PLC在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

目錄1課程設(shè)計題目及要求TOC\o"1-3"\u 11.1題目 1控制要求 ③具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以在各種的工作環(huán)境下進(jìn)行正常的工作。因此也具有很高的可靠性。3.2FX2N-48MR型PLC(1)

三菱FX2N-48MR

PLC

介紹①靈活的配置

除了具有滿足特殊需求的大量特殊模塊外,6個基本單元中的每個單元可擴(kuò)展至256I/O。

=2\*GB3②高速運算

基本指令:0.08us/指令,應(yīng)用指令:1.52至幾百us/指令。

=3\*GB3③突出的寄存器容量

FX2N系列包括8K步內(nèi)置RAM寄存器,用一個寄存器盒可擴(kuò)展到16RAM或EEPROM

。

=4\*GB3④豐富的元件資源

3072點輔助繼電器,256點計時器,235點計數(shù)器,8000數(shù)據(jù)存儲器。

FX2N-48ER擴(kuò)展24入24出繼電器FX1S-10MR-001主機(jī)6入4出，繼電器FX2N-32ER擴(kuò)展16入16出繼電器FX1S-30MR-D主機(jī)16入14出，繼電器FX2N-16ER擴(kuò)展16入FX1S-20MR-D主機(jī)12入18出，繼電器FX2N-16EYR擴(kuò)展16出繼電器FX1S-14MR-D主機(jī)8入6出，繼電器FX2N特殊擴(kuò)展模塊FX1S-10MR-D主機(jī)6入4出，繼電器FX2N-CNV-BDFX0N適配器連接用模塊FX2N特殊功能單元

FX2N-CNV-BC擴(kuò)展電纜轉(zhuǎn)換器FX2N-2DA2通道模擬量輸出塊

FX2N-CNV-IF擴(kuò)展電纜轉(zhuǎn)換器FX2N-2AD2通道模擬量輸入模塊FX2N-8AV-BD8通道模擬量設(shè)定模塊FX2N-4DA4通道模擬量輸出模塊FX2N-232-BDRS-232接口1通道FX2N-4AD2通道模擬量輸入模塊。(2)

三菱FX2N-48MR

PLC技術(shù)參數(shù)FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。除輸入出16--25點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。系統(tǒng)配置既固定又靈活：在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16--256點的靈活輸入輸出組合。備有可自由選擇，豐富的品種可選用16/32/48/64/80/128點的主機(jī)，可以采用最小8點的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。令人放心的高性能程序容量：內(nèi)置800步RAM可使用存儲盒，最大可擴(kuò)充至16K步。(3)

