汽車裝配廠氣動機械手的PLC控制分解

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 電氣控制與PLC技術(shù) 課程設(shè)計（論文）題目：汽車裝配廠氣動機械手的PLC控制院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時間： 2014.6.302014.7.11 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 自動化學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計（論文）題目汽車裝配廠氣動機械手的PLC控制課程設(shè)計（論文）任務(wù)實現(xiàn)功能按下啟動開關(guān)，執(zhí)行一次將工件由A處傳送到B處動作，工作過程為原位下降夾緊上升右移下降放松上升左移原位。上升、下降、左移、右移的執(zhí)行是利用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成（注意：只要電磁閥線圈通電，則一直保持

2、對應(yīng)的動作不變直到相反動作的電磁閥線圈通電為止）；夾緊和放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，斷電執(zhí)行放松動作。設(shè)備上裝有上、下、左、右四個限位開關(guān)，回到原位時點亮原位指示燈,各動作間隔0.5s。設(shè)計任務(wù)及要求1、根據(jù)系統(tǒng)功能，確定總體控制方案（包括設(shè)計系統(tǒng)組成框圖，分析各部分的作用）2、分析系統(tǒng)的功能與任務(wù)，確定輸入輸出信號和類型，選擇PLC型號和擴展模塊。3、建立I/O分配表，完成PLC與輸入/輸出信號的外部接線；4、按系統(tǒng)的控制要求，用梯形圖設(shè)計程序；并上機調(diào)試、完善程序；5、按學(xué)校規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計說明書一份；設(shè)計說明書應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)：電磁閥工作

3、電壓24V，電流500mA。進度計劃1、布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)的組成（2天）2、建立I/O分配，完成外部接線設(shè)計（1天）3、按系統(tǒng)的控制要求，完成梯形圖設(shè)計（2天）4、上機調(diào)試、修改程序（2天）5、撰寫、打印設(shè)計說明書（2天）6、答辯（1天）指導(dǎo)教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算摘 要在生產(chǎn)中廣泛存在著很多不能直接由人手完成的工作，尤其是搬運笨重物體或在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣和放射性等惡劣的環(huán)境下工作。針對上述問題，本次課程設(shè)計利用PLC技術(shù)設(shè)計了氣動機械手控制系

4、統(tǒng)，來代替人進行正常工作，大大提高生產(chǎn)的機械化水平和勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 本次課程設(shè)計為氣動機械手的PLC控制。根據(jù)輸入端子共有14個端子，輸出端子共有6個端子，故此PLC類型選用的是CPU226，CPU226有24個輸出端子，16個輸出端子。本系統(tǒng)利用4個限位開關(guān)進行位置檢測，再通過PLC做出相應(yīng)的控制，按給定的順序、軌跡和要求實現(xiàn)機械手的升降、左右移動、加緊松開等操作。上升、下降、左移、右移的執(zhí)行是利用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成，夾緊和放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，斷電執(zhí)行放松動作。 本系統(tǒng)具有很強的實用性和廣泛的應(yīng)用范圍。它操作簡單，具有

5、良好的擴展性和可靠性。PLC軟件編程簡單，易于修改，只要通過修改相應(yīng)軟件程序，就實現(xiàn)更多更強的功能。因此在生產(chǎn)實際中具有很高的實際應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：機械手；電磁閥；PLC；CPU226目 錄第1章 緒論1第2章 設(shè)計方案概述22.1 PLC簡介22.2 機械手的簡介2機械手的基本結(jié)構(gòu)2機械手的分類3機械手控制系統(tǒng)設(shè)計步驟3機械手工作過程42.3 電磁閥的工作原理52.4 限位開關(guān)工作原理6第3章 硬件設(shè)計73.1 輸入輸出量統(tǒng)計73.2 PLC 選型73.3 I/O分配表83.4 機械手的PLC控制83.5 原理接線圖8第4章 軟件設(shè)計104.1 STEP7MICRO/WIN32軟件介紹104

6、.2 軟件調(diào)試10 程序的模擬調(diào)試10 程序的現(xiàn)場調(diào)試114.3 機械手的功能塊圖124.4 運行程序-梯形圖13第5章 課程設(shè)計總結(jié)16參考文獻17第1章 緒論工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。它的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識：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、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配

