【正文】 操作面板如圖 所示，鍵盤上各鍵的作用如下： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 20 圖 HPP 操作面板 （ 1）功能鍵 功能鍵有三個(gè)： [RD/WR]（讀出 /寫入）、 [INS/DEL]（插入 /刪除）、[MNT/TEST]（監(jiān)視 /測(cè)試）。 （ 3）清除鍵 [CLEAR] 如果在按 [GO]鍵以前（確認(rèn)前）按此鍵，則清除鍵入的數(shù)據(jù)。 （ 6）步序鍵 [STEP] 設(shè)定步序號(hào)時(shí)。兩種功能是根據(jù)當(dāng)前所執(zhí)行的操作自動(dòng)進(jìn)行切換，其中元件符號(hào) Z/V、 K/H、 P/I 交替起作用（反復(fù)按鍵時(shí)互相交替切換）。 2． 方式選擇 在方式選擇時(shí)，用 HPP 的鍵操作進(jìn)行聯(lián)機(jī) /脫機(jī)方式的選擇及 功能選擇。方式選擇完后，再進(jìn)行功能選擇。 5． 測(cè)試 測(cè)試功能是由 HPP 對(duì)指定元件的觸點(diǎn)和線圈進(jìn)行強(qiáng)制 ON/OFF，以及進(jìn)行常數(shù)變更。 編程時(shí)按指令清單進(jìn)行。 （ 1）根據(jù)步序號(hào)讀出 指定步序號(hào)，從用戶程序存儲(chǔ)器中讀出并顯示程序，其基本操作如圖 所示。 （ 2）根據(jù)指令讀出 PLC 處于 STOP 狀態(tài)時(shí)，指定指令，從用戶程序存儲(chǔ)器讀出并顯示程序，其基本操作如圖 所示。 2．寫入 指令 寫入操作有基本指令、功能指令、元件、指針標(biāo)號(hào)等的輸入。 如在確認(rèn)后（按 [GO]鍵后）修改上例，其操作為： WR 功能下 → OUT→ T→ 1→ 0→ SP→ K→ 1→ 0→ GO→↑→ D→ 9→ GO。 攀枝花 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 各功能實(shí)現(xiàn)形式與控制方式 25 4 各功能實(shí)現(xiàn)形式 與控制方式 本機(jī)械手模型的機(jī)能和特性 物體在三維空間內(nèi)的禁止位置是由三個(gè)坐標(biāo)和圍繞三軸旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)決定的，因此，抓握物體的位置和方向能從理論 上求得。例如在第 100 步上寫入指令 OUT T50 K30，其操作為：RD 功能下 → STEP→ 1→ 0→ 0→ GO→ WR功能下 → OUT→ T→ 5→ 0→ SP→ K→ 3→ 0→ GO。 圖 基本指令的寫入操作 在指令輸入過(guò)程中，如需要修改，可按圖 所示的操作進(jìn)行。 HPP 從 0 步依次搜索所指定的指令，并顯示以最先搜索到的指令為首行的 4 行程序；反復(fù)按 [GO]鍵，從所搜索出的下一步開始，搜索同樣指令，若沒有發(fā)現(xiàn)指定的 指令，則顯示“ NOT FOUND”信息。 HPP 以指定的步序號(hào)指令為第 1 行，讀出并顯示 4 行程序。 讀出 指令 在聯(lián)機(jī)方式下，當(dāng) PLC 處于 RUN 狀態(tài)時(shí)，只能根據(jù)步序號(hào)讀出指令； PLC 處于 STOP 狀態(tài)時(shí)，還可根據(jù)指令、元件以及指針讀出指令。在聯(lián)機(jī)方式下，是直接對(duì) PLC 內(nèi)部的用戶程序存儲(chǔ)器進(jìn)行操作，所以編程結(jié)束后，不必再向 PLC 傳送。 4． 監(jiān)視 監(jiān)視功能是通過(guò) HPP 的顯示屏 監(jiān)測(cè)和確認(rèn)聯(lián)機(jī)方式下 PLC 的動(dòng)作和控制狀態(tài)。畫面初始狀態(tài)時(shí)，光標(biāo)顯示聯(lián)機(jī)方式，按 [GO]鍵，則確認(rèn)為聯(lián)機(jī)方式。 1． 操作準(zhǔn)備 打開 PLC 上部的插座蓋板，將 HPP 所帶的 FX20PCAB 型電纜（對(duì) FX2 系列PLC）接到 PLC 的連接 HPP 專用插座上，并將左右兩邊的螺釘擰緊，然后接通 PLC電源。 （ 8）執(zhí)行鍵 [GO] 此鍵用于指令的確認(rèn)、執(zhí)行，顯示后面的畫面（滾動(dòng)）以及再檢索。 （ 4）幫助鍵 [HELP] 顯示功能指令一覽表；在監(jiān)視時(shí)，進(jìn)行十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換，起到鍵輸入時(shí)的輔助功能。 （ 2）其它鍵 其它鍵 [OTHER]，在任何狀態(tài)下按該鍵，將顯示方式項(xiàng)目單（菜單）選擇畫面。 HPP 的組成與操作面板 HPP 的組成 HPP 由液晶顯示屏（ 16 字符 ⅹ 4 行，帶后照明）、 ROM 寫入器等模塊接口、安裝存儲(chǔ)器卡盒的接口，以及專用的鍵盤（功能鍵、指令鍵、軟元件符號(hào)鍵、數(shù)字鍵）。 FX20PE 編程器有聯(lián)機(jī)（ Online）和脫機(jī)（ Offline）兩種操作方式： （ 1）聯(lián)機(jī)方式 編程器對(duì) PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器進(jìn)行直接操作、存取的方法。阻容電路中電阻可取 51～ 120Ω，電容取 ～ F，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫入、讀出、修改，還能對(duì) PLC 的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶與 PLC 之間進(jìn)行 人機(jī)對(duì)話的界面。I/O 模塊是可編程序與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。 只讀存儲(chǔ)器 ROM 用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序。 PLC 的各個(gè)部分協(xié)調(diào)一致地實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控 制。 