【正文】 進行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號的邏輯值安全可靠地傳遞到PLC內(nèi)部。第一種是隨機存取存儲器（RAM）；第二種是只讀存儲器（ROM）；第三種是可電擦除可編程的只讀存儲器（EEPROM或EPROM）。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序。第一部分為系統(tǒng)管理程序。存儲器PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。用PLC實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進行輸入/輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，應用于工業(yè)現(xiàn)場。數(shù)據(jù)控制在機械加工中，PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)控制。運動控制PLC制造商目前已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)軸到目標位置，每個軸移動時，位置控制模塊保持適當?shù)乃俣群图铀俣龋３诌\動平滑。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。維修工作量小，維修方便。功能強，性能價格比高。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。右旋限位開關(guān)停止按鈕啟動按鈕物品檢測開關(guān)下降限位開關(guān)夾放檢測開關(guān)上升限位開關(guān)左旋限位開關(guān)P L C上升電磁閥夾放電磁閥右旋電磁閥左旋電磁閥選擇按鈕下降電磁閥繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 PLC的簡介 可編程控制器的概念可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡稱PLC。第7步機械手上升。第3步是機械手夾緊物品上升。 本論文的主要內(nèi)容及達到的目標本論文主要內(nèi)容是以氣動搬運機械手作為控制對象，用PLC作為控制器，最終實現(xiàn)對氣動搬運機械手群自動運行的控制。每個機械手的手部正下方都有工作臺，用于放置物品。轉(zhuǎn)動是通過擺動氣缸、軸向止推軸承、擺動臂及擺動位置微動開關(guān)協(xié)調(diào)完成，轉(zhuǎn)動工作行程為0~180176。 氣動搬運機械手的工作原理本機械手采用氣壓驅(qū)動，使用的是壓力為0. 6 MPa，最高可達1 Mpa。手臂裝在基座上，作上下直線運動，手部可夾緊/放松。 氣動機械手的發(fā)展趨勢盡管世界工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展放緩，使得氣動機械手的發(fā)展受到一定的影響，然而，作為新興科學技術(shù)的產(chǎn)物，氣動機械手的發(fā)展勢不可擋。現(xiàn)代氣動機械手的基本結(jié)構(gòu)由感知部分、控制部分、主機部分和執(zhí)行部分四個方面組成。氣動機械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實踐要求的一種重要實用技術(shù)。這類機械手的特點是控制精度高，驅(qū)動力較大，響應快，信號檢測、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方案。氣動技術(shù)正朝著精確化、高速化、小型化、復合化和集成化的方向發(fā)展。隨著新材料、新技術(shù)、新工藝的開發(fā)和應用，氣動技術(shù)己經(jīng)突破傳統(tǒng)的設(shè)計、制造理念，正在IC/LCD、微電子、生物制藥、醫(yī)療機械等高技術(shù)領(lǐng)域扮演著重要角色。目前，伴隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)和自動化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，氣動技術(shù)也不斷創(chuàng)新，以工程實際應用為目標，得到了前所未有的發(fā)展。目前主要應用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。它適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化生產(chǎn)?！睓C械手可分為專用機械手和通用機械手兩大類。