【正文】 個 1ms 分辨率 4 個上升沿和 /或 4 個下降沿 2 個 8 位分辨率 內置 存儲卡和電池卡 集成的通信功能 接口 PPI, DP/T 波特率 自由口波特率 每段最大電纜長度 最大站點數(shù) 最大主站數(shù) 點到點 (PPI 主站模式 ) MPI 連接 2 個 RS485 接口 , 和 至 使用隔離的中繼器： 可達 1000 米， 可達 1200 米 未使用隔離中繼器： 50 米 每段 32 個站，每個網(wǎng)絡 126 個站 32 是 (NETR / NETW) 共 4 個， 2 個保留 (1 個給 PG， 1 個給 OP) 電源特性 輸入電源 輸入電壓 輸入電流 沖擊電流 隔離 (現(xiàn)場與邏輯 ) 保持時間 (掉電 ) 保險 (不可替換 ) 85 至 264 VAC(47 至 63 Hz) 80/40mA (僅 CPU， 120/240 VAC) 320/160mA (最大負載， 120/240 VAC) 20A ， 264 VAC 時 1500 VAC 20 / 80ms， 120/240 VAC 時 2A， 250 V 時慢速熔斷 24 24 VDC 傳感器電源 傳感器電壓 電流限定 紋波噪聲 隔離 (傳感器與邏輯 ) 至 VDC 峰值，終端限定非破壞性 小于 1 V 峰分值 非隔離 數(shù)字量輸入特性 本機集成數(shù)字量輸入點數(shù) 輸入類型 額定電壓 最大持續(xù)允許電壓 浪涌電壓 邏輯 1 信號 (最小 ) 邏輯 0 信號 (最 大 ) 輸入延遲 連接 2 線接近開關傳感器 (Bero) 允許漏電流最大 隔離 (現(xiàn)場與邏輯 ) 光電隔離 隔離組 高速輸入速率 高速計數(shù)器邏輯 1=15 – 30 VDC 高速計數(shù)器邏輯 1=15 – 26 VDC 同時接通的輸入 電纜長度最大 屏蔽 非屏蔽 24 輸入 漏型 /源型 (IEC 類型 1/漏型 ) 24 VDC， 4mA 典型值時 30V DC 35V DC， 秒 15 VDC， 5 VDC， 1mA 可選 ( 至 ) 1mA 是 500 VAC， 1 分鐘 見接線圖 20kHz(單相 ) ， 10kHz(兩相 ) 30kHz(單相 ) ， 20kHz(兩相 ) 所有 500 米 (標準輸入 ) 50 米 (高速計數(shù)器輸入 ) 300 米 (標準輸入 ) 數(shù)字量輸出特性 本機集成數(shù)字量輸出點數(shù) 輸出類型 額定電壓 電壓范圍 浪涌電流 (最大 ) 邏輯 1(最小 ) 邏輯 0(最大 ) 每點額定電流 (最大 ) 每個公共端的額定電流 (最大 ) 漏電流 (最大 ) 燈負載 (最大 ) 感性嵌位電壓 接通電阻 (接點 ) 隔離 光電隔離 (現(xiàn)場到隔離 ) 16 輸出 干觸點 24VDC 或 250VAC 5 至 30V DC 或 5 至 250V AC 5A， 4s (10%工作率時 ) 10A 30 W DC； 200 W AC Ω (新的時候最大值 ) 25 邏輯到接點 電阻 (邏輯到接點 ) 隔離組 延時 (最大 ) 斷開到接通 接通到斷開 切換 脈沖頻率 (最大 ) 機械壽命周期 觸點壽命 同時接通的輸出 兩個輸出并聯(lián) 電纜長度 (最大 ) 屏蔽 非屏蔽 1500 VAC， 1 分鐘 100 MΩ 見接線圖 10ms 1Hz 10,000,000(無負載 ) 100,000(額定負載 ) 55176。 2個 RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 CPU 224XP 型 本機集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個數(shù)字量 I/O 點， 2 輸入 /1 輸出共 3 個模擬量 I/O點，可連接 7個擴展模塊，最大擴展至 168 路數(shù)字量 I/O 點或 38 路模擬量 I/O 點。是具有擴展能力的、適應性更廣泛的全功能控制器。 4 個獨立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出。因此 S7200 CN 系列具有極高的性能 /價格比。 可編程控制器的外部輸出觸點對輸出軟元件的動作有一個響應時間 ,即要有一個延遲才動作。專為 PLC 應用而設計的觸摸屏集主機、輸入輸出設備于一體 ,適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用 (防護等級達 IP65),用它作為人機界面 ,具有交互性好、可靠性高、編程簡單以及與 PLC 連接簡便等優(yōu)點。從外部引入的尖銳電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU模塊中的元器件 ,或使用權可編程控制器不能正常工作。 ROM 主要存放監(jiān)控程序及已調試好的用戶程序。起著指揮的作用，其主要功能是： a、 編程時接受并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并能進行修改或更新。再按下啟動按鈕 ,則又從該步工序繼續(xù)工作 ,最后仍自動地停在原位上 ,動作過程中有各個動作的狀態(tài)顯示燈和進行位移、壓力檢測 ,并在觸摸屏相應的畫面中顯示數(shù)據(jù)。 手指夾持范圍 :50～ 100mm。 升降行程 :300mm 。 本章小結 本章主要對機械手機構與液壓系統(tǒng)進行分析，就機械手運行環(huán)境與結構所需要滿足的要求一一列舉，并且對液壓控制系統(tǒng)進行設計。 應考慮被抓取對象的要求 (1)抓取形狀手指形 狀應根據(jù)工件形狀而設計。如圖 23所示 : 12 圖 23 液壓系統(tǒng)原理圖 機械手設計時應考慮的幾個問題 應具有足夠的夾緊力 在確定手指的握力時 ,除考慮工件重量外 ,還應考慮在傳送或操作過程中所產生的慣性力和振動 ,以保證工件不致產生松動或脫落。2 為手臂左右轉運動 。 編制觸摸屏和 PLC 控制程序。 PID 控制、網(wǎng)絡通信、高速計數(shù)器、位置控制 、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應用也是 PLC程序設計中 的難點 ,用普通的方法對它們編程時 ,需要熟悉有關的特殊存儲器的意義 ,在編程時對它們賦值 ,運行時通過訪問它們來實現(xiàn)對應的功能。 8 一是 PLC 網(wǎng)絡化技術的發(fā)展 ,其中有兩個趨勢 :一方面 ,PLC 網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)不再是自成體系的封閉系統(tǒng) ,而是迅速向 放式系統(tǒng)發(fā)展 ,各大品牌 PLC 除外形成自己各具特色的PLC 網(wǎng)絡系統(tǒng) ,完成設備控制任務之外 ,還可以與上位計算機管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng) ,實現(xiàn)信息交流 ,成為整個信息管理系統(tǒng)的一部分 。 