【正文】 字量輸入 /輸出： 24 個輸入和 16 個輸出。在電氣上來說，兩位三通電磁閥一般為單電控 (即單線圈 )，兩位五通電九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 磁閥一般為雙電控 (即雙線圈 )。 機(jī)械手的上升、下降和左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的執(zhí)行，分別由雙線圈二位電磁閥控制氣缸的運(yùn)動控制。 S7– 200 系列 PLC 是西門子公司生產(chǎn)的一種小型 PLC，其許多功能達(dá)到大、中型 PLC 的水平，而價格卻和小型 PLC的一樣，因此它一經(jīng)推出，即受到了廣泛的關(guān)注。 42 調(diào)試過程中注意的事項 （ 1）數(shù)據(jù)線與計算機(jī)的接口必須要與軟件的端口保持一致，否則運(yùn)行會產(chǎn)生通信錯誤問題。 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 41 參考文獻(xiàn) [1]鄭鳳翼，金沙 .圖解西門子 S7200 系列 .北京 :電子工業(yè)出版社出版社 ,2021. [2]廖常初 .S7200PLC編程及應(yīng)用 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [3]高安邦 .西門子 S7200/300/400 系列 PLC自學(xué)手冊 . 北京 : 中國電力出版社 ,2021. [4]王永華等 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC應(yīng)用技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [5]SIEMENS公司 .SIMATIC S7200可編程控制器系統(tǒng)手冊 .1999 [6]SIEMENS公司 .SIMATIC S7200可編程控制 器系統(tǒng)手冊 .2021 [7]鐘肇新等 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .廣州：華南理工大學(xué)出版社， 2021 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 42 致謝 學(xué)校的讀書生活在這個畢業(yè)的季節(jié)即將畫上一個句號，學(xué)生生涯也算是告一段落了。感謝你們二老，愿你們身體健康、生活開心。也為維修、故障診斷提供多方面的可能性。 圖 36 PLC 的 I/O 配置表 編號 意義 備注 原點標(biāo)志 on 有效 轉(zhuǎn)換允許標(biāo)志 on 有效 連續(xù)標(biāo)志 on 有效 傳送帶啟動與自動右轉(zhuǎn)標(biāo)志 on 有效 傳送帶 A 啟動標(biāo)志 on 有效 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 自動下降標(biāo)志 on 有效 自動夾緊標(biāo)志 on 有效 自動上升標(biāo)志 on 有效 自動左轉(zhuǎn)標(biāo)志 on 有效 自動下降標(biāo)志 on 有效 自動松開標(biāo)志 on 有效 自動上升標(biāo)志 on 有效 初始化標(biāo)志 on 有效 回原點上升標(biāo)志 on 有效 回原點左轉(zhuǎn)標(biāo)志 on 有效 回原點下降標(biāo)志 on 有效 回原點松開標(biāo)志 on 有效 回原點上升標(biāo)志 on 有效 回原點右轉(zhuǎn) /傳送帶 B 標(biāo)志 on 有效 回原點原位指示標(biāo)志 on 有效 表 37 機(jī)內(nèi)元件表 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 20 PLC 的接線圖 圖 38 PLC 的 I/O 接線圖 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 操作面板 圖 39 操作面板 系統(tǒng)軟件設(shè)計 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 22 順序功能圖 圖 310 自動程序順序功能圖 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 311 回原點順序功能圖 全程序 OB1 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 24 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 公用程序 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 26 手動程序 自動程序 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 27 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 28 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 29 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 30 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 31 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 32 回原點程序 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 33 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 34 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 35 第 4 章 系統(tǒng) 程序 調(diào)試 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟 （ 1）對于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)流程圖，用以清楚的表明順序和條件。 方案選擇及系統(tǒng)配置 根據(jù)以上控制要求，制定以下控制方案。 電氣控制柜 工業(yè)機(jī)械手 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 圖 34 機(jī)械手控制示意圖 機(jī)械手用來完成右邊傳送帶 A 上工件向左邊傳送帶 B 的轉(zhuǎn)移。 氣動電磁閥是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；氣動電磁閥并不限于液壓，氣動；氣動電磁閥用于控制液壓流動方向，工廠的機(jī)械裝置一般都由液壓鋼或電磁閥來控制。 該裝置從結(jié)構(gòu)上分為機(jī)械手本體單位、 PLC 控制單元、接口單元、電源單元等。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。執(zhí)行程序時，對輸入 /輸出的存取通常是通過映像寄存器，而不是實際的 I/O 點。 