【正文】 ，則機械手停止工作。重新啟動時，必須用手動操作將機械手移回到原點，然后按下啟動按鈕，機械手又開始重新連續(xù)工作。在工作中若按下復(fù)位 按鈕，則機械手將繼續(xù)完成一個周期的動作后，回到原點自動停止。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 3 機械手的控制要求 機械手的控制具有手動操作和自動操作兩種方式。手動方式時，有“單步操作”與“返回原位”兩種情況?！皢尾讲僮鳌鼻闆r下，用各按鈕來接通或斷開各負(fù)載；“返回原位”情況下，按下返回原位按鈕，機械手自動回到原位狀態(tài)。自動方式時，有“步進(jìn)操作”、“單周期操作”和“連續(xù)操作”三種情況?！安竭M(jìn)操作”時，每按一次起動按鈕，向前執(zhí)行一個動作；“單周期操作”時，機械手在原位，按下啟動按鈕，自動的執(zhí)行一個操作周期的操作，操作完成后停在原位（如果在 操作過程中按下停止按鈕，機械手停在該工序上，再按下啟動按鈕，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位）；“連續(xù)操作”時，機械手在原位，按下啟動按鈕，機械手就連續(xù)重復(fù)進(jìn)行工作（如果按下停止按鈕，機械手運行到原位后停止），故機械手操作面板分布情況。如圖 ： 圖 PLC控制操作面板示意圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 4 驅(qū)動元件和控制裝置的選擇 根據(jù)控制要求（圖 ）機械手所有動作均采用電液控制，液壓驅(qū)動，它的上升 /下降和左旋轉(zhuǎn) /右旋轉(zhuǎn)，均采用雙線圈三位電磁閥推動液壓缸完成。當(dāng)某個電磁發(fā)線圈通電就一直保持當(dāng)前狀態(tài)，直到相 反的線圈通電為止。 為了使動作準(zhǔn)確，機械手上安裝了限位開關(guān) SQ1， SQ2 ， SQ3， SQ4 分別對 機械手進(jìn)行下降，上升，左旋轉(zhuǎn)，右旋轉(zhuǎn)等動作限制，別給出了動作到位信號，另外還按上了光電開關(guān)， SP，負(fù)責(zé)檢查工作臺 B上的工件是否移開從而產(chǎn)生無工件信號，為下一個工件的下放做準(zhǔn)備。 圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 5 機械手 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 機械手 PLC 輸入 /輸出設(shè)備的確定 機械手 PLC I/O 設(shè)備及 I/O 點編號的分配如圖 所示。從圖 、表 可知輸入輸出點分別為 18點和 5點。故可選擇合適 的 PLC機型： 圖 PLC輸入 /輸出分配 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 表 機械手 PLC I/O 設(shè)備及 I/O 點編號的分 輸入設(shè)備 輸入點編號 輸入設(shè)備 輸入點編號 下限位開關(guān) 手動操作按鈕 上升 上限位開關(guān) 左旋 右限位開關(guān) 松開 左限位開關(guān) 下降 運行方式選擇開關(guān) 單步操作 右旋 單周期操作 下降電磁閥 連續(xù)操作 夾緊電磁閥 返回原位按鈕 上升電磁閥 返回操作 原位顯示 啟動按鈕 右旋電磁閥 停止按鈕 左旋電磁閥 根據(jù)控制要求分析，此系統(tǒng)為開關(guān)量順序控制系統(tǒng)。 選擇 PLC 機型 （ 1）輸入信號 位置檢測信號；左限位．右限位．上限位．下限位．共 4 個行程開關(guān)需要 4 個輸入端子； “無工件”檢測信號，用光電開關(guān)作檢測元件需要 1 個輸入端子； “工作方式”選擇開關(guān)有手動 ．單步．單周期和連續(xù)工作方式，需要 4 個輸入端子； 手動操作時，需要有下降．上升．右旋．左旋．夾物．放物 6 個按鈕，也需要 6 個輸入端子； 自動工作時，尚需啟動按鈕．停止按鈕和復(fù)位按鈕，也需占 3 個輸入端子。 （ 2）輸出共有 8 個開關(guān)量控制信號；傳送帶 A，傳輸帶 B 運行控制接觸器線圈。電磁閥：左旋轉(zhuǎn)，右旋轉(zhuǎn)，上升，下降，抓物和放物。機械手從原點開始工作，需要有 1 個原點指示燈，也要占一個輸出點。所以，至少需要 6 個輸出信號。 依據(jù)性能結(jié)構(gòu)， I/O 點數(shù)，還有儲存容量，特殊功能等方面，在選擇中我們還要考慮到 ，功能要強結(jié)構(gòu) 要合理 I/O控制要適當(dāng)，輸入，輸出功能及負(fù)載能力要匹配，濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 還有對通信，系統(tǒng)響應(yīng)等要求，因為本系統(tǒng)輸入輸出點分別為 18點和 8 點。 本次設(shè)計特別了選用西門子 S7200系列 CPU 226AC/DC/繼電器型 PLC。該系統(tǒng) 集成24輸入 /16輸出共 40個數(shù)字量 I/O 點?？蛇B接 7個擴展模塊，最大擴展至 248路數(shù)字量 I/O 點或 35 路模擬量 I/O 點。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6 個獨立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID控制器。 2個 RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通 訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 I/O 端子 還 可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些 4復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個數(shù)字量 I/O 點?？蛇B接 7 個擴展模塊，最大擴展至248 路數(shù)字量 I/O 點或 35 路模擬量 I/O 點。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6 個獨立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 2 個 RS485通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI通訊協(xié) 議和自由方式通訊能力。 I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。 可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng) ， 完全能夠滿足本系統(tǒng)的控制要求。 