7、，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(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合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的。氣動機械手是以壓縮空氣來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。它的結(jié)構(gòu)簡單,動作迅速,成本低。在機械加工、裝配和熱處理等生產(chǎn)過程中被廣泛用來搬運工件以及實現(xiàn)自動取料、上料、卸料等操作功能。氣動機械手具有氣源使用方便、不污染環(huán)境、動作靈活迅速、工作安全可靠、操作維修簡便以及適于在惡劣環(huán)境下工作等特點,因而在沖壓加工、注塑

8、、機床下料、儀表及輕工業(yè)等行業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。 隨著工業(yè)自動化程度的提高,工業(yè)現(xiàn)場的很多重體力勞動必將由機器代替,這一方面可以減輕工人的勞動強度,而且還可以大大提高生產(chǎn)效率。目前，在一些企業(yè)中使用的氣動機械手，仍然采用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。其弊端主要表現(xiàn)在：大量的機械觸點電弧燒蝕和機械磨損，可靠性降低且壽命短；觸點的機械動作頻率低且存在抖動現(xiàn)象，控制精度低；接線多而復(fù)雜，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后就很難增加或改變功能，因此靈活性和擴展性較差。隨著可編程控制器技術(shù)(PLC)的發(fā)展，其強大的控制能力不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且能實現(xiàn)模擬量控制，具有可靠性高、抗干擾能力強、易于擴展、易實現(xiàn)工藝聯(lián)

9、鎖和可在線修改等優(yōu)點，因此在工業(yè)自動化領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用?；趯S控制系統(tǒng)的強抗干擾能力的要求，對氣動機械手進行了PLC控制，從根本上解決了上述弊端。第2章 設(shè)計方案概述2.1 PLC簡介 可編程控制器（簡稱PLC）：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破鲗嵤┛刂?，其實質(zhì)就是按一定算法進行輸入輸出變換，并將這個變換與以物理實現(xiàn)。輸入輸出變換、物理實現(xiàn)可以說是PLC實施控制的兩個基本點，同

10、時物理實現(xiàn)也是PLC與普通微機相區(qū)別之處，其需要考慮實際控制的需要，應(yīng)能排除干擾信號適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場，輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實際控制系統(tǒng)方便使用，所以PLC采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要是由微處理器（CPU）、存儲器（RAM/ROM）、輸入輸出接口（I/O）電路、通信接口及電源組成。2.2 機械手的簡介 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

11、機械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。2.2.1機械手的基本結(jié)構(gòu)機械手是一個水平、垂直運動的機械設(shè)備，用來將工件由一個工作臺搬到另一個工作臺。有上升、下降運動，左移、右移運動和夾緊、放松動作和位置控制。簡易機械手在各類全自動和半自動生產(chǎn)線上應(yīng)用得十分廣泛，主要用于零部件或成品在固定位置之間的移動，替代人工作業(yè)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。本設(shè)計中的機械手采用上下升降加平面轉(zhuǎn)動式結(jié)構(gòu)，機械手的動作由氣動缸驅(qū)動，氣動缸由相應(yīng)的電磁閥來控制，電磁閥由PLC控制驅(qū)動執(zhí)行元件完成，能十分方便的嵌入到各類工業(yè)生產(chǎn)線中。圖2.1為機械手結(jié)構(gòu)圖。

12、其中：1-執(zhí)行氣爪，2-水平伸縮氣缸，3-旋轉(zhuǎn)軸，4-豎直氣缸，5-底座，6-工件。圖2.1 機械手結(jié)構(gòu)圖2.2.2機械手的分類機械手一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定工作。它的特點是除具備普通機械的物理性能外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。第三類是專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用于解決機床上下料和工件傳送。這種機械手在國外稱為“Me

13、chanical Hand”，它是為主機服務(wù)的，由主機驅(qū)動，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。本項目要求設(shè)計的機械手模型可歸為第一類，即通用機械手。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動化程度較高，大量應(yīng)用機械手。通過本次設(shè)計，可以增強對工業(yè)機械手的認識，同時并熟悉掌握PLC技術(shù)、位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)等工業(yè)控制常用的技術(shù)。2.2.3機械手控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動作，確定這些動作之間的關(guān)系及完成這些動作的順序。(2)分配輸入、輸出設(shè)備，即確定哪些外圍設(shè)備是送信號給PLC的,哪些外圍設(shè)備是接收來自PLC的信號的，同時還要將PLC的輸入、輸出點與之一一對應(yīng),對I/O進行分

