基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)及組態(tài)設(shè)計(jì)-wenkub

　

【正文】 在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中實(shí)時(shí)運(yùn)行，簡(jiǎn)化繁瑣的流程，操作易于方便，且靈活性高等特點(diǎn)。
（4）80年代末國(guó)外組態(tài)軟件進(jìn)入中國(guó)（開(kāi)始不是很接納）
（5）90年代國(guó)內(nèi)開(kāi)始研究并開(kāi)發(fā)，各個(gè)國(guó)組態(tài)公司開(kāi)始成立。
（1）20世紀(jì)60年代：計(jì)算機(jī)較少地用于工業(yè)過(guò)程控制中。而傳統(tǒng)的工業(yè)也無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，也逐漸淘汰了，未來(lái)的發(fā)展將是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要體現(xiàn)，也是研究機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化存在的意義。在20世紀(jì)中期，我國(guó)就開(kāi)始對(duì)機(jī)械手的研究與發(fā)展。隨著學(xué)科的相互滲透和大規(guī)模還有超大規(guī)模的集成電路等電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械領(lǐng)域己經(jīng)拓寬了許多，使得機(jī)械系統(tǒng)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，功能越來(lái)越強(qiáng)，精度越來(lái)越高，體現(xiàn)了生產(chǎn)力發(fā)展的進(jìn)步和趨勢(shì)。主要的部分是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)來(lái)操控機(jī)械手的手臂，手指部分的旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)來(lái)完成對(duì)物件的抓取和傳送。實(shí)驗(yàn)表明，由S7200 、易于操作、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可靠性高、穩(wěn)定性高。 PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目：基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)及組態(tài)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院： 電氣與電子工程學(xué)院 基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)及組態(tài)設(shè)計(jì)摘要隨著21世紀(jì)的發(fā)展，技術(shù)科技的不斷完善，人們對(duì)于機(jī)械手的控制系統(tǒng)運(yùn)用越來(lái)越成熟，機(jī)械自動(dòng)化逐步代替了人工操作，這意味著將解放人類(lèi)勞動(dòng)力，一些簡(jiǎn)單重復(fù)的動(dòng)作將會(huì)有機(jī)器代替運(yùn)作，并且在某些場(chǎng)所，例如高溫高壓，有毒氣體以及威脅到人類(lèi)生命安全的環(huán)境。關(guān)鍵詞：S7200 PLC；；機(jī)械手目錄1緒論 1 1 1 22組態(tài)王Kingview 3 3 3 3 5 8 8 10 10 10 PLC的基本結(jié)構(gòu) 11 PLC的工作原理 12 PLC的基本配置 123機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 15 15 PLC與IPC和DCS的比較 15 PLC的控制電路程序設(shè)計(jì) 16 PLC的I/O分配表 16 17 機(jī)械手的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程 18 PLC控制機(jī)械手的模擬工作圖 19 PLC梯形圖設(shè)計(jì) 21 PLC程序的調(diào)試 30 PLC控制的安裝與布線(xiàn) 30 314組態(tài)王Kingview 32 32 32 33 35 38 38 39 45總結(jié) 46參考文獻(xiàn) 47附錄 PLC梯形圖設(shè)計(jì) 481緒論該課題主要是研究當(dāng)代機(jī)械手的控制過(guò)程以及如何實(shí)現(xiàn)，隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)械手運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，而現(xiàn)在機(jī)械手面臨的問(wèn)題主要是位置的精準(zhǔn)性，定位精準(zhǔn)性的準(zhǔn)確度決定了機(jī)械手在工業(yè)的運(yùn)用場(chǎng)所，同時(shí)隨著發(fā)展的需要，機(jī)械手上位機(jī)要準(zhǔn)備的報(bào)出發(fā)生故障的所在位置，運(yùn)行維護(hù)人員要第一時(shí)間趕往現(xiàn)場(chǎng)并排除故障原因。隨著工業(yè)的自動(dòng)化需要，解放人類(lèi)勞動(dòng)力，科學(xué)技術(shù)發(fā)展逐步代替了以往以人工為勞動(dòng)力的流水線(xiàn)工作，同時(shí)一些不適宜人類(lèi)施工的成所，甚至?xí)?duì)人類(lèi)造成傷害的場(chǎng)所等等，對(duì)于該課題機(jī)械手的控制系統(tǒng)研究是非常具有重要的實(shí)際意義。