三、編程簡單，易于使用 PLC 是面向用戶的設(shè)備， PLC 的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，因此 PLC 程序的編制采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編程指令表程序，因此又叫做指令編程器。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 在國外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。目前國內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動缸、裝卸軸箱、組裝輪對、清除石棉等，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動機(jī)床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。我國自動化水平本身比較低，因此用 PLC來控制的機(jī)械手還比較少。特別是在笨重、高溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視。特別是在笨重、高溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視。運(yùn)動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運(yùn)動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動線。 綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。 機(jī)械手的發(fā)展 趨勢 目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。手的抓力大小可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來控制，達(dá)到自動調(diào)整握力的大小。 輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥號開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。它的主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路， I/O 系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護(hù)與信息調(diào)理電路；在機(jī)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等干擾和故障診斷措施。 在讀取輸入階段， PLC 把所有外部數(shù)字量輸入電路的 1/0 狀態(tài)讀入輸入過程影響寄存器。 6）中斷程序的處理 如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時， cpu 停止正常的掃描工作方式，立即執(zhí)行中斷程序，中斷功能可以提高 PLC 對某些事件的響應(yīng)速度。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 5）光電開關(guān)。 兩位五通雙電控電磁閥動作原理：給正動作線圈通電，則正動作氣路接通 (正動作出氣孔有氣 )，即使給正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止。并且要求只有機(jī)械手處于上限時才能進(jìn)行左 /右移動，因此在左右轉(zhuǎn)動時用上限條件聯(lián)鎖保護(hù)。 I/O擴(kuò)展包括 I/O 點數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 36 圖 41 plc 硬件的實物接線圖 43 系統(tǒng)中調(diào)試結(jié)果 整個系統(tǒng)要求實現(xiàn)的功能有兩項：自動運(yùn)行與手動運(yùn)行。 本論文是在石俊 老師悉心指導(dǎo)下完成的。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，更加教會了我許多待人接物與為人處世的道理。 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 37 圖 42 手動程序中下降運(yùn)行 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 38 圖 43 自動程序中下降運(yùn)行 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 39 圖 44 自動程序中的傳送帶 A 啟動工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 40 第五章 結(jié)束語 機(jī)械手的控制對于很多場合需求很大，不論是機(jī)床使用的小型系統(tǒng)還是流水線上的這類設(shè)備，其基本動作要求類似，所以控制的實現(xiàn)也可以相互借鑒。 典型的數(shù)字量輸入 /輸 出擴(kuò)展模塊有： 輸入擴(kuò)展模塊 EM221 有兩種： 8 點 DC 輸入、 8 點 AC 輸入。 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 16 為了保證機(jī)械手動作準(zhǔn)確，機(jī)械手安裝了限位開關(guān) SQ SQ SQ SQ4，分別對機(jī)械手進(jìn)行下降、上升、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動作的限位，并給出動作到位的信號。 圖 31 二位三通電磁閥 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 14 圖 32 二位五通電磁閥 7）各種按鈕。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。 （ 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。用立即 I/O 指令讀輸入點的值時，相應(yīng)的輸入 過程映像寄存器的值未被更新。外接的輸入電路斷開時，對應(yīng)的輸入過程映像寄存器為 0 狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入點的常開觸點斷開，常閉觸點接通。與繼電器接觸裝置和通用計算機(jī)相比， PLC 更能試用工業(yè)現(xiàn)場較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。 CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而 PLC 外部的輸入、輸出電路的電源電壓較高，例如 DC 24V 和 AC 220V。 現(xiàn)今機(jī)械手的發(fā)展更主要的是將機(jī)械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。在應(yīng)用專用機(jī)械九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計算機(jī)控制機(jī) 械手和組合式機(jī)械手等。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。為了抓取空間中任意