本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）PLC氣動機械手設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第1章 緒 論 1 機械手的概念 1 氣動機械手的簡介 1 氣動技術(shù) 1 氣動機械手 2 氣動機械手的發(fā)展趨勢 3第2章 方案論證 4 機械手的設(shè)計 4 氣動搬運機械手的結(jié)構(gòu) 4 氣動搬運機械手的工作原理 4 氣動搬運機械手群 5 氣動搬運機械手群結(jié)構(gòu) 5 氣動搬運機械手群工作原理 6 本論文的主要內(nèi)容及達到的目標 6 本系統(tǒng)的控制方案 6第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 8 PLC的簡介 8 8 PLC的應用領(lǐng)域 8 PLC的系統(tǒng)組成 9 PLC的工作原理 11 輸入/輸出信號 13 PLC的選型 15 I/O地址分配 17 PLC外部接線 19 電氣控制原理 23第4章 軟件設(shè)計 24 機械手1控制程序 24 機械手2控制程序 27 機械手3控制程序 30 機械手群主程序 33第5章 結(jié)論 37參考文獻 38致 謝 39附 錄Ⅰ 40附 錄Ⅱ 55附 錄Ⅲ 60II第1章 緒 論機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。 機械手的概念我國國家標準(GB/T12643–90)對機械手的定義：“具有和人手臂相似的動作功能，可在空間抓放物體，或進行其它操作的機械裝置。通用機械手：它是一種具有獨立的控制系統(tǒng)、程序可變、動作靈活多樣的機械手。機械手擴大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)的重復勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 氣動機械手的簡介 氣動技術(shù)氣動技術(shù)—這個被譽為工業(yè)自動化之“肌肉”的傳動與控制技術(shù)，在加工制造業(yè)領(lǐng)域越來越受到人們的重視，并獲得了廣泛應用。氣動技術(shù)因具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單，以及防火、防爆、抗電磁干擾、抗幅射等優(yōu)點廣泛應用于汽車制造、電子、工業(yè)機械、食品等工業(yè)產(chǎn)業(yè)中。氣動工業(yè)的高速增長，進一步刺激了氣動技術(shù)的發(fā)展。由于電機速度高，通常須采用減速機構(gòu)(如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機構(gòu)等)。隨著氣動技術(shù)獲得了快速發(fā)展，其利用成本性能比低廉及同時具有許多優(yōu)點的氣動設(shè)備，在滿足社會生產(chǎn)實踐需要的同時也越來越多的受到重視。二者之間的區(qū)別在于氣動機械手發(fā)展的起點頗高，它強調(diào)模塊化的形式，把專用機械手和通用機械手結(jié)合起來。因此，氣動機械手可以代替一些功能不理想的工業(yè)機械手的地位，在目前的工業(yè)自動線上有著及其廣泛的應用前景?；闹饕蝿?wù)是支撐和完成手臂回轉(zhuǎn)。驅(qū)動部分有升降氣缸、擺動氣缸和手部驅(qū)動氣缸。開始下降抓緊上升左旋下降放松上升右旋 結(jié)束原位其升降運動通過升降氣缸、垂直導柱、滑動導柱、垂直導軌及升降位置微動開關(guān)相互配合完成，升降工作行程為0~1500mm。機械手1機械手2機械手3工作臺A工作臺B工作臺C紅外檢測紅外檢測紅外檢測三個機械手、三個工作臺和三個紅外檢測器固定在一個大型的基座上。 氣動搬運機械手群工作原理當系統(tǒng)工作開始時，工作臺A上有物品時，機械手1首先工作，完成8個基本操作后（即一個循環(huán)），把物品放在工作臺B上，機械手2便啟動工作，同樣完成一個循環(huán)后，把物品放在工作臺C上，機械手3啟動工作，這樣3個機械手不斷的循環(huán)工作；當系統(tǒng)工作結(jié)束時，機械手1首先完成一個循環(huán)后停止，然后機械手機械手3也順序依次停止工作。第2步是機械手在最低位抓緊物品。第6步是在最低位時松開物品。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。并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC具有如下特點：編程方法簡單易學。系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少。但最近十年來，PLC的應用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于處理器芯片及有關(guān)元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增加，能解決復雜的計算和通信問題。例如：注塑機械、印刷機械、訂書機械、包裝機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制。當過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。 PLC的系統(tǒng)組成PLC種類繁多，但其組成和工作原理基本相同。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入/輸出接口電路連接。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞，很大程度上決定了PLC的性能，其內(nèi)容主要包括三部分。 PLC的結(jié)構(gòu)框圖用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。PLC使用的存儲器類型有三種。輸入/輸出模塊從廣義上分包含兩部分：一是與控制設(shè)備相連接的接口電路；另一部分是輸入和輸出的映像寄存器。