本設(shè)計(jì)采用 FX 系列 PLC 作為控制核心，所以現(xiàn)在就以它來(lái)講述 PLC 的應(yīng)用知攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 17 識(shí)、操作技能。 三菱 FX 系列 的結(jié)構(gòu) 功 能 可編程控制器是一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它的的結(jié)構(gòu)原理與微型計(jì)算機(jī)相似。另外，還可以將該顯示模塊安裝在控制柜的面板上。通過(guò)使用高速輸出適配器可以實(shí)現(xiàn)最多 4 軸、最高圖 PLC 三菱 FX1N 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 200kHz 的定位控制，繼電器輸出型的基本單元上也可以通過(guò)連接該適配器進(jìn)行定位控制。 【集成業(yè)界領(lǐng)先的功能】 【 3】 晶體管輸出型的基本單元內(nèi)置了 3 軸獨(dú)立最高 100kHz 的定位功能，并且增加了新的定位指令：帶 DOG 搜索的原點(diǎn)回歸（ DSZR） ，中斷單速定位（ DVIT）和表格設(shè)定定位（ TBL），從而使得定位控制功能更加強(qiáng)大，使用更為方便。 FX1N 所具有優(yōu)越性能 【基本性能 】 【 3】 CPU 處理速度達(dá)到了 。在此，我選用三菱 FX1N 來(lái)做控制核心。在通信方面，能夠方便地與 PC 計(jì)算機(jī)鏈接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與管理。其 FX2N PLC 還可以采用作為擴(kuò)展設(shè)備的硬件計(jì)數(shù)器，可獲取最高 50kHz 的高速脈沖。 ④ 三菱 FX 系列可編程控制器介紹 【 10】 ： FX 系列可編程控制器是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型 PLC。s，基本指令只需 ，可攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 快速掃描充裕的程序容量達(dá)到 32K 步，注釋區(qū)域也可以保證； I/O 最多 300 點(diǎn)；通過(guò)8 位密碼和禁止上傳功能，有效保護(hù)程序：配備 USB 端口，可與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單連接 。 充足的程序容量，具有 2048 字的用戶程序存儲(chǔ)器和 1024 字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 有 10 點(diǎn)至 40 點(diǎn)多種 CPU 單元。 先進(jìn)的、小型化的可編程序控制器 .OMRON 的可編程序控制器更加小型化。自 1933 年創(chuàng)業(yè)至今的七十余年中，通過(guò)不斷創(chuàng)造新的社會(huì)需求，公司全球業(yè)務(wù)遍及 35 個(gè)國(guó)家和地區(qū)， 擁有超過(guò) 27， 000 名員工；產(chǎn)品品種達(dá)幾十萬(wàn)種，涉及工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、電子元器件、社會(huì)公共系統(tǒng)以及健康醫(yī)療攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 設(shè)備等廣泛領(lǐng)域，在業(yè)內(nèi)建立了響亮的品牌，占據(jù)著不可替代的地位。多點(diǎn)接口通訊方式（ MPI） ； CPU226：內(nèi)置 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，可擴(kuò)充到 248 路數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬量 I/O； S7200 豐富的種類 【 4】 ： 豐富的內(nèi)置 集成功能； 使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。 它 適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 西門子是世界上最大的電氣和電子公司之一。例如輸入、輸出的最多點(diǎn)數(shù)；掃描速度；內(nèi)存容量；指令條數(shù)； 功能模塊等。 此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶 再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。這樣可以避免 一些人不能接觸的物質(zhì)對(duì)人體造成傷害，如冶金、化工、醫(yī)藥、航空航天等。 控制系統(tǒng)可以根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制，它首先要編制程序加以儲(chǔ)存，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手工作。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作。電氣驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力源簡(jiǎn)單，維護(hù)、使用方便。缺點(diǎn)是出力小，體積大，由于 空氣的可壓縮性大，很難實(shí)現(xiàn)中間位置停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤(rùn)滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹 。缺點(diǎn)是需配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。其中以電氣、氣動(dòng)用得最多，占 90％以上，液壓、機(jī)械驅(qū)動(dòng)用得較少。為了使機(jī)械手能夠正確地工作，手臂的三個(gè)自由度 都需要精確地定位。手指的數(shù)量又可以分為二指、三指、四指等 ，其中以二指用得最多。 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制 系統(tǒng)構(gòu)成。