【正文】 械工業(yè)出版社[4] 王建明 自動(dòng)線與工業(yè)機(jī)械手技術(shù)[M] 天津大學(xué)出版社[5] 楊后川、高建設(shè) 西門子S7200PLC應(yīng)用100例[M] 電子工業(yè)出版社 [6] 肖峰、賀哲榮 PLC編程100例[M] 中國(guó)電力出版社? 8 ?第四篇：機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文機(jī)電一體化是機(jī)械、微、控制、機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。鄭州經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院以其優(yōu)良的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲蟹諊涛仪髮W(xué)，以其博大包容的情懷胸襟、浪漫充實(shí)的校園生活育我成人。其要點(diǎn)是是設(shè)法阻止機(jī)械手在一個(gè)周期工作結(jié)束后自動(dòng)進(jìn)入下一周期，一般在下降的啟動(dòng)回路想辦法。按下急停按鈕，系統(tǒng)立即停車。（二）機(jī)械手運(yùn)行方式可按相應(yīng)按鈕實(shí)現(xiàn)左移、右移、上移、下移、加緊、放松各個(gè)動(dòng)作的單獨(dú)調(diào)整。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。CPU222本機(jī)集成8輸入/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。選用電池模塊能延長(zhǎng)存貯時(shí)間到200天（10年壽命）。（一）適用范圍S7200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。2005年，西門子全集團(tuán)在190個(gè)國(guó)家和地區(qū)雇用員工460,800人，（）。1978年美國(guó)Unimate公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種UnimateVicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于177?？刂葡到y(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。(二）構(gòu)成部分機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。（一）發(fā)展歷史機(jī)械手首先是從美國(guó)開始研制的。但目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國(guó)機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)多工步的自動(dòng)換裝，使用可靠安全，通過程序更換就可以實(shí)現(xiàn)功能升級(jí)。機(jī)電一體化技術(shù)在以后會(huì)迅速發(fā)展。（3）RAM區(qū)中的重要數(shù)據(jù)在干擾侵入后可重新建立，并且系統(tǒng)重新運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)不允許的數(shù)據(jù)抑制數(shù)據(jù)采樣的干擾可采用：數(shù)字濾波，寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法，也可采用重復(fù)檢查法，偏差判斷法來檢查判斷是否有干擾信號(hào)。場(chǎng)干擾的抑制防止場(chǎng)干擾的主要方法是良好的屏蔽和正確的接地。電源監(jiān)視電路需具有監(jiān)視電源電壓瞬時(shí)短路、瞬間降壓和微秒級(jí)干擾及掉電的功能；及時(shí)輸出供CPU接受的復(fù)位信號(hào)及中斷信號(hào)等功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電源的投入、瞬時(shí)短路、欠壓、過壓、電網(wǎng)竄入的噪聲引起CPU誤動(dòng)作及數(shù)據(jù)丟失占各種干擾的90％以上。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點(diǎn)陣式LED顯示器。(2)鍵盤輸入接口。按照信息的傳遞方向,可以分為輸入與輸出接口兩大類。這些信號(hào)實(shí)質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號(hào),所以開關(guān)信號(hào)輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道(DI)。指示燈的亮與滅。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,反映被控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)是傳感器或變送器的輸出信號(hào),通常這些輸出信號(hào)是模擬電壓或電流信號(hào)(如位置檢測(cè)用的差動(dòng)變壓器、溫度檢測(cè)用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測(cè)用的測(cè)速發(fā)電機(jī)等)計(jì)算機(jī)要對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制,必須獲得反映系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào),而計(jì)算機(jī)只能接受數(shù)字信號(hào),要達(dá)到獲取信息的目的,就應(yīng)將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的接口——模擬信號(hào)輸入接口。一、機(jī)電接口由于機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別,兩者間的聯(lián)系須通過機(jī)電接口進(jìn)行調(diào)整、匹配、緩沖,因此機(jī)電接口起著非常重要的作用:(1)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。6 交流傳動(dòng)技術(shù)傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。ＤCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。4網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國(guó)模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。（3）努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，%左右。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%（而美、日等國(guó)已超過85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過了 30%）；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%（而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板）。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等?？磥恚瑱C(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)組成要素）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能機(jī)電一體化四大原則：構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。這一名稱已得到包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)的承認(rèn)，我國(guó)的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)由單片機(jī)、鍵盤、變頻檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成，具有間隙補(bǔ)償、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、斷絲自動(dòng)處理等主要功能。根據(jù)教學(xué)要求，結(jié)合自己的資料掌握狀況，選擇數(shù)控電火花線切割機(jī)床作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。