12V、24V等直流電源，使PLC能正常工作。編程器編程器的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 PLC的工作原理PLC是一種工業(yè)控制計算機，故它的工作原理是建立在計算機工作原理之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的，但是 CPU是以分時操作方式來處理各項任務(wù)的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應各電器的動作，所以它屬于串行工作方式。PLC的過程可分為三部分。；。本文選擇的是德國的西門子公司生產(chǎn)的S7–200PLC。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10點，無擴展能力；CPU222，它具有8輸入/6輸出，I/O共計14點，并可以進行一定的模擬量控制和2個模塊的擴展；CPU224，它具有14點輸入/10點輸出，I/O點數(shù)共計24點，它有七個擴展模塊，有內(nèi)置時鐘；CPU226，它具有24輸入/16輸出，I/O共計40點，與CPU224相比，它增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強；CPU226XM，這是西門子公司后推出的一種增強型主機，它在用戶程序存儲容量和數(shù)據(jù)存儲容量上進行了擴展，其他指標和CPU226相同。典型的數(shù)字量輸入/輸出擴展模塊有：輸入擴展模塊EM221有兩種：8點DC輸入、8點AC輸入。由于本系統(tǒng)的具有27點輸入/15點輸出，CPU224不能滿足本系統(tǒng)的要求，所以擴展8點DC輸入EM221兩個，用于數(shù)字開關(guān)量的輸入，擴展8點繼電器輸出EM222一個，用于繼電器的輸出。主機CPU224模塊1EM221 DI8DC24V模塊2EM221 DI8DC24V模塊2EM222 DO8DC24V 各模塊鏈圖。EM221（2）。 EM221（2）外部接線機械手3下降電磁閥的中間繼電器KA11，機械手3夾放電磁閥的中間繼電器KA12，機械手3上升電磁閥的中間繼電器KA13，機械手3左旋電磁閥的中間繼電器KA14，–。機械手3啟動按鈕SB8，機械手3停止按鈕SB9，工作臺B物品檢測開關(guān)SQ2，工作臺C物品檢測開關(guān)SQ3，–。 電氣控制原理機械手1下降電磁閥連接KA1；機械手1夾放電磁閥連接KA2；機械手1上升電磁閥連接KA3；機械手1左旋電磁閥連接KA4；機械手1右旋電磁閥連接KA5；機械手2下降電磁閥連接KA 6；機械手2夾放電磁閥連接KA7；機械手2上升電磁閥連接KA8；機械手2左旋電磁閥連接KA9；機械手2右旋電磁閥連接KA10；機械手3下降電磁閥連接KA 11；機械手3夾放電磁閥連接KA12；機械手3上升電磁閥連接KA13；機械手3左旋電磁閥連接KA14；機械手3右旋電磁閥連接KA15；。當53=1（定時時間到）；=1（右旋限位開關(guān)閉合）；=1（下降限位開關(guān)閉合）；=0（下降電磁閥斷開），=1（上升電磁閥閉合）。 梯形圖=0（夾放電磁閥斷開）；=1（左旋限位開關(guān)閉合）；=1（下降限位開關(guān)閉合）；=0（上升電磁閥斷開），則定時器T54啟動定時。 機械手2控制程序=1（上升限位開關(guān)閉合）；=1（右旋限位開關(guān)閉合）；=0（上升電磁閥斷開）：=0（左旋電磁閥斷開），=1（下降電磁閥閉合）；=1（輔助繼電器）。=1（上升電磁閥閉合）；=1（右旋限位開關(guān)閉合）；=1（上升限位開關(guān)閉合），=0（上升電磁閥斷開），=0（右旋電磁閥斷開），=1（左旋電磁閥閉合）。T56=1（定時時間到）；=1（左旋限位開關(guān)閉合）；=1（下降限位開關(guān)閉合）；=0（下降電磁閥斷開），=1（上升電磁閥閉合）。=1（下降電磁閥閉合）；=1（右旋限位開關(guān)閉合）；=1（下降限位開關(guān)閉合），=0（下降電磁閥斷開）=1（夾放電磁閥閉合）。=1（左旋電磁閥閉合）；=1（上升限位開關(guān)閉合）；=1（左旋限位開關(guān)閉合），=0（左旋電磁閥斷開）=0（上升電磁閥斷開）=1（下降電磁閥閉合）。=1（上升電磁閥閉合）；=1（左旋限位開關(guān)閉合）；=1（上升限位開關(guān)閉合），=0（上升電磁閥斷開），=0（左旋電磁閥斷開），=1（右旋電磁閥閉合）。=1（系統(tǒng)停止輔助繼電器）。=1（機械手群自動方式輔助繼電器）；=0；=0；=0；=1（工作臺B物品檢測開關(guān)閉合）。啟動定時器T62定時。=1（機械手群手動方式輔助繼電器）；=1（機械手2啟動按鈕閉合）；=0（機械手2停止斷開），則調(diào)用機械手2控制程序。機械手2啟動按鈕合停止按鈕同時按下，PLC轉(zhuǎn)為停止狀態(tài)。在簡單介紹工業(yè)機械手的基礎(chǔ)上，對基于PLC的機械手群控系統(tǒng)的構(gòu)成進行了詳盡的論述。完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和PLC外部接線的設(shè)計。當然，本次設(shè)計還存在一些不足，例如：論文只是對PLC的控制以及PLC編程做了闡述。本論文是在導師梅麗鳳副教授的精心指導下完成的。在此我的導師表示無盡的感謝!最后，對各位老師審閱我的論文深表感謝，并渴望得到批