【正文】 試 ........................................................................................... 21 系統(tǒng)調試 ......................................................................................................... 21 程序的運行與調試 ......................................................................................... 21 第 7 章設計總結 ........................................................................................................................ 22 附錄 1（梯形圖） .................................................................................................................... 25 附錄 2（語句表） .................................................................................................................... 31 附錄 3（監(jiān)測圖） .................................................................................................................... 36 參考文獻 .......................................................................................................................................... 42 感謝信 ................................................................................................................................................ 43 徐州師范大學現(xiàn)代人培訓中心 4 第 1 章引言 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動化已成為突出的主題。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。 隨著技術的進步，機械手的設計已經(jīng)實破了單一試劑、加熱及濾光片的束縛。 由此也不難看出，以前流動分析中不適合的用戶群 ，如樣品檢測單一種類少而樣品量多的情況，為機械手的應用提供了可能性。且現(xiàn) 代化的注塑機常常配置有機械手，以提高生產(chǎn)效率。近 20年來，氣動技術的應用領域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應用。我國的氣動行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較 快。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等優(yōu)點。高頻率的點焊、力控的準確性及完成整個工序過程的高度自動化，堪稱是最有代表性的氣動機械手應用之一。如酒、油漆灌裝氣動機械手；自動加蓋、安裝和擰緊氣動機械手，牛奶盒裝箱氣動機械手等。維護方便 。有數(shù)據(jù)通訊功能 。用戶程序存儲容量可擴展到 4K 。但由于 PC容易和個人計算機（ Personal Computer）混淆，故人們仍習慣地用 PLC 作為可編程序控制器的縮寫。 徐州師范大學現(xiàn)代人培訓中心 8 美國電氣協(xié)會制造商協(xié)會 NEMA和國際電工委員會 IEC對可編程控制器分別作了定義：可編程控制器是一種專門用于工業(yè)環(huán)境的、以開關量邏輯控制為主的自動控制裝置。 (2) 編程簡單，易于掌握 PLC 采用梯形圖方式編寫程序，與繼電器控制邏輯的設計相似 ，具有直觀、簡單、容易掌握等優(yōu)點。 （ 4） 體積小、質量輕、功耗低 由于采用了單片機等集成芯片，體積小、質量輕、機構經(jīng)湊、功耗低。進入運行后，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 I/O 種類有開關量輸入（ DI），開關量輸出（ DO），模擬量輸入輸入模塊C P U模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源 電源 限位開關選擇開關按鈕 徐州師范大學現(xiàn)代人培訓中心 10 （ AI），模擬量輸出（ AO）等。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。某些 PLC也配有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。因此，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出 網(wǎng)絡就是控制器 的觀點說法。對于一個自動化工程 (特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng) )來講，選擇網(wǎng)絡非常重要的。整體式的 PLC 是將電源、 CPU、存儲器、輸入 /輸出單元等各個功能部件集成在一個機殼內，從而具有結構經(jīng)湊、體積小、價格低等優(yōu)點，許多小型 PLC 多采用這種機構。 