【正文】 閉環(huán)過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 綜上所述， 由于 PLC 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高，是目前工業(yè)自動化的首選控制裝置。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴(kuò)展，比整體式靈活。離線編程的 PLC，其主機(jī)和編程器共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程。通常，一條邏輯指令占用存儲器一個字。同時(shí)控制器又通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設(shè)備，驅(qū)動各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。典型的交流 I/O 信號為 24～ 240V（ AC），直流 I/O 信號為 5～ 24V（ DC）。二是輸出電流的 選擇。 4．如果框架中留有空槽用于將來擴(kuò)展時(shí)，可做以下處理； 1） 列出將來要擴(kuò)展的 I/O 模塊所需的背板電流； 2） 將所有擴(kuò)展的 I/O 模塊的總背板電流值與步驟。 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 9 圖 21 機(jī)械手控制系統(tǒng) 關(guān)系 框圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 包括手部 、手腕、手臂 和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動手取物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置 。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 12 機(jī)械手 PLC 的 I/O 分配 PLC 的 I/O 口接線圖： （如下圖） 經(jīng)過 系統(tǒng)控制功能分析，本設(shè)計(jì)需要輸入點(diǎn) 6個，輸出點(diǎn) 7個。在控制線路中 KM1/KM KM3/KM KM5/KM6 兩兩之間應(yīng)設(shè)計(jì)互鎖控制線路 如圖 25（其余以此類推） 圖 24 主回路原理圖 M M ML 1L 2K M 1K M 2K M 3 K M 4 K M 5 K M 6上 下 運(yùn) 動 左 右 運(yùn) 動 夾 緊 / 放 松 運(yùn) 動總 開 關(guān)RAx3RAx3F U 1 F U 1F U 1B B 1B B 2B B 3下上 右左緊 松 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 14 圖 25 KM1 和 KM2互鎖控制線路 K M 1 K M 2K M 2K M 1K M 1S Q 2S Q 1 S Q 2S Q 1K M 2S DB B 表 23 機(jī)械手工作狀態(tài)表 接觸器 觸電 工作狀態(tài) KM KM4 線圈得電 原位指示燈亮 表明機(jī)械手工作在原點(diǎn)位置最左邊和最上邊 KM1 線圈得電 主觸點(diǎn)閉合 模擬指示燈接通，機(jī)械手工作下降的位置 KM5線圈得電 主觸點(diǎn)閉合 模擬指示燈接通，機(jī)械手工作在夾緊位置 KM2 線圈得電 主觸點(diǎn)閉合 模擬指示燈接通，機(jī)械手工作在上升位置 KM3 線圈得電 主觸點(diǎn)閉合 模擬指示燈接通，機(jī)械手工作在右移位置 KM4 線圈得電 主觸點(diǎn)閉合 模擬指示燈接通，機(jī)械手工作在左移位置 KM6 線圈得電 主觸點(diǎn)閉合 模擬指示燈接通，機(jī)械手工作在放松 位置 第 3 章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)的一般方法 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 15 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 也叫湊試法。順序控制法規(guī)律性很強(qiáng)，雖然編程相當(dāng)長，但程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性。 5. PLC 是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)作條件使用。由于使用 S 指令， 線圈具有自保持功能， 保持接通，機(jī)械手繼 續(xù)夾緊工作。 （ 2）當(dāng)壓力過大時(shí)，縱向位置的壓力傳感器（ a+N）檢測出物體的重量，此時(shí)與橫向位置（ a）的壓力傳感器電壓進(jìn)行對比，反饋回 PLC，再由 PLC 進(jìn)行處理：（注： N 表示一個定值，此值是在重力的基礎(chǔ)上加上的一定的值，原理是重力要略小于提物體的力，才能保證物體不下滑） 二、改進(jìn)所用到的硬件 兩個壓力傳感 器 （ BF1K3AA） （如圖 36） ； 一個超聲波測距儀模塊 （ HCSR04） ； PLC； 導(dǎo)線及其他機(jī)械手部件。 