CPU226 的簡單介紹 描述 CPU 226 DC/DC/DC CPU 226 AC/DC/繼電器 物理特性 尺寸 (W X H X D) 196 x 80 x 62 mm 196 x 80 x 62 mm 重量 550 g 660 g 功耗 11 W 17 W 存儲器特性 程序存儲器 在線程序編輯時 16384 bytes 24576 bytes 非在線程序編輯時 24576 bytes 10240 bytes 數(shù)據(jù)存儲器 10240 bytes 100小時 /典型值 裝備 (超級電容 ) 100 小時 /典型值 200天 /典型值 (可選電池 ) 200 天 /典型值 I/O特性 本機數(shù)字量輸入 24 輸入 24 輸入 本機數(shù)字量輸出 16 輸出 16 輸出 本機模擬量輸入 無 無 本機模擬量輸出 無 無 數(shù)字 I/O映 象區(qū) 256 (128輸入 /128輸出 ) 256 (128輸入 /128輸出 ) 模擬 I/O映 象區(qū) 64(32輸入 /32輸出 ) 64(32輸入 /32輸出 ) 允許最大的擴展 I/O模塊 7 個模塊 7個模塊 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 允許最大的智能模塊 7 個模塊 7個模塊 脈沖捕捉輸入 24 高速計數(shù)器 24 總數(shù) 6 個 6個 單相計數(shù)器 6，每個 30KHz 6，每個 30KHz 兩相計數(shù)器 4，每個 20KHz 4，每個 20KHz 脈沖輸出 2 個 20KHz(僅限于 DC 輸出 ) 2個 20KHz(僅限于 DC 輸出 ) 延時 (最大 ) 斷開到接通 2μs(, ) ， 15μs( 其它 ) 接通到斷開 10μs(, ) ，130μs( 其它 ) 切換 10ms 脈沖頻率 (最大 ) 20KHz( ) 1Hz 機械壽命周期 10,000,000(無負(fù)載 ) 觸點壽命 100,000(額定負(fù)載 ) 同時接通的輸出 55176。C 時，所有的輸出 (水平安裝 ) 45176。C 時，所有的輸出 (垂直安裝 ) 55176。C 時，所有的輸出 (水平安裝 ) 45176。C 時，所有的輸出 (垂直安裝 ) 兩個輸出并聯(lián) 是，僅輸出同組時 否 電纜長度 (最大 ) 屏蔽 500 米 500米 非屏蔽 150 米 150米 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 6 機械手梯形圖的設(shè)計 機械手的控制屬于順序控制，采用步進(jìn)指令，根據(jù)說明機械手的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形，很容易進(jìn)行程序設(shè)計。 梯形圖的總體設(shè)計 根據(jù)機械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”方式時，應(yīng)執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“返回原位”方式時，應(yīng)執(zhí)行“返回原位”程序；在選擇“自動”方式時，應(yīng)執(zhí)行“自動程序”，其中自動程序要在按鈕按下時才能執(zhí)行。 通用部分梯形圖設(shè)計 1)狀態(tài)器的初 始化：初始狀態(tài)器在手動方式下被置位、復(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)處于“返回原位”時，按下返回原位按鈕（ ）時被置位；在“單步操作”（ ）時，復(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動作復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)同步復(fù)位。 2）狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換與啟動：若機械手工作在自動工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器 S600被置位后，按下起動按鈕，輔助繼電器 M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉(zhuǎn)換啟動繼電器 M575一直保持停機按鈕按下為止。另一 方面，采用 M100檢查機器是否處于原位。當(dāng) M575和 M100都接通時，從初始狀態(tài)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 3）狀態(tài)器禁止轉(zhuǎn)化： 激活特殊輔助繼電器 M574，并用步進(jìn)指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的自動轉(zhuǎn)換就被禁止。 在“單周期”工作期間，按下停止按鈕， M574 應(yīng)被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步，當(dāng)按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作， M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。 在“步進(jìn)”工作方式時， M574應(yīng)始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。單每按一下一次啟動按鈕時， M574 斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。 在“手動”工作方式（ 單一操作，返回原位）情況下，禁止進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除， M574復(fù)位。 PLC在啟動時用初始化脈沖 M71使 M574自保持，以次禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動按鈕。在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時， M575一直不能被接通，而 M574濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 長期被接通（按下啟動按鈕除外）；執(zhí)行“步進(jìn)”程序時，每按一次啟動按鈕， M574斷開一次， M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕， M574斷開， M575 接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停 止按鈕時， M574自鎖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止現(xiàn)行工序（再次按下啟動按鈕時從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時， M575一直接通到按下停止按鈕，此時 M574一直不能接通。 手動操作梯形圖 手動操作方式由于不須要任何復(fù)雜的順序