基于plc的機械手控制系統設計(完整版)

　　

【正文】 Ha機則可達1000多點。但主要以開關量計。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。歐洲PLC產品主要制造商有德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司。隨著工業的高速發展，機械手作為前沿的產品應自動化設備更新時的需要，已經在工業生產中得到了廣泛的應用。但是，在中國等發展中國家PLC的增長十分迅速。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。機械手的廣泛使用，不僅可以提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本，有著十分重要的意義。 可編程控制器（簡稱PLC）是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的?？梢灶A料：在工業控制領域中，PLC控制技術的應用必將形成世界潮流。綜合相關資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領域占據著十分重要的位置。它可以搬運貨物、分揀物品、用以代替人的繁重及單調勞動，實現生產的機械化和自動化；并能在高溫、腐蝕及有毒氣體等有害環境下操作以保護人身安全，被廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工業和原子能等部門。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國的三星（SAMSUNG）、LG等，這些生產廠家的產品占有80%以上的PLC市場份額。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。第2章 方案設計對于機械手的控制系統可以采用多種方式，如繼電器控制、單片機控制、PLC控制等。模擬量的路數可折算成開關量的點，大致一路相當于8～16點。德國西門子公司的S7300機最多可達512點。超大型機：控制點數可達萬點，以至于幾萬點?？刂泣c數不符需要，可再接擴展箱體，由主箱體及若干擴展箱體組成較大的系統，以實現對較多點數的控制。德維森公司的V80系列PLC就是這種結構，比較緊湊。最近還推出S7系列機，有S7200（小型）、S7300（中型）及S7400機（大型）。其小型機F1前期在國內用得很多，后又推出FX2機，性能有很大提高。另外，還有擴展箱體，規格與主箱體相同其EM系列為模塊式的，可在16～160之間組合。日本松下公司也生產PLC。美國AB（Alien－Bradley）公司創建于1903年，在世界各地有20多個附屬機構，10多個生產基地。新出的lP3416機，I/O點數擴大到34入、12出，而且還自帶一個簡易小編程器，性能又有改進。與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成，還有外圍芯片、總線接口及有關電路。PLC 的外部設備：外部設備是PLC系統不可分割的一部分，它有四大類 1.、編程設備監控設備存儲設備. 輸入輸出設備. PLC的選擇PLC的選型對于PLC的選擇，我們必須考慮多方面的因素。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。 存儲器的選擇 由于計算機集成芯片技術的發展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。分析機械手的工作過程和控制要求，該工作過程可以方程若干個工作步，且各步個所需完成的功能和轉換條件都非常的清晰明確，因此我們可以利用PLC步進順序控制的方法來完成編程，且要完成斷電保持的功能可以用KEEP指令來實現，即使在停電時也可以存儲之前的狀態，把WR區域做為中間繼電器使用。它起源于原子、軍事工業，先是通過操作機來完成特定的作業，后來發展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。在此基礎上確定PLC的選型。 確定輸入輸出1)輸入信號位置檢測信號：下限SQ上限SQ右限SQ左限SQ4，共4個行程開關，總啟動SD、總停止ST，需要4個輸入端子。Controller），是可編程邏輯控制器。在系統管理程序的控制下，整個PLC能正確、有效地工作。它是PLC用戶程序中最重要的一部分，一般采用梯形圖、助記符或功能塊圖等編程語言編制，不同的PLC制造企業提供的編程語言有不同的形式，至今沒有一種能全部兼容的編程語言。一般采用高級語言實現。不管怎么樣，各廠家的編程語言都只能適用于本廠的產品。 歐姆龍CXProgrammer編程軟件 歐姆龍plc編程軟件CXProgrammer是目前工作中最優秀的可編程序控制器軟件，該軟件提供了一個基于CPS（Component and Network Profile Sheet）集成開發環境，能夠支持cs/cj、cv、c、fqm、cp1h/cp1l、cp1e等多個系列指令，支持omron全系列的PLC，支持離線仿真，可適用于已具有電氣系統知識的工作人員使用。在本次設計中，機械手模型控制系統采用PLC進行控制，大大提高了該系統的自動化程度，減少了大量的中間繼電器、時間繼電器和硬件接線，提高了控制系統的可靠性。正是老師們認真負責的工作態度、平易近人的風格，不厭其煩地為我進行講解，才使得我能夠順利完成本次設計。另外，感謝我的同學們、朋友們在我查找資料期間，無時無刻不在精神上鼓勵著我，在實質上為我提供幫助，從而使我的報告能夠得以順利完成!感謝我的同窗好友們在學習及生活上給予的熱心幫助和鼓勵，大家勤奮好學和樂于助人的精神為我樹立了榜樣，時刻激勵著我不斷奮斗!感謝學校培養我，教導我知識，給予我榮譽，鑄造我人格，指引我道路。通過本次設計，可以根據工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數，實現機械手控制系統的不同工作需求，機械手控制系統具有了很大的靈活性和可操作性。Bus單元和特殊單元編程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號。 PLC的編程語言的基本指令系統和編程方法編程語言的形式通常，它是在大中型PLC上實施的程序，由用戶根據需要按PLC提供的軟件和硬件功能進行編制。它可將用戶用各種編程語言（梯形圖、語句表等）編制的應用程序翻譯成CPU能執行的機器指令 供系統調用的標準程序模塊。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。 所以，共需要6個輸入信號。PLC的用戶程序體現了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關系,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、特殊功能進行設定。這種機械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機服務的，由主機驅動，除