机械手plc控制系统.pdf

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1、.1/6 电气控制设计 题 目：机械手 plc 控制系统 课 程：电气控制与可编程控制器 专 业：电气工程与其自动化 学 号：班 级：_ 指导 完成日期：目录 一、任务书错误!未定义书签。二、课程设计报告含输入输出设备清单、主电路错误!未定义书签。三、控制流程图错误!未定义书签。四、I/O 地址分配表错误!未定义书签。五、I/O 接线图错误!未定义书签。六、梯形图与程序说明错误!未定义书签。七、指令助记符程序错误!未定义书签。八、课程设计总结错误!未定义书签。九、参考文献错误!未定义书签。一任务书 一、课程设计的目的和要求 1.1 目的 课程设计主要目的,是通过某一生产设备的电气控制装置的设计

2、实践,了解一般电气控制设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法.通过设计也有助于复习、巩固以往学习的内容,达到灵活应用的目的.电气设计必须满足生产设备和生产工艺要求,因此,设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观念.电气控制与可编程序控制器课程设计是在完成该门课的理论与实验教学的学习之后进行的,目的在于训练学生面对具体的工程问题时,学会分析其工艺流程与控制要求、拟定控制方案、选型机床电器元件和 PLC 以与设计电气控制电路、程序编制与调试运行等方面的.2/6 实战能力,从而能应用机床电气控制与 PLC 技术来解决以顺序、开关逻辑控制为主

3、的一般机床电气工程的应用与设计问题.课程设计应强调以能力培养为主,在独立完成设计任务的同时要注意多方面能力的培养与提高,主要包括以下几方面：1综合运用专业与基础知识,解决实际工程技术问题的能力.2查阅资料与调研的能力.3工程绘图能力.4撰写技术报告和编制技术资料的能力.1.2 要求 1、在接受设计任务并选定课题后,应根据设计要求和应完成的设计内容,拟订设计任务书和工作进度计划,确定各阶段应完成的工作量,妥善安排时间.2、在确定方案的过程中应积极思考并主动提出问题,以取得指导教师的帮助,在此阶段提倡广泛讨论,做到思路开阔,依据充分.3、按照机床电气控制与 PLC 的控制系统设计步骤与设计要点,根

4、据具体课题任务与要求,进行控制系统的设计、编程、调试与运行.4、掌握在 PC 机上,使用编程软件来编制 PLC 应用程序,并下载到 PLC 中进行调试、运行.5、按以上设计步骤与设计要求编制出以下资料：图纸：工艺流程图与外部信号分布图；PLC 电气控制系统外部接线图；课程设计说明书：要求文字通顺、字迹工整、2-3 千字、图文并茂.其中,课程设计论文大纲要求如下：项目概述；主要功能与技术要求；设计方案论证；PLC 控制系统的设计；调试与运行；结论与体会.二、PLC 控制系统设计原则与步骤 2.1 PLC 控制系统设计的基本原则 1、最大限度地满足工艺流程和控制要求.工艺流程的特点与要求是开发 P

5、LC 控制系统的主要依据.设计前,应深人现场进行调查研究,收集资料,明确控制任务.2、监控参数、精度要求的指标以满足实际需要为准,不宜过多、过高,力求使控制系统简单、经济,使用与维修方便,并可降低系统的复杂性和开发成本.3、保证控制系统的运行安全、稳定、可靠.正确进行程序调试、充分考虑环境条件.选用可靠性较高的 PLC、定期对 PLC 进行维护和检查等都是很重要和必不可少的.4、考虑到生产的发展和工艺的改进,在选择 PLC 容量时,应适当留有余量.2.2 PLC 控制系统设计的基本步骤 1、首先要分析控制任务,了解被控对象的工艺流程,画出工艺流程图.3/6 2、确定 PLC 的输入、输出信号的

6、类型、点数,正确选择输入、输出模块的规格、型号；根据主电路如电机、电磁阀的容量与操作要求,合理选择配电、保护和控制电器.3、进行必要的计算,合理选择低压电器与 PLC 的类型和容量等.4、编制 I/O 分配表与所用到的 PLC 内部有关如时间继电器、计数器、中间继电器等元件的地址编号表.5、画出梯形图或顺序控制流程图、步进梯形圈和外部接线图等.6、按照梯形图用助记符语言编程或按顺序控制流程图用步进顺控指令方法编制 PLC 应用程序.编程可手动编程也可按制造厂提供的编程软件平台,输入梯形图在 PC 机上自动编 程.7、用手持式编程器或 PC 机通过 RS-232 串形通信口,将编制好的程序写入到

7、 PLC 的存储器中.先接上专用 RS-232 通信电缆,一端连接 PLC,一端连接 PC 机 9 芯插头,设置好异步串形通信参数如传送位数、通信速率等,即可下载程序至 PLC.8、进行实验室模拟调试,输入可用按钮、开关或模拟信号等代替现场采集到的信号,输出负载用信号灯等代替,其目的是验证用户程序的控制逻辑是否符合工艺要求.9、进行 PLC 主电路与外部配套电路设计,如 PLC 和各类负载供电电源、外部主电路与控制继电器连锁电路设计等,以与控制柜、外部接线等设计.10、现场运行调试.先不带载,只带接触器线圈与信号灯进行分段、分级调试.正常后,再带实际负载运行,最后固化程序存在PLC 的EPRO

