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

　　

【正文】 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 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。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)。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。
（6）90年代后期國(guó)內(nèi)組態(tài)產(chǎn)品開(kāi)始成熟。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。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。W1 //恢復(fù)出廠設(shè)置//ATS0=1 //設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答方式//ATamp。D0 //MODEM忽略DTR信號(hào)//ATS37=9 //設(shè)置波特率為9600//ATamp。 數(shù)據(jù)類型：INT型，只讀 數(shù)值標(biāo)識(shí)：0未撥通；1撥通 三、IPN：用戶所要撥的電話號(hào)碼。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)。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，客戶作為數(shù)據(jù)的請(qǐng)求者，服務(wù)器和客戶之間可以通過(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。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。針對(duì)上述設(shè)想，通用汽車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。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。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。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)械手的模擬仿真，達(dá)到了工業(yè)上的預(yù)期效果，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的目的目前市場(chǎng)上還存在一些舊時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單的工業(yè)控制設(shè)備，這種設(shè)備主要是繼電接觸器控制完成，只能完成簡(jiǎn)單的操作工作，存在以下的不足：（1）僅適合于簡(jiǎn)單的邏輯控制；（2）僅適合特殊的工程項(xiàng)目，而沒(méi)有通用性；（3）沒(méi)有改動(dòng)和優(yōu)化的可能性。不同點(diǎn)PLC控制系統(tǒng)和工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，隨著各自發(fā)展和不斷更新演變中，形成了各自獨(dú)特使用功能和自身的優(yōu)勢(shì)，但是兩者仍然存在著區(qū)別和不同。 PLC設(shè)計(jì)的總體流程圖本PLC設(shè)計(jì)的總體流程圖的過(guò)程為：初始化狀態(tài)下，按下啟動(dòng)按鈕，組態(tài)仿真機(jī)械手會(huì)判斷機(jī)械手是否在原點(diǎn)位置，判斷不是則回到原點(diǎn)位置，判斷是則進(jìn)行下一個(gè)過(guò)程。，工件夾緊1秒后。網(wǎng)絡(luò)36為復(fù)位程序，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，機(jī)械手返回原位，原位指示燈點(diǎn)亮。接地系統(tǒng)接地方式可以分了三種，第一是浮地方式、第二是直接接地方式、第三是電容接地方式，PLC控制系統(tǒng)受到的干擾性比較強(qiáng)，屬于高速低電平的控制裝置，采用直接接地方式是比較合適的，確保安全的情況下抑制干擾性。：（1）單擊工程管理器中建立一個(gè)新的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)界面，在工程瀏覽器中點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)庫(kù)”，然后點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)詞典”，再點(diǎn)擊新建，： （2）：需要注意的是如果是離線調(diào)試的話變量類型應(yīng)該設(shè)為內(nèi)存離散，在線調(diào)試的話設(shè)為I/O離散。 (7) “完成”，至此設(shè)備與組態(tài)王的連接已經(jīng)建立。