型 PLC 的 I/O 點數(shù)在 256 點以下，存儲容量在 2K 步以內，其中輸入輸出點數(shù)小于 64 點的 PLC 又稱為超小型或微型 PLC，具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位及自診斷、監(jiān)控等基本功能。 大型 PLC 也稱為高檔 PLC， I/O 點數(shù)在 2048 點以上，用戶程序存儲容量在 8K 以上，其中 I/O 點數(shù)大于 8192 點的又稱為超大型 PLC，除具有中型機的功能外，還具有較強的數(shù)據(jù)處理、模擬調節(jié)、特殊功能函數(shù)運算、監(jiān)視、記錄、打印等功能，以及強大的通信聯(lián)網(wǎng)、中斷控制、智能控制和遠程控制等功能。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，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。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。作為工業(yè)控制計算機，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設備間的通信。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要，下圖展示一臺 S7200 Micro PLC 的 CPU22*系列 PLC 的 CPU 外型圖如圖 2，具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令，使得 S7200 可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。 2） 輸入和輸出是系統(tǒng)的控 制點：輸入部分從現(xiàn)場設備（例如傳感器或開 關）中采集信號，輸出部分則控制泵、電機、以及工業(yè)過程中的其他設備。 6） 通過擴展模塊可以增加 CPU 的 I/O 點數(shù)（ CPU221 不可以擴展）。 10） 通過可選的插入式電池盒可延長 RAM 中的數(shù)據(jù)存儲時間。 3. 輸入 /輸出混合模塊 EM223：共有 6 種產(chǎn)品。 6. 模擬量輸入 /輸出擴展模塊 EM235。 第 4 章機械手的簡介 機械手的定義 Mechanical hand 也被稱為自動手， auto hand 能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。 機械手的組成 機械手簡述 :機械手的形式是多種多樣的，有的較為簡單，有的較為復徐州師范大學現(xiàn)代人培訓中心 17 雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機構、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。支柱用來支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個自由度。 機械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機械手按一定的程序、方向、位置、速度進行動作，簡單的機械手一般不設置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關、繼電器、控制閥及電路便可實現(xiàn)動傳動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機構按要求進行動作．動作復雜的機械手則要 采用可編程控制器、微型計算機進行控制。 另外， 機械手在鍛造工業(yè)中的應用 不僅能進一步發(fā)展鍛造設備的生產(chǎn)能力， 而且還能 改善熱、累等勞動條件。設備裝有上、下限位和左、右限位開關，它的工作過程如圖所示，有八個動作且運行方式分為單步，單周期，連續(xù)三種模式。 軟件部分的模擬調試可借助于模擬開關和 PLC 輸出端的指示燈進行?，F(xiàn)在 PLC 的主流產(chǎn)品都可在 PC 上編程，并可在PC 上進行模擬調試。通過現(xiàn)場連機調試信號的接入常 常會發(fā)現(xiàn)軟硬件中的問題，有時廠家對某些控制功能進行改造，反復調試后，控制系統(tǒng)才能交付使用。運行程序時，要觀察是否符合預計的動作要求，發(fā)現(xiàn)錯誤立即修改和調整程序，直到滿足工藝流程要求。在調試運行中，可借助于步進流程圖，判斷故障原因與部位，隨時查清原因，及時采取修改程序或接線等措施予以排除。經(jīng)仔細調整一切正常后，就可以啟動 PLC 進行自動運轉。 第 7 章設計總結 通過這次機械手設計讓我知道了現(xiàn)代企業(yè)在完成自動化控制中離不開 PLC的控制 ， 它可以使企業(yè)在生產(chǎn)的同時減少勞動力和生產(chǎn)成本。重復精度是指如果動作重復多次，機械手到達同樣位置的精確程度。氣動機械手的重復精度將越來越高，它的應用領域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。由于模塊化氣動機械手的驅動部件采用了特殊設計的滾珠軸承，使 它具有高剛性、高強度及精確的導向精度。隨著材料技術的進步，新型材料（如燒結金屬石墨材料）的出現(xiàn)，構造特殊、用自潤滑材料制造的無潤滑元件，不僅節(jié)省潤滑油、不污染環(huán)境，而且系統(tǒng)簡單、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長。 我國對氣動技術和 氣動機械手的研究與應用都比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國自主研制的許多氣動機械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進步發(fā)揮著重要作用。 （ 2） 是一個選擇邏輯，其 功能如上圖中網(wǎng)絡 1 所示，它相當于一個開關 ，控制著系統(tǒng)是進行單周期操作還是循環(huán)操作。 在這兩個月的學習生 涯 里，得到 老師 和眾多同學 的關心支持和幫助，在此， 向你們致以衷心的感謝 ！ 以后我會更加努力去學習這門課，不 辜 負老師 的眾 望！