目前 ,國外具有代表性的先進的 PLC 生產產家及其主要產品如表所示 : 表 11先進 PLC廠家及主要產品 7 產家名稱 主要產品 西門子公司 SIMATIC S7400/300/200 系列 三菱 FX2N/1N/1S、 QnA 、 Q系列 歐姆龍 CPM1A/2A、 CQM1H、 C200HX/HG/HE 及 SYSMAS CJ 系列 松下 FPQ/1/2/3/E 系列 通用電氣公司 GEI、 GEⅢ、 GEV系列 羅克韋爾 (AB)公司 SLC、 MicroLogix、 CompactLogix 北京機械工業(yè)自動化研究所 MPC00l/ KB20/40 系列 PLC 控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)在 ,雖然出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的 DCS和 FCS控制系統(tǒng) ,從長遠看 ,PLC控制終將也會被先進的 FCS 控制所取代 ,但是 ,在今后相當長的一段時間內 ,基于以下原因 PLC 還會與DCS和 FCS 共存 : (1)現(xiàn)在企業(yè)的確正在朝著自動化、信息化、開放化的方向發(fā)展 ,但這是否就意味著 要將現(xiàn)有的控制系統(tǒng)推倒重來呢 ?答案是否定的。在這時期 ,PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高 ,PLC 逐漸進入過程控制領域 ,在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。重點是研究“感覺”功能 ,將機械手和柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結合 ,從而根本改變目前的機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。 這種帶“視覺 、觸覺”反饋的 ,由計算機控制的 ,具有人的部分“智能”的機械裝置稱為“智能機器人”。因此 ,對一些特殊用途的場合 ,就需要專門設計、專門加工 ,這樣就提高了產品成本。 目前工業(yè)機械手的應用逐步擴大 ,技術性能在不斷提高。 (4)電力傳動即由特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅動執(zhí)行機構運動 ,因為不需要中間的 轉換機構 ,故機械結構簡單。但對密封裝置要求嚴格 ,不然有的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響 ,且不宜在高溫、低溫下工作。 (4)立柱是支承手臂的部件 ,立柱也可以是手臂的一部分 ,手臂的回轉運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。重量輕 ,體積小 ,便于安裝。 (二） 可靠性高、抗干擾能力強 硬件方面 :采用微電子技 術 關動作由無觸點的半導體電路及大規(guī)模集成電路完成 ,CPU 與輸入輸出之間 ,采用光電隔離措施 ,隔離了它們之間電的聯(lián)系。因而 ,機械手受到各先進工業(yè)國家的重視 ,并投入了大量的人力物力加以研究和應用 ,尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染性的場所 ,應用更為廣泛。 PLC。 本科生畢業(yè)設計 基 于 PLC 的機械手控制系統(tǒng)設計 學 生 姓 名 所 在 學 院 專業(yè)及班級 指 導 教 師 完 成 日 期 I 摘要 本文在了解機械手和 PLC 控制技術的國內 外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢基礎上 ,選用四自由度液壓機械手作為控制對象進行研究。 關鍵詞 ： 機械手 ； PLC； 觸摸屏 ； 傳感器 ； 控制 ； 程序 II Abstract This article is based on the understanding of the manipulator and the PLC technology at home and abroad based on the present situation and development trend, selected FourDOF hydraulic manipulator as the control object to study. As the hydraulic manipulator with, highpower, easy control and fast, etc. Widely used in various industrial fields, FourDOF hydraulic manipulator Involve Mechanical Design Hydraulic System Control System Is a typical mechanical and electronic integration system This article analyzes the manipulator working environment, and mission to plete, then selected the manipulator, while analysis the manipulator motion, Analysis the hydraulic parts. Hydraulic part is the key to control, this system control the Electromag of Solenoid valve by the PLC, In order to achieve the movement of the manipulator control. Pressure Transmitter and Grating sensor by Analysis the hydraulic system on the input and output data collection requirements. I/O module, signal acquisition ponents pressure transmitter, PLC I/O address distribution, design control system circuit and the control cabi. Finally, the subject is an object with four degrees of freedom hydraul