【正文】 先對 PLC 硬件進行設計，分配表如下表 41所示： 表 41 輸入輸出分配表 輸入 輸出 X0 啟動按鈕 SB1 Y0 擺動氣缸左擺（ YA1 得電） X1 擺動氣缸左擺極限 SQ1 Y1 擺動氣缸右擺（ YA2 得電） X2 擺動氣缸右擺極限 SQ2 Y2 水平氣缸伸出（ YA3 得電） X3 水平氣缸伸出極限 SQ3 Y3 水平氣缸縮回（ YA4 得電） X4 水平氣缸縮回極限 SQ4 Y4 垂直氣缸下降（ YA5 得電） X5 垂直氣缸伸出極限 SQ5 Y5 垂直氣缸上升（ YA6 得電） X6 垂直氣缸縮回極限 SQ6 Y6 氣爪夾緊（ YA7 得電） X7 手動控制按鈕 SB2 Y7 氣爪放松（ YA8 得電） X10 自動控制按鈕 SB3 X11 停止按鈕 SB4 X12 擺動氣缸左擺按鈕 SB5 X13 擺動氣缸 右擺按鈕 SB6 X14 水平氣缸伸出按鈕 SB7 X15 水平氣缸縮回按鈕 SB8 X16 垂直氣缸下降按鈕 SB9 X17 垂直氣缸上升按鈕 SB10 X20 氣爪夾緊按鈕 SB11 X21 氣爪放松按鈕 SB12 X22 檢測開關 SQ7 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 36頁 硬件接線圖 按照輸入輸出分配表，畫出 I/O硬件接線圖，如圖 412 所示： 圖 412 硬件接線圖 4,2 系統程序設計 順序 功能圖 在本次設計中，我們同時可以加入手動控制系統，在設計中可以實 現手動和自動控制切換系統。設備在運本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁 共 36頁 行的時候，設備窗口可以用來控制整個流程的運動。 對于實時數據庫中的變量，在開始之前需要對其定義，最主要先分析系統，再能夠確定變量值。剛開始接觸時，對于 PLC的整體運行還不是特別的了解，對于 PLC的實際操作也不太懂，經過這幾個月的實際學習，已經基本掌握了 PLC的硬件和軟件。真心感謝老師對我的學習和論文方面的幫助，在大學的最后一段時光里，留下了深深的烙印，以至于我能夠順利的完成了學業(yè) 。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁 共 36頁 結束語 在本設計中實現了機械手的自動操作功能，在工業(yè)自動化行業(yè)中得到普遍的應用。 (2) 這時單擊文件中的另存為按鈕，會出現保存另一文件夾按鈕。主控窗口它可以用于工業(yè)中的工程的制定 ，編制工程的主要菜單，設計封面，確定啟動窗口，同時可以設定動畫的有關參數，保存文件名稱數據庫更改。對于用戶而言，這樣的 PLC 的選擇范圍比較廣，它的應用性也是相對比較出色的。這樣就有效的避免了大量的硬件接線，提高了生產的效率，要想改變程序的功能，只需要改變編程器里的程序。 PLC 發(fā)展歷程 在繼電器占主導地位時代，那時可編程控制器還沒有被發(fā)明出來，人們普遍運用繼電 器來控制工業(yè)電氣，但是對于電氣控制，越是復雜的電路所需求的線路和繼電器就會越多，雖然它的應用非常廣泛，但相對而言它的可靠性、靈活性都不高，尤其是在出現故障的時候，很難進行排查和解決相應的困難而且不太容易更改。 90 年代中期， PLC 發(fā)展的速度越來越驚人，它的硬件系統和軟件系 統也達到了當時的最先進的時候。在工件臺 1 底部也選擇同樣類型的傳感器 1 個，本次設計中的工件所選用為小正方形的金屬塊 [18]?，F代工業(yè)中對于傳感器的要求也越來越高，精度和測控響應的速度也是傳感器的至關重要的，它推動著機電設備向著智能化、自動化、多元化的方向發(fā)展 [11]。幾種不同的氣爪如圖 25 所示： 圖 25 氣爪 在本設計中選擇一種平行二指氣爪。所以選擇時必須要帶有導向的氣缸。 這樣的結合就是為了在頻繁控制的場合多次開閉主閥芯，對其造成沖擊和磨損。 本次設計對機械手整體機構進行控制，來完成特定的工作內容。相對于我國來說，機械手有著更為廣大的發(fā)展空間，也有利于提高國民經濟的水平 [3]。一上電，先控制底部轉動氣缸擺動調整機械手的位置，讓它復位。 生產過程慢慢的向著機械、自動、智能的方向發(fā)展，逐漸地融入了我們生活中。機械手可以有效的解決這個問題，它可以在高溫、高壓、有毒、放射性等場合應用。在一些惡劣的環(huán)境下， PLC 同樣能夠取代人類去完成一些控制，從另一方面而言，成本也相對減輕了許多。我國的企業(yè)主要生產一些中低端的產品，因為沒有高端精密的伺服系統和反饋系統，這樣很難生產出高端和有質量的產品。 在現代生產過程中，機械手被用于自動化流水生產線上，這樣使得機械手能夠廣泛的被運用，并且能夠熟練地適用于工業(yè)生產的腳步。手臂是用來引導氣爪能夠準確地抓住工件，并把工件搬送到另一個工位上。機械手的手動控制包括上升、下降、伸出、縮回、左擺、右擺、夾緊和放松等這些操作過程。無桿氣缸能夠有效的節(jié)約空間，還能夠有效地避免了有桿活塞和密封圈之間摩擦而帶了的機械能的損失。 通過 PLC 來對電磁閥控制，驅動機械手爪的夾緊。 (7) 當電磁閥 7 得電，氣壓進入控制回路后，經過電磁閥 16，氣流會經過單向節(jié)流閥 10，最后進入垂直氣缸右側內推動氣缸運動，使得氣爪夾緊。 傳感器選型 接近傳感器對于不同的材料的物體接近的距離也是有限的，所以對于不同的材料我們應該選用不同的傳感器，這樣是機械整個系統能夠有效地執(zhí)行，在選擇傳感器的時候，應該遵循幾個原則： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 36頁 (1) 非金屬材料如木頭、紙、塑料還有玻璃等，傳感器檢測它們的時候，應該選用電容式的接近傳感器。當時，個人計算機也迅速的發(fā)展起來， PLC 的功能更加得到反應和實現。很多 PLC 的內部擁有成千上百的繼電器、定時器、計數器等。 (3) PLC 的高性能與小型化階段：在這一階段中，電子技術的不斷提 升，也就帶領著 PLC 向著小型和緊湊的方向發(fā)展，在體積逐漸減小的狀態(tài)下， PLC 的功能并沒有減少，反而更方面有了大大的提高，比如它的運算、存儲、功能模塊也有了大大的提高，日本的三菱公司在本階段主要生產了一些小型的 FX 小型 PLC。 (5) 維護方便： PLC 維護方便也是 PLC 得到工業(yè)生產中大量應用的主要原因，維護的方便可以有效地提高生產效率和減少不必要的投資，這樣有效地幫工廠提高生產利潤。自動控制為主要系統設計方式，其控制流程圖如下圖421 所示： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 36頁 圖 421 順序流程圖 程序功能圖 (1) 自動控制程序： 一上電，機械手復位 ，機械手右擺，水平氣缸縮回，垂直氣缸上升；當按下 X0，當極限開關 X6 啟動時，檢測元件 X22 檢測到工件時，置位輔助繼電器 M1，機械手左擺；當按下 X1 時，置位輔助繼電器 M2，水平氣缸伸出； 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 36頁 當極限開關 X3 啟動時，置位輔助繼電器 M3，垂直氣缸下降；當極限開關 X5啟動時，置位輔助繼電器 M4，氣爪夾緊，啟動定時器 T0；當 T0計時時間到，置位輔助繼電器 M5，垂直氣缸上升；當極限開關 X6啟動時，置位輔助繼電器 M6，水平氣缸縮回； 當極限開關 X4 啟動時，置位輔助繼電器 M7，擺動氣缸右擺；當極限開關 X2啟動時，置位 輔助繼電器 M8，水平氣缸伸出；當極限開關 X3啟動時，置位輔助繼電器 M9，垂直氣缸下降； 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 36頁 當極限開關 X5 啟動時，置位輔助繼電器 M10，氣爪夾緊，定時器 T1 啟動； T1 計時器啟動，置位輔助繼電器 M11，垂直氣缸上升；當極限開關 X6啟動時，置位輔助繼電器 M12，水平氣缸縮回；當按下 X7 手動控制按鈕時，置位輔助繼電器 M0，使系統復位； 當極限開關 X4 啟動時，置位輔助繼電器 M1，循環(huán)操作；當按下 X11 時，置位輔助繼電器 M0，使系統復位； 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 共 36頁 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23 頁 共 36頁 考慮到在執(zhí)行過程中，機械手會出現故障或者不可預料的情況時，通 常加入手動操作，按照其動作的過程，可以設計相應的手動控制結構，手動控制方式可以對機械手進行水平，垂直，擺動和氣爪的控制。這個窗口主要用來存放不同類型的變量，將數據采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅動作為操作對象。狀態(tài)報告功能就是有沒有到設定時間。在設計中，不僅僅是設計出一套自動化的程序，而是要考慮到它的工藝性和價值性，一定要節(jié)約成本，優(yōu)化結構。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 30 頁 共 36頁 致謝 歲月如梭，轉眼之間大學四年飛速而過。 如圖 55所示： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 28 頁 共 36頁 圖 55 程序編寫 在進行定時 器設定的同時，也添加一個腳本程序，利 用定時器和腳本程序這兩個控制方式來實現對機械手的定時控制。通過對腳本程序和一些定時程序的設定可以達到對機械手的控制。目前很多組態(tài)軟件都可以和 PLC 構成組態(tài)監(jiān)控系統，它非常方便而且易于運用，現在已經成為工業(yè)監(jiān)控的一大主流。 PLC 的選型 本次設計中，選用的是三菱 FX系列的 FX2N48MR 型號的 PLC,它的輸入輸出點共48個，滿足一般控制的需求，實物圖如圖 37所示： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 共 36頁 圖 37 三菱 FX2N系列 PLC實物圖 三菱公司的 FX 系列 PLC 適應性廣