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

　　

【正文】 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 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)。
（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。DDE驅(qū)動(dòng)程序相對(duì)來(lái)說(shuō)比較成熟，整合到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，然而OPC Client驅(qū)動(dòng)程序大多數(shù)是單獨(dú)存在的，這也是兩者之間的區(qū)別與不同。W1 //恢復(fù)出廠設(shè)置//ATS0=1 //設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答方式//ATamp。在工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，PC相比以往的系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。（4）組態(tài)軟件的開(kāi)放性目前組態(tài)軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，隨著計(jì)算機(jī)集成模塊生產(chǎn)的普及，讓組態(tài)軟件往更高一個(gè)層次發(fā)展，不僅僅局限于采集和監(jiān)控的過(guò)程，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，還需要進(jìn)一步對(duì)組態(tài)軟件平臺(tái)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過(guò)程的控制，同時(shí)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的流程化進(jìn)行調(diào)整。 PLC的基本配置PLC的特點(diǎn)（1）靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。3機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。經(jīng)論證本次設(shè)計(jì)采用的編程方式選用方案三。上面網(wǎng)絡(luò)中的定時(shí)器T3T3TT4T43和T44既給每一次機(jī)械手動(dòng)作轉(zhuǎn)換提供延時(shí)接通也是每個(gè)動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件的區(qū)別標(biāo)志。（4）在工程瀏覽器界面，點(diǎn)擊“畫面”并命名需要設(shè)計(jì)的名稱，可以進(jìn)入到“開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”界面，進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改。，只用6個(gè)指示燈對(duì)機(jī)械手的工作狀態(tài)進(jìn)行了動(dòng)畫顯示。\\本站點(diǎn)\下到位=0。\\本站點(diǎn)\下到位=0。\\本站點(diǎn)\下降標(biāo)志B=1。\\本站點(diǎn)\物塊左右=100)){ \\本站點(diǎn)\物塊左右=90。保存所有組態(tài)設(shè)置，然后關(guān)閉組態(tài)監(jiān)控程序。[15]王永華．現(xiàn)代電氣及可編程序控制器技術(shù)．北京：航空航天大學(xué)出版社，2003，3245. }放松標(biāo)志置位為1時(shí)，氣爪角度移動(dòng)量每執(zhí)行一次腳本程序減3，實(shí)現(xiàn)放松。}if(\\本站點(diǎn)\向左標(biāo)志==1amp。 \\本站點(diǎn)\上到位=1。\\本站點(diǎn)\下降標(biāo)志B==1){\\本站點(diǎn)\下降標(biāo)志B=0。\\本站點(diǎn)\夾緊標(biāo)志=1。（2）單擊“動(dòng)畫連接”選項(xiàng)卡，： (3)單擊“？”按鈕，彈出當(dāng)前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對(duì)象列表，雙擊“原位”。例如：機(jī)械手如何設(shè)計(jì)更符合實(shí)際操作的情況，程序出現(xiàn)失誤該如何進(jìn)行調(diào)式整改等等，通過(guò)查找一類書籍，研究和改進(jìn)當(dāng)中，最后程序成功，符合了一般工業(yè)上的要求，同時(shí)也達(dá)到學(xué)校教育我們的水平，讓我們具備更高的要求。，當(dāng)上限位開(kāi)關(guān)和左限位開(kāi)關(guān)關(guān)斷，下限位開(kāi)關(guān)和右限位開(kāi)關(guān)閉合時(shí)。存在著區(qū)別，但是我們可以根據(jù)不同的環(huán)境下選擇適合我們的工作環(huán)境的控制方式。 PLC發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)目前PLC發(fā)展趨勢(shì)主要有兩個(gè)方面：第一是為了適應(yīng)方便運(yùn)輸，攜帶等，開(kāi)始發(fā)展體積小，速度快，價(jià)格實(shí)惠等微小型電子模塊；第二是為了適應(yīng)大型可靠的發(fā)展，向穩(wěn)定性可靠性，兼容性和控制多功能方面發(fā)展。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。第二種方式是微軟開(kāi)發(fā)的一種書寫腳本語(yǔ)句的編程程序，該方式采用了一種比較方便的VBA組態(tài)技術(shù)，可以通過(guò)組態(tài)系統(tǒng)中的對(duì)象以組件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)也可以進(jìn)行訪問(wèn)。“IPCO”、“IPSO”、“IPNO”、“Cerro”這四個(gè)新建的變量分別對(duì)應(yīng)以上的四個(gè)寄存器。Y1 //設(shè)置文件1為活動(dòng)狀態(tài)//ATamp。