三菱FX2N-48MR

PLC開發(fā)環(huán)境

可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展與繼電器有很大的的關(guān)系。繼電器室一種用弱電信號控制強(qiáng)電信號的電磁開關(guān)，雖有上百年的歷史，但在復(fù)雜的繼電器控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除是非常困難的，可能會花大量時間，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。如果公益要求發(fā)生變化，就得衷心設(shè)計線路連線安裝，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。顯然，需要尋求一種新的控制裝置來取代老式的繼電器控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)的工作更可靠，更容易維護(hù)，更能適應(yīng)經(jīng)常變動的工藝條件，因此在1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)要求研制出世界上第一臺可編程控制器。在20世紀(jì)70年代后期，隨著微電子技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)的迅速發(fā)展，人們?yōu)榱伺c電腦區(qū)分，就把可編程控制器稱為PLC。4控制系統(tǒng)設(shè)計4.1控制系統(tǒng)設(shè)計在一條自動生產(chǎn)線上，由機(jī)械手將傳送帶A上的物品傳送到傳送帶B上。機(jī)械手的上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機(jī)械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)。程序方框圖如下圖所示：開始開始下降抓緊上升左旋下降放松上升右旋結(jié)束原位夾緊夾緊原位下降松開上升上升右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)下降X5X3X2T1X2X0T0X5X4圖4-1程序方框圖程序流程圖如下圖所示：圖4-2程序流程圖4.2PLC(I/O)分配輸入元件輸入輸出元件輸出啟動開關(guān)X0上升電磁閥Y1關(guān)閉開關(guān)X1下降電磁閥Y2上升限位開關(guān)X5左轉(zhuǎn)電磁閥Y3下降限位開關(guān)X2右轉(zhuǎn)電磁閥Y4左轉(zhuǎn)限位開關(guān)X3夾緊電磁閥Y5右轉(zhuǎn)限位開關(guān)X4傳送帶1電機(jī)Y6光電開關(guān)X6傳送帶2電機(jī)Y7空氣壓縮機(jī)電動機(jī)Y0圖4-3PLC（I/O）分配圖4-4硬件連線圖4.3程序設(shè)計圖4-5程序這個程序是嚴(yán)格按照設(shè)計要求來編的,啟動開關(guān)是X0,停止開關(guān)是X1,程序中還加入了了兩個計數(shù)器C0、C1。其中計數(shù)器C0對下降限位SP2(X2)計數(shù)，從而實現(xiàn)機(jī)械手到達(dá)二號傳送帶時松開機(jī)械手放置物品的控制。計數(shù)器C1對上升限位SP1(X5)計數(shù)，從而實現(xiàn)機(jī)械手在松開機(jī)械手放置物品以后上升第二次壓到上升限位SP1(X5)的時候?qū)崿F(xiàn)右轉(zhuǎn)的控制。5運行調(diào)試5.1調(diào)試過程按下啟動開關(guān)X0以后，觀察六秒鐘以后，傳送帶A(Y6)的燈是否亮，如果不亮，說明傳送帶A的電磁閥Y6沒有得電，相關(guān)開關(guān)沒有動作，重新查看程序，修改好；如果燈亮，說明這一步程序正常。接下來按下光電開關(guān)(模擬光電開關(guān)檢測到物品)，觀察機(jī)械手是否下降(Y2)，如果沒有下降，說明這一步程序設(shè)計得有問題，修改程序，再監(jiān)測；如果機(jī)械手下降，程序正常，繼續(xù)下一步程序檢查。壓下下降限位開關(guān)，不要松開，觀察機(jī)械手的夾緊(Y5)檢測燈是否同時亮起來，如果沒有，程序錯誤，修改程序，再作檢測；如果燈同時亮了,程序正常，繼續(xù)下一步檢查?？纯磧擅腌娨院髾C(jī)械手是否上升(機(jī)械手上升[Y1]檢測燈是否亮)，如果燈沒有亮，說明定時器沒有起作用，檢查修改這一步程序；如果燈亮了，說明程序正常，繼續(xù)下一步的檢查。壓下上升限位開關(guān)，同時松開之前所壓的下降限位開關(guān)，觀察機(jī)械手是否左轉(zhuǎn)(機(jī)械手左轉(zhuǎn)[Y3]監(jiān)測燈是否亮)，如果沒有亮，說明這一步程序有問題，檢查問題然后修改；如果燈亮了，說明程序正常，繼續(xù)下一步檢查。接下來按下左轉(zhuǎn)限位開關(guān)(注:上升限位開關(guān)依然被緊壓，機(jī)械手下降才松開)，觀察機(jī)械手是否下降，如果不下降，說明程序有問題，檢查程序，作相應(yīng)修改；如果機(jī)械手下降(機(jī)械手下降的監(jiān)測燈亮)，松開之前壓下的上升限位開關(guān)，但左轉(zhuǎn)限位開關(guān)不能松開。按下下降限位開關(guān)，剛才機(jī)械手是否動作(機(jī)械手松開)，如果動作，程序正常，不然就不正常，機(jī)械手動作以后，觀察兩秒鐘以后機(jī)械手是否上升，如果不上升，程序有問題；如果上升，松開下降限位開關(guān)，此時左轉(zhuǎn)限位開關(guān)依然處于壓下狀態(tài)，繼續(xù)下一步檢查。按下上升限位開關(guān)，觀察傳送帶B是否動作，以及機(jī)械手是否同時右轉(zhuǎn)(Y4)，如果同時動作，什么程序準(zhǔn)確，不然就有錯誤，得修改程序。然后同時松開左轉(zhuǎn)限位開關(guān)和上升限位開關(guān)，觀察傳送帶B和機(jī)械手是否同時停止動作，及傳送帶A是否動作，如果答案是：是，那程序正常，所有程序調(diào)試完成。接下來調(diào)試復(fù)位開關(guān)，當(dāng)機(jī)械手傳送帶在運作中的時候，按下停止按鈕，看看能不能復(fù)位，如果可以，復(fù)位正常，程序準(zhǔn)確，如果不能，就應(yīng)該找出問題并且修改程序了。在調(diào)試時我們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(jìn)展路線，都逐一檢查。發(fā)現(xiàn)問題后及時修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。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，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，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(jìn)行。通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)調(diào)試過程循序漸進(jìn)，從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。不符合要求時，對硬件和程序作調(diào)整，修改部分程序。

