLC本身的的启动系系统进行行也可由由PLC发动启启动预告告，由操操作人员员确认并并按下启启动响应应按钮后后，PLC自动启启动系统统。（2）半半自动运运行方式式这种运运行方式式的特点点是系统统在启动动和运行行过程中中的某些些步骤需需要人工工干预才才能进行行下去，半半自动方方式多用用于检测测手段不不完善，需需要人工工判断或或某些设设备不具具备自控控条件需需要人工工干涉的的

37、场合。（3）手手动运行行方式手手动运行行方式不不是控制制系统的的主要运运行方式式，而是是用于设设备调试试、系统统调整和和特殊情情况下的的运行方方式，因因此它是是自动运运行方式式的辅助助方式。2.2 PLC的选型型分析在工程中中主要根根据工艺艺要求、控控制对象象、用户户需要等等方面选选择合适适的PLC，以获获得最佳佳的性能能价格比比。就一一个控制制系统而而言，PLC的选型型原则和和考虑因因素如下下:(1)PPLC一般用用于开关关量控制制为主兼兼有模拟拟量控制制的系统统，尤其其适合于于动作频频繁、逻逻辑关系系复杂、程程序多变变的系统统。应用用于这样样的系统统，将会会最大限限度发挥挥技术经经济效果果

38、。(2)是是否与计计算机连连接，是是否要求求构成网网络信息息系统，以以及对远远程站的的设置要要求。是是否需要要中断输输入、双双机热备备、位置置控制、高高速计数数器等特特殊模块块和智能能模块。(3)开开关量I/O点数、模模拟量1/0路数、电电压等级级及输出出功率、内内存容量量。1/0点数直直接关系系到PLC输入/输出模模块的选选择，I/0点数一一般要考考虑1件一2既的余余量，特特别是开开关量输输入更应应考虑多多些余量量;合适的的电压等等级可提提高PLC的抗干干扰能力力:主机用用户内存存容量的的大小对对设备费费的影响响不大，故故建议内内存容量量可选大大一些。(4)其其他考虑虑因素选选择PLC还要对

39、对其外型型、结构构、系统统组成、设设置条件件、价格格、技术术服务、应应用业绩绩等多项项指标综综合分析析比较，然然后才能能确定理理想的PLC产品。2.3输输入/输出模模块的选选择模块电源源:在选择择交流1/0模块时时，宜采采用隔离离变压器器为其供供电，这这样可防防止外部部电路故故障冲击击模块。电电源线采采用双绞绞线，绞绞距1ZZcM。隔离离变压器器的容量量按PLC电源组组件容量量的1.5一2倍选择择。直流流模块的的外接电电源，其其波纹值值应满足足模块要要求;若是模模拟量直直流模块块，尚需需用稳压压电源。电压等级级:在选择I角模块块时，电电压等级级是一个个比较重重要的参参数，它它要根据据现场设设备

40、与模模块之间间的距离离来选。当当外部线线路较长长时，可可选用AC2220VV模块;当外线线短且控控制相对对集中时时可选择择优24V模块。输出电路路:PLLC的模块块输出方方式一般般有3种:晶体管管输出、继继电器输输出、双双向可控控硅输出出。确定负载载类型根根据PLC输出端端所带的的负载是是直流型型还是交交流型，是是大电流流还是小小电流，以以及PLC输出点点动作的的频率等等，从而而确定输输出端采采用继电电器输出出，还是是晶体管管输出，或或晶闸管管输出。不不同的负负载选用用不同的的输出方方式，对对系统的的稳定运运行很重重要。每每个输出出点、每每组输出出点、每每个输出出模块的的负载电电源不得得超过额

41、额定电流流。其中中继电器器输出模模块的负负载电流流以不能能太接近近额定电电流，当当接近额额定电流流时，最最好先带带动一个个小型中中继，再再通过中中继扩展展输出模模块的输输出容量量。采用用双向可可控硅输输出模块块，其负负载电流流必须大大于双向向可控硅硅的维持持电流，否否则应在在负载上上并联电电阻。对对于动作作频繁、电电感性或或功率因因素低的的负载，不不宜选用用继电器器输出模模块，而而应该采采用晶体体管输出出模块。如如果PLC输出带带感性负负载，负负载断电电时会对对PLC的输出出造成浪浪涌电流流的冲击击，为此此，对直直流感性性负载应应在其旁旁边并接接续流二二极管，对对交流感感性负载载应并接接浪涌吸