機(jī)床由床身、儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)、線架、XY工作臺(tái)、油箱等部件組成。因此研究和設(shè)計(jì)數(shù)控線切割有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。：五大組成要素：一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。變換放大后的信號(hào)要在兩個(gè)環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準(zhǔn)確的交換、傳遞，必須遵循一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時(shí)就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進(jìn)行交換與傳遞?！钡陌l(fā)展歷程，寫下了“機(jī)電一體化”歷史的第一頁；“機(jī)電一體化39。未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成 “自律分配系統(tǒng)”。4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。1992年，%.而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，%，%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。（二）北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。（4）優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國(guó)第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭(zhēng)取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國(guó)領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量??總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。6微型化微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。2 分布式控制系統(tǒng)(ＤCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。美國(guó)、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化?，F(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。(2)抗干擾隔離。而計(jì)算機(jī)只能輸出數(shù)字信號(hào),并通過運(yùn)算產(chǎn)生控制信號(hào),達(dá)到控制生產(chǎn)過程的目的,應(yīng)有將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)的接口——模擬信號(hào)輸出接口。閥門的打開與關(guān)閉等。開關(guān)信號(hào)輸出通道的作用是將計(jì)算機(jī)通過邏輯運(yùn)算處理后的開關(guān)信號(hào)傳遞給開關(guān)執(zhí)行器(如繼電器或報(bào)警指示器)。輸入接口。2)非編碼鍵盤,僅僅簡(jiǎn)單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識(shí)別,則由設(shè)計(jì)的鍵盤程序來實(shí)現(xiàn)。第五篇機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)。（3）場(chǎng)干擾系統(tǒng)周圍的空間總存在著磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)，如太陽及天體輻射；廣播、電話、通訊發(fā)射臺(tái)的電磁波；周圍中頻設(shè)備發(fā)出的電磁輻射等。（2）雙絞線傳輸在長(zhǎng)線傳輸中，雙絞線是較常用的一種傳輸線，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。（3）不要把導(dǎo)線的屏蔽層當(dāng)作信號(hào)線或公用線來使用。結(jié)論本篇介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的由來，發(fā)展，應(yīng)用。北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動(dòng)化的要求，因此，必須利用先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械以取代人的勞動(dòng)，滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求。機(jī)械化。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。（三）機(jī)械手分類機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。二、西門子公司及S7200主要參數(shù)功能介紹西門子股份公司（SIEMENS AG FWB：SIE, NYSE：SI）是世界最大的機(jī)電類公司之一，1847年由維爾納西門子的全球業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)分別由13個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán)負(fù)責(zé)，其中包括西門子財(cái)務(wù)服務(wù)有限公司和西門子房地資產(chǎn)管理集團(tuán)。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。無I/O擴(kuò)展能力。4個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。按下起動(dòng)按鈕后，機(jī)械手按下降→加緊→上升→右移→下降→放松→上升→左移的順序自動(dòng)工作一個(gè)周期停止。首先應(yīng)繪出連續(xù)工作時(shí)的功能表圖，然后直接列寫邏輯表達(dá)式，用觸點(diǎn)線圈指令編程，也可使用置位復(fù)位指令或順序控制繼電器指令來完成。（四）程序結(jié)構(gòu)框圖? 5 ?鄭州經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)論文四、基于S7200的機(jī)械手PLC控制程序五、分析該設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)該設(shè)計(jì)方式初步滿足了設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)證明能夠按照設(shè)定的工作方式穩(wěn)定運(yùn)行。三年來，老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí) 無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 帶源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。第一章 簡(jiǎn)述機(jī)電一體化......................................................................................1 ．機(jī)電一體化...........................................................................................1 ..........................................................................1 ..........................................................................1 ...........................................................................1 ..............................................2 、五大組成要素..............................................................................2 、機(jī)電一體化四大原則...........................................