基于西門(mén)子s7-200plc控制的機(jī)械手項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 PU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。5數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、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。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。德國(guó)西門(mén)子公司的S7系列2．2 PLC應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC美國(guó)DEC公司的PDP14/L 自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。 第一章 機(jī)械手的簡(jiǎn)介 1．1機(jī)械手的概念能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。本設(shè)計(jì)可編程控制器(PLC)選用西門(mén)子（SIEMENS）公司S7200系列的CPU224，并擴(kuò)展了EM221模塊和EM222模塊。 本設(shè)計(jì)的控制對(duì)象是由一個(gè)搬運(yùn)機(jī)械手組成的機(jī)械手，每個(gè)機(jī)械手完成8個(gè)基本動(dòng)作。工業(yè)機(jī)械手的任務(wù)是搬運(yùn)物品，要求把物品從一個(gè)工位搬到另一個(gè)工位，如下圖所示。通過(guò)PLC控制機(jī)械手來(lái)模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)電設(shè)備的工作原理。本設(shè)計(jì)正是針對(duì)這一課題，選擇了可編程控制器(PLC)作為工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)，這對(duì)提升工業(yè)機(jī)械手的整體技術(shù)性能起到了良好的作用?？删幊炭刂破?PLC)控制機(jī)械手的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手群的自動(dòng)運(yùn)行。在整體設(shè)計(jì)過(guò)程中按照“提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題”的主導(dǎo)思想，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作做出了細(xì)致的闡述。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。 第二章 PLC介紹2．1 PLC發(fā)展史第一代：1969年~1972年，代表產(chǎn)品有 美國(guó)GE公司的LOGISTROT 美國(guó)GOULD公司的M8485868884 美國(guó)GOULD公司的A5900 2模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。6通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。]第三章 汽缸簡(jiǎn)介3．1汽缸概念與汽缸分類(lèi)本次實(shí)訓(xùn)主要用到的是雙作用式氣缸、單作用彈簧復(fù)位式氣缸和擺動(dòng)氣缸。3．2汽缸結(jié)構(gòu)與工作原理雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。適用于中、大型設(shè)備。由于以上特點(diǎn)，單作用活塞氣缸多用于短行程。這種氣缸的缸體連同缸蓋及導(dǎo)氣頭芯被其他動(dòng)力（如車(chē)床主軸）攜帶回轉(zhuǎn)，活塞及活塞桿只能作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)氣頭體外接管路，固定不動(dòng)。我們以液壓油為流體來(lái)說(shuō)明電磁閥的工作原理：其工作原理是電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)?yè)踝』蚵┏霾煌呐庞偷目?，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。電磁閥在工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中處于很重要的位置，其性能的好壞直接影響著整個(gè)控制過(guò)程，不容忽視。傳感器有時(shí)也叫做變換器、換能器或探測(cè)器。傳感器應(yīng)用技術(shù)：傳感器的供電電源一 電池：錳干電池、堿性電池、鋰電池和鎳電池等二 整流與穩(wěn)壓電路 三 直流電壓變壓器 四 偏置電路傳感器接口電路一 輸出信號(hào) 數(shù)字開(kāi)關(guān)量、數(shù)字脈沖序列、模擬量、數(shù)據(jù)幀等二 數(shù)字開(kāi)關(guān)量有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn) 三 數(shù)字脈沖序列四 模擬量：1，種類(lèi)2，A/D轉(zhuǎn)換3，信號(hào)輸出:有源、無(wú)源接線差別，以PLC系統(tǒng)舉例4，電路回路加保險(xiǎn)絲5，常歸處理手段：大、小信號(hào)切除；移動(dòng)濾波等6，精度概念：12位、14位、16位等7，與單片機(jī)：1）消除噪聲辦法2）軟件接口：查詢方式；中斷方式；消抖處理傳感器線性化一、硬件方法電阻（熱電阻）補(bǔ)償法、折線補(bǔ)償法、冪級(jí)數(shù)近似法、正反饋法、對(duì)數(shù)法二、軟件方法線性插值法、二次曲線插值法、查表法工廠接地一、地的類(lèi)型機(jī)殼地（屏蔽地）：機(jī)殼與大地處于相等地
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