14、配。在此基礎(chǔ)上確定PLC的選型。(3)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選PLC的I/O點的情況及高功能模塊的情況,設(shè)計PLC用戶程序，此時可采用梯形田、助記符或流程圖語言形式的用戶程序。PLC的用戶程序體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關(guān)系，編程時可用編程器或計算機直接編程、修改，同時也可對PLC的工作狀態(tài)、特殊功能進行設(shè)定。(4)對所設(shè)計的PLC程序進行調(diào)試和修改，直至PLC完全實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。2.2.4機械手工作過程機械手在生產(chǎn)線上的任務(wù)是將工件從A處傳送到B處。根據(jù)外界情況，機械手在空間上主要進行以下動作：機械手下降，機械手抓緊工件，機械手與工件上升

15、，機械手與工件有右移，機械手與工件下降，機械手放松工件，機械手上升，機械手左移?？刂破鳈z測上，下，左，右限位開關(guān)的通斷，決定當(dāng)前的動作，通過驅(qū)動系統(tǒng)輸出，控制機械手的動作。同時，用兩位數(shù)碼管顯示搬運工件的數(shù)量。啟動控制有兩種，一個由啟動開關(guān)安裝在現(xiàn)場，一個由通過組態(tài)網(wǎng)軟件控制。在控制面板上，安裝一個檔位開關(guān)，分手動和自動兩大檔位，手動擋包括調(diào)試和回原位兩檔，自動擋分單步、半自動和全自動三檔，要求自動擋的操作必須在回原位的基礎(chǔ)上才能進行。原位下降夾緊上升右移停止左移上升松開下降啟動右限左限上限延時下限圖2.2 機械手工作流程圖機械手的全部動作有汽缸驅(qū)動，而汽缸又由相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升/下

16、降和左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。例如當(dāng)下降電磁閥通電時，機械手下降；當(dāng)下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時，機械手才上升；當(dāng)上升電磁閥端電時，機械手上升停止。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械的放松/加緊由一個單線圈兩位置電磁閥（稱為加緊電磁閥）控制。當(dāng)該線圈通電時，機械手加緊，該線圈斷電時，機械手放松。圖2.3 機械手工作示意圖當(dāng)機械手處于原點時（即左限位開關(guān)和上限位開關(guān)合上），啟動以后，機械手移向A點，加緊工件，然后回到原位，移向B點，放下工件，再回到原位完成一次動作。當(dāng)機械手右移到位并準(zhǔn)備下降時，為了確保安全，必須在右工作臺上無工作時才允

17、許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺上的工件尚未搬走時，機械手應(yīng)自動停止下降。機械手的動作過程如圖2.3所示。從原點開始，按下啟動按鈕時，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通夾緊電磁閥，機械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機械手右移。右移到位時，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時右工作臺上無工作，則光電開關(guān)接通，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松。放松后，上

18、升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通左移電磁閥，機械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機械手經(jīng)過八步動作完成一個周期。2.3 電磁閥的工作原理電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。電磁閥是用電磁的效應(yīng)進行控制，主要的控制方式由繼電器控制。這樣，電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。所謂氣動系統(tǒng)，就是以氣體為介質(zhì)的控

19、制系統(tǒng)。氣動系統(tǒng)中，這種能源的介質(zhì)通常就是空氣。在真正使用的時候，通常把大氣中的空氣的體積加以壓縮，從而提高它的壓力。壓縮空氣主要通過作用于活塞或葉片來作功。 氣動系統(tǒng)中，電磁閥的作用就是在控制系統(tǒng)中按照控制的要求來調(diào)整壓縮空氣的各種狀態(tài)，氣動系統(tǒng)還需要其他元件的配合，其中包括動力元件、執(zhí)行元件、開關(guān)、顯示設(shè)備及其它輔助設(shè)備。動力元件包括各種壓縮機，執(zhí)行元件包括各種氣缸。這些都是氣動系統(tǒng)中不可缺少的部分。而閥體是控制算法得以實現(xiàn)的重要設(shè)備。2.4 限位開關(guān)工作原理限位開關(guān)是一種不需要與運動部件進行機械接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可

20、使開關(guān)動作，從而驅(qū)動交流或直流電器或給計算機裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器，它即有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性，同時具有傳感性能，且動作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。限位開關(guān)的主要作用是檢測機械手升降、停止、起動。 第3章 硬件設(shè)計3.1 輸入輸出量統(tǒng)計輸入量：啟動、停止、單步操作、連續(xù)操作、上升、下降、左移、右移、夾緊、松開、上限位信號、下限位信號、左限位信號、右限位信號等14個輸入量。輸出量：原點指示信號、上升信號、下降信號、左移信號、右移信號、夾緊松開等6個輸出量。3.2 PLC 選型S7-200的種類：（1）CPU221

