【正文】 、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理?？删幊炭刂破鞑捎檬堑奈鏖T子S7200。2）PLC 控制單元。3）電源單元。5）光電開關(guān)。安防系統(tǒng)中常見的光電開關(guān)煙霧報(bào)警器，工業(yè)中經(jīng)常用它來記數(shù)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)次數(shù)。在氣路(或液路)上來說，兩位三通電磁閥(見圖31)具有1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)出氣孔(提供給目標(biāo)設(shè)備氣源)、1個(gè)排氣孔(一般安裝一個(gè)消聲器，如果不怕噪音的話也可以不裝)。線圈電壓等級一般采用DC24V、AC220V等。 兩位五通雙電控電磁閥動(dòng)作原理：給正動(dòng)作線圈通電，則正動(dòng)作氣路接通(正動(dòng)作出氣孔有氣)，即使給正動(dòng)作線圈斷電后正動(dòng)作氣路仍然是接通的，將會(huì)一直維持到給反動(dòng)作線圈通電為止。由于PLC的抗干擾能力強(qiáng)，所以能在惡劣的工作環(huán)境中，可靠地完成控制任務(wù)，為了使設(shè)備便于安裝、調(diào)試，以及從經(jīng)濟(jì)角度考慮，設(shè)計(jì)出圖33 所示的機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能框圖。按啟動(dòng)按鈕后，傳送帶A運(yùn)行直到光電開關(guān)PS檢測到物體，才停止，同時(shí)機(jī)械手下降，下降到位后機(jī)械手夾緊物件，2S后開始上升，而機(jī)械手保持夾緊。當(dāng)下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，若下降電磁閥斷電，機(jī)械手停止下降，保持現(xiàn)有的動(dòng)作狀態(tài)。并且要求只有機(jī)械手處于上限時(shí)才能進(jìn)行左/右移動(dòng)，因此在左右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用上限條件聯(lián)鎖保護(hù)。 控制要求。本系統(tǒng)的輸入開關(guān)量為數(shù)字信號，直接連接PLC，PLC通過中間繼電器對電磁閥加以控制。特別是S7–200CPU22*系列PLC，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面（HMI）可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)。I/O擴(kuò)展包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM223有六種：分別為4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）DC輸入/4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）DC輸出、4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）DC輸入/4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）繼電器輸出。（2）設(shè)計(jì)梯形圖，這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。（2）連接PLC上的輸出端口對應(yīng)的動(dòng)作必須與程序中的輸入輸出點(diǎn)的定義動(dòng)作保持一致。 圖41 plc硬件的實(shí)物接線圖43 系統(tǒng)中調(diào)試結(jié)果整個(gè)系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能有兩項(xiàng)：自動(dòng)運(yùn)行與手動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)，使用PLC進(jìn)行控制可以方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。在此次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)過程中，對以前的理論知識有了更加進(jìn)一步的理解與認(rèn)識，對自己的對自己的專業(yè)知識及應(yīng)用能力有了一定的提升與檢測，其中也發(fā)現(xiàn)了很多不足。這段人生旅途是富有青春活力的，這一幕幕將永遠(yuǎn)存在我的記憶中。本論文是在石俊老師悉心指導(dǎo)下完成的。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！同時(shí)，也要感謝在論文的創(chuàng)作過程當(dāng)中，提供了意見及幫助的同學(xué)們，我才能克服遇到的每個(gè)困難和疑惑。你們用血與淚盡可能的給我提供成長的機(jī)會(huì)與支持，你們?yōu)槲宜冻龅氖俏乙簧紵o以回報(bào)的。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，更加教會(huì)了我許多待人接物與為人處世的道理。雖說是一路崎嶇辛苦，卻也豐富多彩。由于本人能力尚未達(dá)到火候，本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手控制系統(tǒng)跟實(shí)際生產(chǎn)中的機(jī)械手控制系統(tǒng)之間還有很大差距，系統(tǒng)中也還存在很多的缺陷，還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)。另外，在實(shí)際的生產(chǎn)中，可以設(shè)置遠(yuǎn)程控制，可以利用監(jiān)控軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)。圖42 手動(dòng)程序中下降運(yùn)行圖43 自動(dòng)程序中下降運(yùn)行圖44 自動(dòng)程序中的傳送帶A啟動(dòng)第五章 結(jié)束語機(jī)械手的控制對于很多場合需求很大，不論是機(jī)床使用的小型系統(tǒng)還是流水線上的這類設(shè)備，其基本動(dòng)作要求類似，所以控制的實(shí)現(xiàn)也可以相互借鑒。對于限位開關(guān)也用普通開關(guān)代替，當(dāng)執(zhí)行完該步程序后，進(jìn)入下一個(gè)步，需要將限位開關(guān)撥回OFF狀態(tài)。（4）對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿意為止。 I/O的資源配置 根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，對PLC進(jìn)行I/O及其他資源的分配，具體分配如下圖36及表37所示。