（4）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序目前比較成熟的組態(tài)軟件已經(jīng)具備了獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)件，這成熟的條件解決了很多問(wèn)題，不僅提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性還增強(qiáng)了系統(tǒng)的處理能力，改變以往組態(tài)程序中只能簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理功能，給設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)了更有價(jià)值的創(chuàng)造，因?yàn)閷?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組態(tài)程序能定義數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、連接、來(lái)源、類型等等。
（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。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。隨著工業(yè)的自動(dòng)化需要，解放人類勞動(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)力的流水線工作，同時(shí)一些不適宜人類施工的成所，甚至?xí)?duì)人類造成傷害的場(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。
（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用，導(dǎo)致其成本非常昂貴。（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)。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。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)。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。除了執(zhí)行用戶程序之外，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。（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)。 PLC的控制電路程序設(shè)計(jì) PLC的I/O分配表設(shè)計(jì)該機(jī)械手主要運(yùn)用到CPU224模塊，一共有24個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)，14個(gè)輸入和10個(gè)輸出，CPU224模塊可以帶7個(gè)擴(kuò)展模塊，有兩個(gè)高速脈沖輸出端和一個(gè)RS485通信口，I/： PLC的I/O地址分配表方案一：選擇編程程序方式是起保停電路，該編程程序比較規(guī)范同時(shí)編程出來(lái)的程序通俗易懂而且容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤點(diǎn)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，但是存在大量的觸點(diǎn)使一些程序代碼較長(zhǎng)，帶來(lái)一定的困擾。4組態(tài)王Kingview (1)，進(jìn)入組態(tài)王的工程管理器，在工程管理界面，清晰可以看到“搜索、新建、備份、恢復(fù)、開(kāi)發(fā)、運(yùn)行”等控制功能。 (4) 單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“單元屬性設(shè)置”窗口，結(jié)束啟動(dòng)指示燈的動(dòng)畫連接。}這是機(jī)械手首次下降時(shí)的命令語(yǔ)言，此時(shí)下降指示燈點(diǎn)亮，氣缸向下移動(dòng)，每執(zhí)行一次腳本程序垂直移動(dòng)量加5，氣缸上下移動(dòng)的極限范圍為80，當(dāng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)到下限位時(shí)，氣爪夾緊標(biāo)志位置1。\\本站點(diǎn)\放松標(biāo)志=1。 }if(\\本站點(diǎn)\向右標(biāo)志==1amp。amp。三、。[16]MITSUBISHI PROGRAMMABLE CONTROLLER MELSEC F1 SERIES Programming Manuol. Mitsubishi Electric ,12~18.五、刪去畫面中不需要的圖符。amp。\\本站點(diǎn)\氣缸左右=240){\\本站點(diǎn)\向右標(biāo)志=0。//***************上升Bif(\\本站點(diǎn)\上升標(biāo)志B==1){\\本站點(diǎn)\氣缸上下=\\本站點(diǎn)\氣缸上下5。\\本站點(diǎn)\物塊上下=\\本站點(diǎn)\物塊上下+5。經(jīng)過(guò)這樣的連接，當(dāng)按下機(jī)械手或畫面上的啟動(dòng)按鈕后，不但相應(yīng)變量的值會(huì)改變，相應(yīng)指示燈也會(huì)出現(xiàn)亮滅的改變。(3)選擇工程管理器中的“設(shè)為當(dāng)前工程”選項(xiàng)，即可進(jìn)入“工程瀏覽器”界面，具體的設(shè)計(jì)功能都會(huì)呈現(xiàn)在該界面。，當(dāng)機(jī)械手的左限位開(kāi)關(guān)接通時(shí)，機(jī)械手下降，至此完成一個(gè)工作周期。方案三：選擇編程程序方式是STL的指令方式，STL步進(jìn)梯形指令是專門設(shè)計(jì)來(lái)用于順序控制的，使用該指令會(huì)更加方便，易于調(diào)試和維修。隨著現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)的控制發(fā)展，伺服電機(jī)控制模塊發(fā)展的出現(xiàn)，更是使PLC控制的領(lǐng)域得到更大的推廣。由于計(jì)