21、：內(nèi)置10個數(shù)字量I/O點。（2）CPU222：內(nèi)置14個數(shù)字量I/O點。（3）CPU224：內(nèi)置24個數(shù)字量I/O點。（4）CPU226：內(nèi)置40個數(shù)字量I/O點。電源為220V交流電。選擇PLC時，應(yīng)考慮性能價格比?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機架、母板等也要相應(yīng)增加。當(dāng)CPU的I/O點數(shù)不夠用或需要進行特殊功能的控制時，就要進行I/O的擴展。I/O擴展包括I/O點數(shù)的擴展和功能模塊的擴展。不同的CP

22、U有不同的擴展規(guī)范，它主要受CPU的功能限制。故因此，點數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，在算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。根據(jù)所有的輸入輸出端子的數(shù)量以及I/O分配表。PLC選用CPU224。CPU224，它具有14點輸入/10點輸出，I/O點數(shù)共計24點，它有七個擴展模塊，有內(nèi)置時鐘。3.3 I/O分配表選用S7-200系列的CPU224PLC，機械手的控制關(guān)系用PLC控制器實現(xiàn)，PLC需要14個輸入端子，6個輸出端子。名 稱代號輸入名 稱代號輸入名 稱代號輸出下限位開關(guān)SQ1I0.0右移按鈕SB7I1.0下降電磁閥YV1Q0.0上限位

23、開關(guān)SQ2I0.1夾緊按鈕SB8I1.1上升電磁閥YV2Q0.1右限位開關(guān)SQ3I0.2單步開關(guān)I1.2右行電磁閥YV3Q0.2左限位開關(guān)SQ4I0.3連續(xù)開關(guān)I1.3左行電磁閥YV4Q0.3上升按鈕SB3I0.4啟動按鈕SB1I1.4夾放電磁閥YV5Q0.4左移按鈕SB4I0.5停止按鈕SB2I1.5指示燈LEDQ0.5松開按鈕SB5I0.6下降按鈕SB6I0.7表3.1 機械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出端子分配表3.4 機械手的PLC控制機械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點之外，還要求有連續(xù)控制和手動控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來。當(dāng)旋鈕打向回原點時，系統(tǒng)自動地回到

24、左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動時，系統(tǒng)自動完成各工步操作，且循環(huán)動作。當(dāng)旋鈕打向手動時，每一工步都要按下該工步按鈕才能實現(xiàn)。以下是設(shè)計該機械手控制程序的步驟和方法。3.5 原理接線圖 啟動按鈕SB1接I1.4，停止按鈕SB2接I1.5，機械手上升、左移、松開、下降、右移、夾緊按鈕SB3，SB4，SB5，SB6，SB7，SB8分別接I0.4-I1.1。工作臺物品檢測限位開關(guān)SQ1，SQ2，SQ3，SQ4，分別連接到CPU224的I0.0-I0.3。下降電磁閥YV1，上升電磁閥YV2，右移電磁閥YV3, 左移電磁閥YV4，夾放電磁閥YV5，原點指示燈LED分別連接到CPU224的Q0.0Q0.5。

25、圖3.1 PLC原理接線圖第4章 軟件設(shè)計4.1 STEP7Micro/WIN32軟件介紹STEP7-MWIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，是西門子公司專門為SIMTICS7-200系列PLC設(shè)計開發(fā)的。該軟件功能強大，界面友好，并有方便的聯(lián)機功能。用戶可以利用該軟件開發(fā)程序，也可以實現(xiàn)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)，該軟件是SIMATICS7-200擁護不可缺少的開發(fā)工具。4.2 軟件調(diào)試調(diào)試是保證所提供的設(shè)備能夠正常運行的必須程序。編好程序后，用各種手段進行查錯和排錯的過程。作為程序的正確性不僅僅表現(xiàn)在正常功能的完成上，更重要的是對意外情況的正確處理?？傮w來說，PLC的調(diào)試分為兩個調(diào)

26、試過程：模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試，但是在此之前，有一個環(huán)節(jié)不能少，否則就可能發(fā)生問題，那就是對PLC外部接線作仔細檢查，一定要保證外部接線的準(zhǔn)確無誤?？梢杂檬孪染帉懞玫脑囼灣绦?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。但是為安全著想，最好是將電路斷開，當(dāng)確認接線無誤后再連接主電路，將模擬調(diào)試好的程序送入用戶存儲器進行調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致地完成整體的控制功能為止。 4.2.1 程序的模擬調(diào)試 將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通斷狀態(tài)用PLC上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯

27、示，一般不用接PLC實際的負載(如接觸器、電磁閥等)?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關(guān)觸點的接通和斷開。對于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被?qū)動的負載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在調(diào)試時應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸

28、出量之間的關(guān)系完全符合要求。如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設(shè)定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實際設(shè)定值。在設(shè)計和模擬調(diào)試程序的同時，可以設(shè)計、制作控制臺或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。 4.2.2 程序的現(xiàn)場調(diào)試 將PLC安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機總調(diào)試，在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及PLC的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計中的問題，應(yīng)對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調(diào)試達不到指標(biāo)要求，則對相應(yīng)硬件和軟件部分作適當(dāng)調(diào)整，通常只需要修改程序就可能達到調(diào)整的目的。全部調(diào)試通過后，經(jīng)過一段時

29、間的考驗，系統(tǒng)就可以投入實際的運行了。 4.3 機械手的功能塊圖機械手手動、自動操作功能圖如圖4.1所示。 利用SM0.1特殊繼電器首次掃描功能，接通電源時，系統(tǒng)啟動，開始掃描手動操作還是自動操作。停止S0.0多少 SM0.1S1.5S1.4S1.3S1.2S1.1 I0.0 M0.1 T37 I0.4IN TONPT 100MSS0.1 T37 5 I0.5S0.2 M0.2 T38IN TONPT 100MS T38 5 I0.6S0.3 M0.3 T39IN TONPT 100MS T39 5 I0.7S0.4 M0.4 T40IN TONPT 100MS T40 5 I1.1 M0.5

30、 T41IN TONPT 100MSS0.5 M0.3S0.7S0.6 T41 5 M0.6 T42IN TONPT 100MS M0.7 T42 5 5 T43IN TONPT 100MS T43 55圖4.1 機械手手動、自動操作功能塊圖4.4 運行程序-梯形圖上升、下降、左移、右移的執(zhí)行是利用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成（注意：只要電磁閥線圈通電，則一直保持對應(yīng)的動作不變直到相反動作的電磁閥線圈通電為止）；夾緊和放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，斷電執(zhí)行放松動作。設(shè)備上裝有上、下、左、右四個限位開關(guān)，回到原位時點亮原位指示燈,各動作間隔0.5s。為了保證安全運行，

31、在手動程序中設(shè)置了一些必要的連鎖。設(shè)置上升與下降之間,左行與右行之間的互鎖,以防止功能相反的兩個輸出同時為1.有限位開關(guān)限制機械手移動的范圍。機械手升到最高位置才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時與別的物體碰撞。當(dāng)I1.4=1啟動開始（下降限位開關(guān)閉合）；則Q0.0=1（下降電磁閥閉合）下降到一定位置I0.0=0（下降限位開關(guān)閉合）下降停止；經(jīng)過計數(shù)器0.5秒下一動作夾物Q0.4=0的物體放開，在經(jīng)過0.5秒機械手放松狀態(tài)下上升（Q0.2=1）當(dāng)上升到一定位置I0.1=1上升停止。在經(jīng)過0.5秒進行下一個動作左行，左行到一定位置I0.3=1左行停止。當(dāng)I1.4=1啟動開始（下降限位開關(guān)閉

32、合）；則Q0.0=1（下降電磁閥閉合）下降到一定位置I0.0=0（下降限位開關(guān)閉合）下降停止；經(jīng)過計數(shù)器0.5秒下一動作夾物Q0.4=0的物體放開，在經(jīng)過0.5秒機械手放松狀態(tài)下上升（Q0.2=1）當(dāng)上升到一定位置I0.1=1上升停止。在經(jīng)過0.5秒機械手左移到一定位置左限位開關(guān)閉合左行停止。原位指示燈點亮。手動操作根據(jù)要求按一個按鈕就執(zhí)行一個動作。如圖4.2所示為機械手的梯形圖。圖4.2 機械手梯形圖第5章 課程設(shè)計總結(jié)通過這次的PLC課程設(shè)計，對本學(xué)期學(xué)習(xí)的理論知識有了更深一步的理解，對自己的專業(yè)及其應(yīng)用有了進一步的認識，同時這次課程設(shè)計也為自己以后的工作有了一個全面的認識。近年來，機械手在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，機械手具有結(jié)構(gòu)簡單、造價較低、維護方便、速度快等