我國(guó)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用研究距離國(guó)際水平還存在著一定的差距，特別是中小型企業(yè)由于資金和技術(shù)上的因素導(dǎo)致一些技術(shù)性的研究還是停留在原地，要想得到快速的發(fā)展需要國(guó)家政策的相關(guān)支持，鼓勵(lì)中小型的企業(yè)能向更加層次發(fā)展與創(chuàng)新，不僅帶動(dòng)企業(yè)的發(fā)展，更是降低對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)。在1972年上海我國(guó)生產(chǎn)了第一臺(tái)機(jī)械手，隨著技術(shù)的完善和成熟，國(guó)家研究的投入使各省份開(kāi)始大量的研制發(fā)展。通過(guò)PLC編程控制機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)性，位置的準(zhǔn)確度，速度的快慢，包括一些大件貨物的搬運(yùn)以及打包等等，這些都是可以在PLC控制下實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化的過(guò)程也會(huì)得到大大的簡(jiǎn)化，減去繁瑣的工程。
（2）20世紀(jì)70年代：隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的成熟逐漸在DCS中得到運(yùn)用，但是軟件方面的技術(shù)仍然存在不足和封閉專(zhuān)用，導(dǎo)致其成本非常昂貴。
（6）90年代后期國(guó)內(nèi)組態(tài)產(chǎn)品開(kāi)始成熟。同時(shí)組態(tài)運(yùn)行環(huán)境在不退出的狀態(tài)下，可以進(jìn)入組態(tài)系統(tǒng)環(huán)境直接修改有問(wèn)題的部分，而且修改的這部分在該組態(tài)運(yùn)行環(huán)境下會(huì)直接生效運(yùn)行，大大的提高了工作的效率也降低了成本價(jià)值。工程管理器的簡(jiǎn)單操作界面，使上述繁瑣的事情得到簡(jiǎn)單化。（5）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行程序都是在組態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，并且在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)各種的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理等一些基本的任務(wù)。總體說(shuō)明（1）組態(tài)系統(tǒng)仿真過(guò)程當(dāng)中，能夠在設(shè)備Modem撥號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，并且在監(jiān)控的平臺(tái)上查看相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，這樣大大的減少了現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和維護(hù)，大大提高工作的效率。（3）組態(tài)系統(tǒng)在撥號(hào)之前，需要進(jìn)行初始化指令對(duì)初始化設(shè)置，達(dá)到Modem撥號(hào)的要求，這樣就可以確保數(shù)據(jù)通訊的正常進(jìn)行。W1 //恢復(fù)出廠設(shè)置//ATS0=1 //設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答方式//ATamp。W1 //保存當(dāng)前設(shè)置到文件1中//（2）被叫MODEM（插在設(shè)備上的MODEM）設(shè)置如下：ATamp。D0 //MODEM忽略DTR信號(hào)//ATS37=9 //設(shè)置波特率為9600//ATamp。組態(tài)王撥號(hào)設(shè)置步驟（1），彈出一個(gè)“工程管理器”的設(shè)置界面，新建一個(gè)工程，命名仿真的軟件，點(diǎn)擊設(shè)備設(shè)置COM1/COM2串口，會(huì)彈出設(shè)置串口的界面，：在該設(shè)置串口界面可以清楚的看到，可以設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，例如：波特率、奇偶校驗(yàn)、通信超時(shí)等等，下面點(diǎn)擊“使用Modem”即可，剩下的不用設(shè)置。 數(shù)據(jù)類(lèi)型：INT型，只讀 數(shù)值標(biāo)識(shí)：0未撥通；1撥通 三、IPN：用戶(hù)所要撥的電話(huà)號(hào)碼。組態(tài)王運(yùn)行時(shí)設(shè)置：（1）組態(tài)王系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后，執(zhí)行以下操作：a) 在IPNO對(duì)應(yīng)的變量中輸入電話(huà)號(hào)碼；b) 將IPC0對(duì)應(yīng)的變量置1；（2）組態(tài)王軟件進(jìn)行撥號(hào)設(shè)置：當(dāng)“IPSO”值為1時(shí)，此時(shí)撥號(hào)為撥通狀態(tài)。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)在多年經(jīng)驗(yàn)積累下逐步成熟，構(gòu)建的工控系統(tǒng)的成本也相對(duì)降低，無(wú)論軟件和硬件等資源都十分豐富，軟硬件之間可以互相操作，簡(jiǎn)化了操作的程序，實(shí)用性強(qiáng)。現(xiàn)在市場(chǎng)上看見(jiàn)的組態(tài)軟件都可以完成一些類(lèi)似的功能和基本上的操作，由于組態(tài)王的實(shí)用性比較強(qiáng)，一般都可以運(yùn)行在Windows32位的平臺(tái)上并且可以在瀏覽器的窗口界面中打開(kāi)，進(jìn)行對(duì)組態(tài)的仿真進(jìn)行設(shè)計(jì)，配置和編輯等基本功能，同時(shí)還能提供多種的腳本語(yǔ)言和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序。隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，在微軟技術(shù)方面下，提供了一整套比較全面的解決方案，主要是針對(duì)在分布式的系統(tǒng)下，組態(tài)軟件組件可以相互交換同時(shí)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)共享，支持OPC的系統(tǒng)，服務(wù)器作為數(shù)據(jù)的提供者，客戶(hù)作為數(shù)據(jù)的請(qǐng)求者，服務(wù)器和客戶(hù)之間可以通過(guò)DCOM接口通訊，可以不用知道對(duì)方內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。可是VBA程序在執(zhí)行語(yǔ)句才能發(fā)展存在的語(yǔ)句錯(cuò)誤，但這對(duì)編程來(lái)說(shuō)沒(méi)有造成太大的影響，系統(tǒng)中的對(duì)象可以通過(guò)其屬性和方法進(jìn)行訪問(wèn)，容易學(xué)習(xí)和掌握。目前的組態(tài)軟件對(duì)數(shù)據(jù)采集的信息只能以報(bào)表的形式提供，而且還需要導(dǎo)出外部數(shù)據(jù)才能在其他系統(tǒng)中使用。S7200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見(jiàn)的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號(hào)。針對(duì)上述設(shè)想，通用汽車(chē)公司提出了這種新型控制器所必須具備的十大條件：（1）編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；（2）維護(hù)方便，最好是插件式；（3）可靠性高于繼電器控制柜；（4）體積小于繼電器控制柜；（5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；（6）在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；（7）輸入可以是交流115V；（8）輸出可以是交流115V,2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；（9）在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；(10)用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)；美國(guó)投入大量的資金進(jìn)行研發(fā)，在1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司成功的制造了第一臺(tái)可以編程的程序控制器，從此打開(kāi)了自動(dòng)控制的局面，使工業(yè)生產(chǎn)得到了一個(gè)全新的發(fā)展階段。除了執(zhí)行用戶(hù)程序之外，在每次循環(huán)過(guò)程中，可編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段。針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，可編程控制器控制功能大大的簡(jiǎn)化了這樣繁瑣的流程，不用因?yàn)橐粫r(shí)的失誤而導(dǎo)致全部修改，現(xiàn)在通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的整個(gè)過(guò)程，還可以控制不同的對(duì)象，達(dá)到不同的要求，簡(jiǎn)單靈活、通用得到廣泛的推廣和使用。 (4)功能強(qiáng)目前的PLC控制功能逐漸完善，可以實(shí)現(xiàn)很多控制功能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到快速的發(fā)展和使用，例如：可以進(jìn)行A/D、D/A的轉(zhuǎn)換；可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集分析和進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)本地的控制，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制等。PLC的主要功能PLC系統(tǒng)主要有以下功能：（1）多種控制功能；（2）數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理功能；（3）通信聯(lián)網(wǎng)功能；（4）輸入、輸出接口調(diào)理功能；（5）人機(jī)界面功能；（6）編程、調(diào)試功能。（1）大型網(wǎng)絡(luò)化隨著科技網(wǎng)絡(luò)的普及，實(shí)現(xiàn)大型的網(wǎng)絡(luò)化，當(dāng)然要向DCS方向發(fā)展，當(dāng)PLC控制系統(tǒng)中具有DCS系統(tǒng)的某些功能，可以實(shí)現(xiàn)將工業(yè)PC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、以太網(wǎng)和MAP網(wǎng)構(gòu)成整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)化及自動(dòng)控制系統(tǒng)。主要是通過(guò)該軟件要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手模擬現(xiàn)場(chǎng)工作，達(dá)到自動(dòng)控制的效果，減少勞動(dòng)工作，同時(shí)結(jié)合可編程控制器S7200 PLC實(shí)現(xiàn)了機(jī)械