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以更好地發(fā)揮機(jī)械手的作用。 機(jī)械手 發(fā)展情況 目前工業(yè)機(jī)械手主要用于流水線傳送、焊接、裝配、機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面，無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面都能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。這種機(jī)械手在國(guó)外稱為“ Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng) ，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。它的特點(diǎn)是除具備普通機(jī)械的物理性能外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。 機(jī)械手的迅速發(fā)展是由 于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分代替人工操作；其二，它能按照生產(chǎn)工藝要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障 。 PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU，電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合 。 7） 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進(jìn)一步提高。 3） 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。” 以后國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)又先后頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿 ,并在1987 年 2 月通過(guò)了對(duì)它的定義： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 PLC 的定義 PLC 問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。 可編程控制器的產(chǎn)生 PLC 是在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中產(chǎn)生的， 20 世紀(jì) 60 年代末，美國(guó)汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。機(jī)械手抓?。鹤疃? 的重 物；機(jī)械手前后 最大 行程 500mm；上下 最大 行程 800mm。 科技人才是提高自主創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在。重點(diǎn)跨越，就是堅(jiān)持有所為、有所不 為，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)、關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。目前，計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需要?？傊仨毎烟岣咦灾鲃?chuàng)新能力作為國(guó)家戰(zhàn)略，貫徹到現(xiàn)代化建設(shè)的各個(gè)方面，貫徹到各個(gè)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和 地區(qū)，大幅度提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力。 要把提高自主創(chuàng)新能力擺在全部科技工作的突出位置。重點(diǎn)跨越，就是堅(jiān)持有所為、有所不為，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)、關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。中華民族擁有 5000年的文明史，中華文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成獨(dú)特的創(chuàng)新文化。從國(guó)際上看，我國(guó)也將長(zhǎng)期面臨發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)、科技等方面占有優(yōu)勢(shì)的巨大壓力。同時(shí)，必須清醒地看到，我國(guó)正處于并將長(zhǎng)期處于 社會(huì)主義初級(jí)階段。 The electrical machinerydrives the hand fingernail and the chassis revolves。本文介紹的機(jī)械手是由 PLC 輸出四路來(lái)分別驅(qū)動(dòng)橫軸、豎軸、底盤轉(zhuǎn)動(dòng)、手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，控制機(jī)械手橫軸和豎軸的精確定位，微動(dòng)開關(guān)將位置信號(hào)傳給 PLC 主機(jī)；電機(jī)拖動(dòng)手爪和底盤旋轉(zhuǎn)；電磁閥控制氣閥的開關(guān)來(lái)控制機(jī)械手手爪的張合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動(dòng)的功能。 I I 工業(yè)機(jī)械手模型 基于 PLC 的控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院 （系）： 年級(jí)專業(yè)： 指導(dǎo)教師： II I 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)等，是機(jī)電一體化的典型代表儀器之一。s labor intensity,even endangers lif