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 23 PID 反饋控制圖（ 在此只設(shè)計(jì)出 PID 控制器的大致框圖 ） 超聲波測距模塊 超聲波發(fā)生器發(fā)生器內(nèi)部有兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)兩極外加脈沖信號的頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時(shí)，壓電晶片將發(fā)生共振，并帶動共振板震動，從而產(chǎn)生超聲波；同理，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片產(chǎn)生振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號。 由于本次設(shè)計(jì)改進(jìn)部分在實(shí)驗(yàn)面板上 模擬 受到限制 。各種系統(tǒng)的使用調(diào)節(jié)，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種繼電器的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。應(yīng)用電力，不會污染環(huán)境，同時(shí)成本低廉。在此我表示真誠地感謝 。 一、畢業(yè)論文的選題與設(shè)計(jì)要求 專業(yè)本科畢業(yè)論文的內(nèi)容選題必須是心理學(xué)領(lǐng)域或與心理學(xué)相關(guān)的交叉領(lǐng)域課題，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求 ，具有一定的學(xué)術(shù)性。 字體采用宋體 5 號字，數(shù)字采用 5 號 Times New Roman 字體編排。為了便于檢索，應(yīng)在題目中拼寫出所有的術(shù)語的全稱，盡 33 量避免使用縮略詞。 Conclusions。 （四）引言 引言是 用一段簡短的文字提出本研究的問題。 核心概念界定： 包括 內(nèi)涵界定（抽象定義） 和 操作界定（操作性定義）。 研究工具： 簡要說明研究所用的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及其型號信息、各種實(shí)驗(yàn)材料、測量工具（ 問卷與 量表）的來源及其信效度信息、計(jì)算機(jī)軟件的版本信息。 被試： 即研究對象。 論文正文字?jǐn)?shù)不少于 7000字。 英文關(guān)鍵詞 (Key Words)，要求中文關(guān)鍵詞內(nèi)容要對應(yīng)。 Method。 此外， 在題目中應(yīng)盡量明確界定所要研究的被試群體，這一點(diǎn)尤其體現(xiàn)在發(fā)展研究上。目 錄內(nèi)容包含：中文題目與摘要頁、英文題目與摘要頁、正文各部分、參考文獻(xiàn)、附錄、致謝（或后記）、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明。最后，我向在百忙中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行評審 并提出寶貴意見的各 位 老師表示衷心地感謝！ 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 32 參考文獻(xiàn) [1]王永華 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)（第 3 版） .北京航空航天大學(xué)出版社 . 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[13]朱懷忠，王恩海 .液壓與氣動技術(shù) .北京：科學(xué)出版社 . 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 33 附件 1 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 34 附件 2TITLE=機(jī)械手控制系統(tǒng)模擬程序 Network 1 // 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 // 機(jī)械手處于原位，上升限位開關(guān) 、左限位開關(guān) 均處于接通（‘ 1’狀態(tài)） LD A AN AN AN AN AN AN AN AN = Network 2 // 按下啟動按鈕， =1，產(chǎn)生移位信號 LD O AN = Network 3 // 移位脈沖：當(dāng) =1時(shí)，產(chǎn)生移位信號；當(dāng) =1，停止下降，并產(chǎn)生移位信號，機(jī)械手開始抓取物件，定時(shí)器延時(shí) ,當(dāng)下一個移位信號來時(shí)，執(zhí)行上升和保持夾緊動作； =1，機(jī)械手停止上升，同時(shí)右移； =1，機(jī)械手停止右移，并執(zhí)行下降動作； =1，機(jī)械手停止下降，并松開， T38 延時(shí) ；當(dāng)下一個移位脈沖到來， =0，機(jī)械手又上升； =1，機(jī)械手停止上升； 斷開，左移； =1，機(jī)械手停止左移，移位寄存器全部復(fù)位；完成了一個工作周期。在我設(shè)計(jì)過程中，徐老師付出了大量的心血和汗水，無論是在課程設(shè)計(jì)的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在課程設(shè)計(jì)的分析設(shè)計(jì)以及成文定稿方面，我都得到了徐老師細(xì)心、耐心地輔導(dǎo)和熱情的幫助，他指導(dǎo)我說明書一定要嚴(yán)格按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的格式去寫，并且要有自己的觀點(diǎn)和看法。