全部調(diào)試完畢后，交付試運行。5.2調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法調(diào)試過程中,由于好多按鍵是配合使用的,使用經(jīng)常會出問題,對程序的設(shè)計要求比較高,有時候好難顧及到多個方面,例如:機(jī)械手還沒有上升的時候,下降限位開關(guān)必須被壓下,機(jī)械手還沒有左轉(zhuǎn)的時候,右轉(zhuǎn)限位就必須一直被按著,雖然只是簡簡單單的描述,但真正到了編程的時候,要求就比較高了,好多時候,在顧及到機(jī)械手右轉(zhuǎn)的同時,傳送帶B沒有動作；或者在松開上升限位和左轉(zhuǎn)限位的時候,傳送帶B和機(jī)械手右轉(zhuǎn)還是動作的。解決方式也是有好多的,最好用的就是一邊調(diào)試一邊修改程序,最終完成程序的編寫。5.3結(jié)果分析通過運行自己設(shè)計的正確程序，可以實現(xiàn)用機(jī)械手將物品從傳送帶A移到傳送帶B，整個過程通過手動結(jié)合程序控制，PLC控制的機(jī)械手傳送帶系統(tǒng)比較大的優(yōu)點就是容易作出相應(yīng)的修改，從而適應(yīng)不同的場合，而且控制比較簡單明了。機(jī)械手的上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機(jī)械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動。6總結(jié)持續(xù)一周的關(guān)于工業(yè)機(jī)械手的PLC控制的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，通過此次PLC程序設(shè)計實踐,我實在是獲益非淺。PLC是今年剛接觸的一門新課，剛開始對這門課程很感興趣，可是學(xué)起來的時候感覺有點難度，所以學(xué)起來有點畏懼感，以致沒怎么學(xué)好！每次上實驗課的時候，雖然都是嘗試著去操作，可還是只會簡單的輸入程序。我知道PLC程序設(shè)計是一門重要的基礎(chǔ)課程，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫原理和軟件工程等后繼課程的基礎(chǔ)。適用于大型系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)。而此次課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。通過這一次課程設(shè)計，我對電氣的操作規(guī)范有了深刻的認(rèn)識。在程序設(shè)計中要總體設(shè)計程序思路，然后分塊設(shè)計。在程序設(shè)計中，使我加強(qiáng)理解PLC基本指令的使用方法，對基本指令的具體運用有了深刻的概念。

在程序的調(diào)試階段，體會到調(diào)試程序的重要性。因為理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計遇到了不少問題，自己設(shè)計的程序一般來說都有許多邏輯錯誤如果不經(jīng)過調(diào)試一般很難發(fā)現(xiàn)。這次課程設(shè)計，通過理論與實際的結(jié)合，運用學(xué)習(xí)成果，使理論得以提升，形成創(chuàng)新思想，進(jìn)一步提高了觀察、分析和解決問題的實際工作能力。通過此次設(shè)計過程，鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，。雖然在這次實訓(xùn)過程中我也遇到了很多難題。但在通過查閱資料，以及向同學(xué)請教后，也終于成功的運行了課程設(shè)計所要求的程序。有許多東西，許多事，不是想像中的那么容易，不去實踐，永遠(yuǎn)也不會有提高，尤其是學(xué)習(xí)PLC上。在這次課程設(shè)計的過程中，我認(rèn)識到學(xué)好PLC要重視實踐操作，不僅僅是學(xué)習(xí)PLC程序設(shè)計，還是其它的課程設(shè)計，以及其它方面的知識都要重在實踐，不能只是學(xué)習(xí)和重視書本上的理論知識，所以日后在學(xué)習(xí)過程中，我會更加注視實踐操作，使自己更好地學(xué)好PLC這門課程。通過這次機(jī)械手設(shè)計讓我知道了現(xiàn)代企業(yè)在完成自動化控制中離不開PLC的控制，它可以使企業(yè)在生產(chǎn)的同時減少勞動力和生產(chǎn)成本。目前我國很多地區(qū)的企業(yè)整個生產(chǎn)設(shè)備還比較落后且大部分工序都是通過人工來完成的，而機(jī)械手成本比較低且操作簡單很適合中小企業(yè)的發(fā)展要求。但隨著科技不斷進(jìn)步我相信多功能