42、吸收电路路，可有有效保护护PLC。当频频率为10次/miin以下时时，既可可采用继继电器输输出方式式;也可采采用PLC输出驱动动中间继继电器或或者固态态继电器器(SSSR)，再驱驱动负载载;对于两两个重要要输出量量不仅在在PLC内部互互锁，建建议在PLC外部也也进行硬硬件上的的互锁，以以加强PLC系统运运行的安安全性、可可靠性。输输入电路路:PLLC输入电电路电源源一般应应采用DC224V，这对对系统供供电安全全和PLC安全至至关重要要，同时时其带负负载(接近开开关等)时要注注意容量量，同时时作好防防短路措措施(因为该电电源的过过载或短短路都将将影响PLC的运行)，建议议该电源源的容量量为输入

43、入电路功功率的两两倍，PLC输入电电路电源源支路加加装适宜宜熔丝，防防止短路路相同控制制作用且且每个接接点在编编程中仅仅使用一一次的若若干个输输入接点点，可在在外部电电路进行行串、并并联后作作为一个个输入点点处理，编编程时用用常开编编程接点点。如某某个设备备的多个个故障信信号接点点可在外外部电路路串联后后接在一一个输入入点上，而而不必占占用多个个输入点点。相同同控制逻逻辑的输输出，如如集中联联锁控制制系统发发往各现现场的启启动预告告信号，可可只用一一个输出出点，再再用接线线端子扩扩展至各各现场设设备。3机械手手控制系系统硬件件设计3.1 机械手手的结构构及其动动作搬运机械械手是一一个水平平/垂

44、直位位移的机机械设备备，全部部由气缸缸驱动，而而气缸由由相应的的电磁阀阀控制，以镗孔专用机床加工零件的上下料为例，机械手的任务是由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角度之后，再将来加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕的工件放回料架，如此重复循环。总的老说，机械手的动作包括：夹紧、松开、左移、右移、上移、下移共六个基本动作，下图为机械手结构示意简图，及其实物图。图3-11机械手手结构示示意简图图及其实实物图3.2 机械械手的控控制设计计要求及及传送示示意图和和操作面面板图机械手在在专用机机床及自自动生产产线上应应用十分分广泛，主主要用于于搬卸零零件的重重

45、复动作作，以实实现生产产自动化化。机械械手电气气控制系系统，除除了有多多工步特特点之外外，还要要求有连连续控制制和手动动控制等等操作方方式。工工作方式式的选择择可以很很方便地地在操作作面板上上表示出出来。当当旋钮打打向回原原点时，系系统自动动地回到到左上角角位置待待命。当当旋钮打打向自动动时，系系统自动动完成各各工步操操作，且且循环动动作。当当旋钮打打向手动动时，每每一工步步都要按按下该工工步按钮钮才能实实现。以以下是设设计该机机械手控控制程序序的步骤骤和方法法。图3-22机械手手传送示示意及操操作面板板图3.3机机械手传传送系统统I/O点分配配表名称代号输入名称代号输入名称代号输出启动SB1

46、X0手动夹紧紧SB5X10电磁阀下下降YV1Y0下限行程程SQ1X1手动放松松SB6X11电磁阀夹夹紧YV2Y1上限行程程SQ2X2手动上升升SB7X12电磁阀上上升YV3Y2右限行程程SQ3X3手动下降降SB8X13电磁阀右右行YV4Y3左限行程程SQ4X4手动左移移SB9X14电磁阀左左行YV5Y4停止SB2X5手动右移移SB100X15原点指示示ELY5手动操作作SB3X6回原点SB111X16连续操作作SB4X7工件检测测SQ5X17表3-33机械手手传送系系统输入入和输出出点分配配3.4机机械手控控制原理理接线图图图3-44机械手手原理接接线图4机械手手控制系系统软件件设计4.1机机

47、械手操操作系统统分析操作系统统包括回回原点程程序，手手动单步步操作程程序和自自动连续续操作程程序，如如图4-1所示。图4-11机械手手操作系系统程序序其原理是是：把旋钮置置于回原原点，XX16接接通，系系统自动动回原点点，Y55驱动指指示灯亮亮。再把把旋钮置置于手动动，则X6接通，其其常闭触触头打开开，程序序不跳转转（CJ为一跳跳转指令令，如果果CJ驱动，则则跳到指指针P所指P0处），执执行手动动程序。之之后，由由于X7常闭触触点，当当执行CJ指令时时，跳转转到P1所指的的结束位位置。如如果旋钮钮置于自自动位置置，（既既X6常闭闭闭合、X7常闭打打开）则则程序执执行时跳跳过手动动程序，直直接执行行自动程程序。4.1.1回原原位程序序回原位程程序如图图4-11-1所所示。用用S100S112作回零零操作元元件。应应注意，当当用S100S119作回零零操作时时，在最最后状态态中在自自我复位位前应使使特殊继继电器M80043置1。图4-11-1回回原位状状态转移移图4.1.2手动动单步操操作程序序如图4-1-22所示。图图中上升升/下降，左左移/右移都都有联锁锁和限位位保护。4-1-2手动动单步操操作程序序4.1.3自动操操作程序序自动操作作状态转转移见图图4-11-3