另外，該機(jī)械手既可以用于搬運(yùn)小型零件，也可供教學(xué)、實(shí)驗(yàn)使用。 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 29 結(jié)論 （ 1） 本設(shè)計(jì)主要闡述機(jī)械手的自動控制， 機(jī)械手依次完成：下降 —— 夾緊 —— 上升—— 右移 —— 下降 —— 放松 —— 上升 —— 左移（回到原位）八個動作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手一個周期的動作，機(jī)械手的下降、上升、左移的動作轉(zhuǎn)換靠限位開關(guān)來控制，而夾緊、放松動作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間繼電器來控制的。但是在被系統(tǒng)中不需要測量太遠(yuǎn)的距離所以影響可忽略不計(jì)。（此 處需要聯(lián)系到實(shí)際物體的重力，表面摩擦因素，及加速時(shí)的加速度而定這個力的大小，需根據(jù)實(shí)際物體才能計(jì)算出。 改進(jìn)方案設(shè)計(jì) 一、改進(jìn)方案 當(dāng)發(fā)生操作錯誤時(shí)保持當(dāng)前狀態(tài)暫停工作，發(fā)出報(bào)警，手爪不松開，持續(xù)夾緊物體。 （ 2） 當(dāng)下降到位時(shí)，下限位開關(guān) 接通，產(chǎn)生移位信號， 的“ 0”態(tài)移位到 ，下降閥 斷開，機(jī)械手停止下降， 的“ 1”態(tài)移到 ， 線圈接通， 動合觸點(diǎn)閉合，夾緊電磁閥 接通，執(zhí)行夾緊動作，同時(shí)啟動定時(shí)器 T37，延時(shí) 。 3. 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。在得出邏輯表達(dá)式后，根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出梯形圖。該電路帶有短路保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓和失壓保護(hù)等。驅(qū)動滾動運(yùn)行則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳動裝置。由于與物件接觸的形式不同，可分為加持是和吸附式手部。 （ 3） 手臂 手臂是支撐被抓物件、手部、手腕的重要部件。 因此在選擇機(jī)型時(shí)不僅要滿足其功能要求及維護(hù)等方面的慮： 1）合理的結(jié)構(gòu)形式 2） 安裝方式的選擇 3）相當(dāng)?shù)墓δ芤? 4）系統(tǒng)可靠性的要求 綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)要求選擇 S7200系列 PLC， S7200系列 PLC屬于小型整體式結(jié)構(gòu)的 PLC，本機(jī)自帶 RS485通信接口，內(nèi)置電源和 I/O 接口，它的結(jié)構(gòu)小巧，運(yùn)行速度快，可靠性高，具 有極其豐富的指令系統(tǒng)和擴(kuò)展模塊，實(shí)時(shí)性和通信能力強(qiáng)大，便于操作， 易于掌握，性價(jià)比高，是中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的理想控制設(shè)備。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、 I/O 模塊、專用模塊等消耗電流的總和。 4．選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)應(yīng)從以下三個方面來考慮：一是輸出方式選擇。對一個控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣， I/O 點(diǎn)數(shù)就可能有所不同。 I/O 模塊的選擇 PLC 是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲容量時(shí)，一般按實(shí)際需要的 10%～ 25%考慮裕量。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。整體式結(jié)構(gòu)把 PLC 的 I/O 和 CPU 放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價(jià)格便宜。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器 電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制 工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 4 實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)我們采用可編程控制器控制。 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求 在該機(jī)械手控制系