如果讓機(jī)械手在畫(huà)面上動(dòng)起來(lái)，看起來(lái)就更真實(shí)、生動(dòng)了。}if(\\本站點(diǎn)\氣缸上下=80amp。\\本站點(diǎn)\夾緊=1。\\本站點(diǎn)\上到位=0。\\本站點(diǎn)\夾緊=0。三、點(diǎn)擊表達(dá)式右側(cè)的“？”，打開(kāi)選擇變量名界面，雙擊“氣缸上下”打開(kāi)垂直移動(dòng)連接界面，點(diǎn)擊“確定”，退至動(dòng)畫(huà)連接界面； 四、點(diǎn)擊“確定”，退出動(dòng)畫(huà)連接界面，在空白處右擊打開(kāi)菜單，選擇“畫(huà)面屬性”，點(diǎn)擊命令語(yǔ)言按鈕； 五、在畫(huà)面命令語(yǔ)言界面編寫(xiě)下列命令語(yǔ)言：//***************向右,物塊向右if(\\本站點(diǎn)\向右標(biāo)志==1){\\本站點(diǎn)\氣缸左右=\\本站點(diǎn)\氣缸左右+5。}當(dāng)向右標(biāo)志置位為1時(shí)，氣缸和工件工件向右移動(dòng)，每執(zhí)行一次腳本指令水平移動(dòng)量加5，氣缸移動(dòng)極限距離設(shè)為240. //***************向左,物塊向右if(\\本站點(diǎn)\向左標(biāo)志==1){\\本站點(diǎn)\氣缸左右=\\本站點(diǎn)\氣缸左右5。\\本站點(diǎn)\物塊左右=430){ \\本站點(diǎn)\物塊左右=0。 }當(dāng)向左標(biāo)志置位為1時(shí)，氣缸向左移動(dòng)，每執(zhí)行一次腳本指令水平移動(dòng)量加5；工件向右移動(dòng)，每執(zhí)行一次腳本指令水平移動(dòng)量加5，生產(chǎn)件數(shù)加1.六、點(diǎn)擊“確定”進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境調(diào)試。amp。將PLC程序下傳到PLC裝置中并讓其運(yùn)行，切換到離線狀態(tài)，進(jìn)入組態(tài)工程運(yùn)行界面。[12]吳建強(qiáng)．可編程控制器原理及其應(yīng)用．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998，1260. [14]David G. Johnson. “Programmable Controllers for Factory Automation”. Marcel Decker, Inc. New York and Basel, 1987,10~23. 經(jīng)過(guò)運(yùn)行測(cè)試，該組態(tài)監(jiān)控軟件可對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)控，PLC程序達(dá)到了控制要求。\\本站點(diǎn)\上升標(biāo)志B=1。二、在腳本程序中加入兩條語(yǔ)句：//***************抓緊if(\\本站點(diǎn)\夾緊標(biāo)志==1){\\本站點(diǎn)\夾手角度=\\本站點(diǎn)\夾手角度+3。}if(\\本站點(diǎn)\向左標(biāo)志==1){\\本站點(diǎn)\物塊左右=\\本站點(diǎn)\物塊左右+5。}if(\\本站點(diǎn)\向左標(biāo)志==1amp。 \\本站點(diǎn)\左到位=0。amp。amp。amp。\\本站點(diǎn)\下降標(biāo)志A==1){\\本站點(diǎn)\下降標(biāo)志A=0。（1）垂直移動(dòng)動(dòng)畫(huà)連接（以機(jī)械手垂直方向氣缸上下移動(dòng)為例）一、在工程瀏覽器“數(shù)據(jù)庫(kù)”中的“數(shù)據(jù)詞典”增加一個(gè)新變量“氣缸上下”。（1）雙擊啟動(dòng)指示燈按鈕，彈出“單元屬性設(shè)置”窗口，可以進(jìn)行窗口設(shè)置。(1) 選擇工具欄里的“設(shè)備”，點(diǎn)擊“新建“。PLC控制系統(tǒng)在程序調(diào)式過(guò)程中都會(huì)存在一系列的問(wèn)題，最后通過(guò)自身努力，在老師和同學(xué)的帶領(lǐng)下都能一一解決了，從開(kāi)始的不懂到慢慢研究明白，之前犯下了一些不必要的問(wèn)題，但是通過(guò)這些問(wèn)題讓我們不斷成長(zhǎng)起來(lái)。如果受到環(huán)境的干擾影響較小，電壓降產(chǎn)生不大的時(shí)候，此時(shí)輸入接線可以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)一些，但是也有一個(gè)限定值。，當(dāng)上限位開(kāi)關(guān)和右限位開(kāi)關(guān)接通，下限位開(kāi)關(guān)和左限位開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)。 機(jī)械手的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程具體的控制要求是：完成一個(gè)用PLC控制的工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手從原點(diǎn)位置（