用基本指令實(shí)現(xiàn)plc控制機(jī)械手

1、目 錄一、緒論1二、PLC及其應(yīng)用22.1 PLC的概念與組成22.2 PLC的工作原理及特點(diǎn)2三、設(shè)計(jì)內(nèi)容43.1 控制要求43.2實(shí)驗(yàn)面板圖53.3輸入輸出點(diǎn)地址分配53.4系統(tǒng)工作流程圖63.5 PLC外圍電氣連線圖7四、系統(tǒng)梯形圖8五、總結(jié)10六、參考文獻(xiàn)11一、緒論隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動(dòng)化程度的迅速提高，實(shí)現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進(jìn)行加工、裝配等作業(yè)的自動(dòng)化，已愈來(lái)愈引起人們的重視。 機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為"工業(yè)機(jī)械手"。生產(chǎn)中

2、應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等組成。機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國(guó)家的重視，投入大量

3、的人力物力來(lái)研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，他有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。二、PLC及其應(yīng)用2.1 PLC的概念與組成可編程序控制器，英

4、文稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧

5、到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購(gòu)到所需的PLC后，只需按說(shuō)明書的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。圖1 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.2 PLC的工作原理及特點(diǎn)PLC的工作原理：PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條

6、順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 PLC的特點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。（3）編程方便，易于使用。（4）功能強(qiáng)大，成本低。（5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短。（6）維護(hù)方便。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1 控制要求如下圖左上方為原點(diǎn)，工件按下面運(yùn)行順序進(jìn)行：“原點(diǎn)位置-下降-夾緊-停留2秒-上升-右行-下降-放松-停留2秒-上升-左行-原點(diǎn)位置”，一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)周期。原點(diǎn)位置設(shè)定為機(jī)械手處于左上位

7、、松開，即為系統(tǒng)的初始狀態(tài)（此時(shí)左限位和上限位同時(shí)接通）。當(dāng)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，選擇相應(yīng)的工作方式：（1）點(diǎn)動(dòng)操作：按下相應(yīng)的上升、下降等按鈕，機(jī)械手執(zhí)行相應(yīng)的操作。（2） 單步運(yùn)行：按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手執(zhí)行一步操作。（3） 單周期運(yùn)行：從原點(diǎn)開始完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，停在初始狀態(tài)。（4） 連續(xù)運(yùn)行：系統(tǒng)從原點(diǎn)按運(yùn)行順序反復(fù)運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中，按下停止按鈕后，系統(tǒng)停止運(yùn)行，并自動(dòng)回到初始狀態(tài)，等待選擇工作方式。如圖所示：圖2 機(jī)械手工作簡(jiǎn)圖3.2實(shí)驗(yàn)面板圖圖3 實(shí)驗(yàn)面板圖3.3輸入輸出點(diǎn)地址分配輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)按鈕 SB1 I0.0 原始位開關(guān) HL Q0.5停止按鈕 SB2 I0.5 抓

8、球電磁鐵 YV2 Q0.1下限位開關(guān) SQ1 I0.1 下行接觸器 YV1 Q0.0上限位開關(guān) SQ2 I0.2 上行接觸器 YV3 Q0.2右限位開關(guān) SQ3 I0.3 右行接觸器 YV4 Q0.3左限位開關(guān) SQ4 I0.4 左行接觸器 YV5 Q0.43.4系統(tǒng)工作流程圖圖4 系統(tǒng)工作流程圖 3.5 PLC外圍電氣連線圖圖5 PLC外圍電氣連線圖YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL分別接主機(jī)的輸出點(diǎn)Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；SB1、SB2分別接主機(jī)的輸入點(diǎn)I0.0、I0.5；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分別接主機(jī)的輸入點(diǎn)I0.1、I0.2、I0

9、.3、I0.4。四、系統(tǒng)梯形圖圖6 系統(tǒng)梯形圖五、總結(jié)通過(guò)這次機(jī)械手設(shè)計(jì)讓我知道了現(xiàn)代企業(yè)在完成自動(dòng)化控制中離不開PLC的控制，它可以使企業(yè)在生產(chǎn)的同時(shí)減少勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本。目前我國(guó)很多地區(qū)的企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備還比較落后且大部分工序都是通過(guò)人工來(lái)完成的，而機(jī)械手成本比較低且操作簡(jiǎn)單很適合中小企業(yè)的發(fā)展要求。但隨著科技不斷進(jìn)步我相信多功能復(fù)雜的機(jī)械手將會(huì)在不久的將來(lái)出現(xiàn)，所以在今后的學(xué)習(xí)和生活中我們還要不段的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，只有這樣才能設(shè)計(jì)出更符合現(xiàn)代社會(huì)所需求的產(chǎn)品。在完成這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，并不是那么一帆風(fēng)順，我也遇到了很多問(wèn)題與困惑，通過(guò)查閱相關(guān)資料以及同學(xué)的熱心幫助，使我很快就解決了問(wèn)題，讓我更深切的明白了團(tuán)結(jié)力量大的道理。還有就是一切知識(shí)都來(lái)源于實(shí)踐，只有學(xué)習(xí)完課本知識(shí)后， 結(jié)合實(shí)踐，完美的實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，這樣才是現(xiàn)代一個(gè)合格的科學(xué)技術(shù)工