8、M 中.然后考机运行,时间约72 小时.主要考核系统稳定性、抗干扰性等.二、课程设计报告含输入输出设备清单、主电路 课题四 机械手 PLC 控制系统 一、实训目的 1 熟悉步进顺控指令的编程方法；2 掌握单流程程序的编制；3 掌握机械手的程序设计与其外部接线.二、控制要求 设 计一个用 PLC 控制的将工件从 A 点移到 B 点的机械手的控制系统.其控制要求如下：1手动操作,每个动作均能单独操作,用于将机械手复归至原点位置；2连续运行,在原点位置按起动按钮或当光电探测器探测到有工件时,机械手按 图 4.1 连续工作一个周期,一个周期的工作过程如下：原点下降夹夹紧上上升右移下降放松上升左移到原点

9、,时间 T 由教师现场规定.三、实训要求：1.画出工艺流程图,并在图上标出元件表I/O 表；2.分析 I/O 性质,计算 I/O 点数,存储容量,PLC 选型；3.画顺控流程图与梯形图；4.在 PC 机上编程并下载到 PLC 中；5.运行调试；6.画 PLC 外部接线图含电机主电路图与供电图；7.撰写课程设计论文.三、控制流程图 四、I/O 地址分配表.4/6 输入 输出 器件代号 地址号 功能说明 器件代号 地址号 功能说明 SA1 S0 手动 L1 Y0 下降 SA2 S1 自动 L5 Y1 夹紧/放松 SB0 X5 手动上升 L2 Y2 上升 SB1 X10 手动下降 L3 Y3 右行

10、SB2 X6 手动左行 L4 Y4 左行 SB3 X11 手动右行 SA3 X2 上限为 SA4 X1 下限位 SA5 X4 左限位 SA6 X3 右限位 SA7 M8041 自动开始 SA0 X13 停止 SB4 X12 手动夹紧 SB5 X7 手动放松 五、I/O 接线图 六、梯形图与程序说明 如图,打开手动档 S0,进入手动程序,按下 X12,手动夹紧.按下 X7,手动放松.按下 X5,Y2 线圈得电,手动上升.按下 X10,Y0 线圈得电,手动下降.按下 X6,打开上限位开关 SA3,Y4 线圈得电,手动左行.按下 X11,打开上限位开关 SA3,Y3 线圈得电,手动右行.打开自动档

11、S1,进入自动循环程序,打开自动开始开关 M8041,原点,SET S20.STL S20,线圈 Y0 得电,机械手下降,拨动下限位开关 X1,SET S21.STL S21,把 Y1 置 1,机械手夹紧,同时定时器计时,到时间后,SET S22.STL S22,线圈 Y2 得电,机械手上升,拨动上限位开关 X2,SET S23.STL S23,线圈 Y3 得电,机械手右行,拨动右限位开关 X3,SET S23.STL S24,线圈 Y0 得电,机械手下降,拨动下限位开关 X1,SET S25.STL S25,把 Y1 置 0,机械手松开,同时定时器计时,到时间后,SET S26.STL S2

12、6,线圈 Y2 得电,机械手上升,拨动上限位开关 X2,SET S27.STL S27,线圈 Y4 得电,机械手左行,拨动左限位开关 X4,回到原点.5/6 七、指令助记符程序 STL S0 STL S1 LD X12 LD M8041 SET Y1 SET S20 LD X7 STL S20 RST Y1 OUT Y0 LD X5 LD X1 ANI Y0 SET S21 OUT Y2 STL S21 LD X10 SET Y1 ANI Y2 OUT T0 OUT Y0 SP K10 LD X6 LD T0 AND X2 SET S22 ANI Y3 STL S22 OUT Y4 OUT Y

13、2 LD X11 LD X2 AND Y4 SET S23 ANI Y4 STL S23 OUT Y3 OUT Y3 LD X3 SET S24 STL S24 OUT Y0 LD X1 SET S25 STL S25 RST Y1 OUT T1 SP K10 LD T1 SET S26 STL S26 OUT Y2 LD X2.6/6 SET S27 STL S27 OUT Y4 LD X4 OUT S1 RET END 八、课程设计总结 为期一个星期的课程设计着实让我们焦头烂额,但是也正因为这样,我们才明白理论和实践的重要性,要完成一个工作,你必须同时具备理论和实践能力,并且要学会查找资料

14、,要学会如何在海量的资料中寻找到你所需要的东西,或许,你只是从几百页资料中查找一个指令,你要用最快最简洁的方法来寻找他并弄清楚,这对我们来说是一个考验.现在的 PLC 在现实生活中运用得越来越广泛,技术越来越成熟,因为 PLC 的多种优点,越来越受到大众的青睐.这次的课程设计对我们来说意义重大,他不仅巩固了我们的理论知识,还让我们学会把理论知识运用到实践中去,在理论和实践的结合下,完成机械手的手动和自动控制系统,提高了我们的实际动手能力,独立思考能力和团队合作能力.后两者并不矛盾,在合作的同时,要学会有自己的观点,或许这样会使得任务更精确,简单,更适合大众的需求.三个臭皮匠赛过诸葛亮,团队的作用永远都是不可忽略的.九、参考文献 电气控制与可编程序控制器应用技术 东南大学 主编 郁汉琪