典型的數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊有：輸入擴(kuò)展模塊EM221有兩種：8點(diǎn)DC輸入、8點(diǎn)AC輸入。CPU22*系列PLC它有如下五種不同結(jié)構(gòu)的配置單元：CPU221，它具有6輸入/4輸出，I/O共計(jì)10點(diǎn)，無擴(kuò)展能力；CPU222，它具有8輸入/6輸出，I/O共計(jì)14點(diǎn)，并可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個(gè)模塊的擴(kuò)展；CPU224，它具有14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，I/O點(diǎn)數(shù)共計(jì)24點(diǎn)，它有七個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘；CPU226，它具有24輸入/16輸出，I/O共計(jì)40點(diǎn)，與CPU224相比，它增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)；CPU226XM，這是西門子公司后推出的一種增強(qiáng)型主機(jī)，它在用戶程序存儲容量和數(shù)據(jù)存儲容量上進(jìn)行了擴(kuò)展，其他指標(biāo)和CPU226相同。本文選擇的是德國的西門子公司生產(chǎn)的S7–200PLC。4. 為了保障手爪的抓持及放松可靠，防止手爪抓力過大或過小引起軸承的損壞或抓力不足，需要對抓持力進(jìn)行監(jiān)測控制。 為了保證機(jī)械手動(dòng)作準(zhǔn)確，機(jī)械手安裝了限位開關(guān)SQSQSQSQ4，分別對機(jī)械手進(jìn)行下降、上升、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作的限位，并給出動(dòng)作到位的信號。同時(shí)左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)也是由對應(yīng)電磁閥控制。上升到位后，傳送帶B開始運(yùn)行，同時(shí)機(jī)械手右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位后，傳送帶B停止，此時(shí)傳送帶A運(yùn)行直到關(guān)電開關(guān)PS再次檢測到物體，才停止……,如此循環(huán)。利用機(jī)械手在裝配線上，通過PLC控制機(jī)械手的動(dòng)作，完成取工件及轉(zhuǎn)移工件等工序。圖31 二位三通電磁閥圖32 二位五通電磁閥7）各種按鈕。 常閉型兩位三通電磁閥動(dòng)作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)斷開，這相當(dāng)于“點(diǎn)動(dòng)”。 對于小型自動(dòng)控制設(shè)備，氣管一般選用8~12mm的工業(yè)膠氣管。此系統(tǒng)中機(jī)械手手臂的上升/下降、左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)與夾手的松緊都是用氣缸來實(shí)現(xiàn)的，使用一個(gè)氣缸、一個(gè)電磁閥就能實(shí)現(xiàn)手臂的上升和下降，相對于利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)升降，氣缸控制簡單方便。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。在此系統(tǒng)中，共用了4個(gè)限位開關(guān)：上升限位開關(guān)、下降限位開關(guān)、左轉(zhuǎn)限位開關(guān)和右轉(zhuǎn)限位開關(guān)。1）機(jī)械手本體單元。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。（4）過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 （3）運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。 （1）開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。6）中斷程序的處理如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)，cpu停止正常的掃描工作方式，立即執(zhí)行中斷程序，中斷功能可以提高PLC對某些事件的響應(yīng)速度。5）改寫輸出CPU執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過程映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來。這樣做有以下好處：在整個(gè)程序執(zhí)行階段，各輸入點(diǎn)的狀態(tài)點(diǎn)是固定不變的，程序執(zhí)行完后再用輸出過程映像寄存器的值更新輸出點(diǎn)，使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。在RUN模式的程序執(zhí)行階段，如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序。在讀取輸入階段，PLC把所有外部數(shù)字量輸入電路的1/0狀態(tài)讀入輸入過程影響寄存器。PLC的輸入/輸出系統(tǒng)能夠直觀地反映現(xiàn)場信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)、異常和電源狀態(tài)等，對此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識和語言，只要具有一定的電工和工藝知識就可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需要在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入/輸出信號線即可，不需要諸如繼電器之類的物理電子器件和大量且繁雜的硬接線線路。它的主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信息調(diào)理電路；在機(jī)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等干擾和故障診斷措施。PLC使用AC 220V電源或DC 24V電源。；它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來給小型PLC編程，或者用于現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)。在I/O模塊中，用光耦合器，光敏晶閘管、小型繼電器等期間來隔離PLC的內(nèi)部電路和外部的I/O電路。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥號開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；