【正文】 223：共有6種產(chǎn)品。其中DC輸入/DC輸出的有3種，DC輸入/繼電器輸出的有三種，它們對應的輸入/輸出點數(shù)分別為4點、8點和16點。4. 模擬量輸入擴展模塊EM231。5. 模擬量輸出擴展模塊EM232。6. 模擬量輸入/輸出擴展模塊EM235。 PLC控制系統(tǒng)總體設計方案概述 系統(tǒng)的整體設計分析 沖壓線吸放料機構是由氣缸驅動的，氣缸由對應的電磁閥控制。其中，上升、下降和左移、右移分別由雙線圈兩位置電磁閥控制。例如，當下降電磁閥通電時，機械手才上升；當上升電磁閥斷電時，機械手上升停止。同樣，左移、右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械手的放松、夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥(稱為夾緊電磁閥)控制。當該線圈通電時，機械手夾緊； 當該線圈斷電時，機械手放松。機械手是整個機械設備中的一部分，主要有伸縮臂、升降臂、抓工件、放料等功能。假設機械手原點處于位置點(初始位)，把工件從左工作臺搬到右工作臺處加工。該機械手的工作方式有手動和自動循環(huán)操作，在單步手動工作方式下每按一下“開始” 按鈕，機械手按程序執(zhí)行一步相應的動作，可實現(xiàn)上升、下降、伸臂、縮臂、夾緊、放料操作。自動操作方式又分為步進、單周期和連續(xù)操作方式。在自動工作方式下機械手的動作順序為：下降一夾緊一上升一右移一下降一放料一上升一左移(回到初始位)，按下開始按鈕，機械手自動完成一個周期的動作后停止。當出現(xiàn)異常時按下該站的“急?！卑粹o，機械手會立刻停止運動。在系統(tǒng)通電后按下“啟動 ”按鈕，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通夾緊電磁閥，機械手夾。．夾緊后，上升電磁閥通電，機械手上升，上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機械手右移。右移到位時，碰到右限位開關，右移電磁閥斷電，右移停止。下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止； 同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松．放松后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止； 同時接通左移電磁閥，機械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關， 左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機械手經(jīng)過八步動作完成了一個周期的動作。 快速吸放料系統(tǒng)I/O接口分配表快速吸放料機構的控制分為手動控制和自動控制兩種方式。手動控制分為手動和回原點兩種操作。自動操作分為步進、單周期和自動循環(huán)操作方式，因此需要設置一個工作方式選擇開關SA1(手動、回原點、步進、單周期、自動循環(huán))，占5個輸入點，手動時設置一個運動選擇開關SA2(左，右、上，下、夾，松)，占5個輸入點，限位開關SQ1SQ4占4個輸入點，回原點按鈕SB啟動按鈕SB停止按鈕SB3占3個輸入點，共需l7個輸入點。輸出設備有電磁鐵1YA、2YA、3YA、4YA、5YA，共占5個輸出點。設原點指示燈1個，占1個輸出點。共需6個輸出點，其輸入輸出端子分配情況如表41所示。為了保證在緊急情況下（包括PLC發(fā)生故障時）能可靠地切斷PLC的負載電源，設置了交流接觸器KM。在運行時按下“負載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM的主接觸點接通，給外部負載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時用“緊急停車”按鈕斷開負載電源。 I/O分配輸入輸出下限位SQ1連續(xù)SA151YA上限位SQ2上升SA212YA右限位SQ3左行SA223YA左限位SQ4松開SA234YA手動SA11下行SA245YA回原點SA12右行SA25原點指示燈單步SA13夾緊SA26單周期SA14 在選擇PLC的型號時，輸入點和輸出點的多少應考慮工藝過程和控制要求變動對輸入點的需求，應考慮有15%的余量，所以選擇CPU 226 CN,這種機型有24個輸入點和16個輸出點，可以滿足本例要求。 PLC外部接線圖手動控制分為手動和回原點兩種操作。手動操作主要用于維修，用按鈕對機械手的每一個動作單獨進行控制，如選擇上，下運動時，按下啟動按鈕，機械手上升，按下停止按鈕，機械手下降。而機械手在最上、最左并且夾緊裝置松開時，系統(tǒng)處于原點狀態(tài)。按下回原點按鈕，機械手會自動返回至原點，即碰到左限和上限行程開關。自動操作分為步進、單周期和自動循環(huán)操作。把選擇開關旋在自動操作的三種位置之一上，則進行相應的自動操作。所有自動操作，機械手必須先回零點。在零點位置上，把選擇開關旋到“單步”位置，每按下一次步進按鈕，機械手就前進一個工序。在零點位置上，把選擇開關旋到“單周期” 位置，按下啟動按鈕，機械手就進行一次循環(huán)運行，并返回在原點停止。途中按下停止按鈕，其工作停止，再按下啟動按鈕，則繼續(xù)動作至原點后自動停止。在零點位置上，把選擇開關旋到“自動循環(huán)”位置，按下啟動按鈕，機械手就開始連續(xù)運行。途中按下停止按鈕，則運行至原點位置后停止。 PLC控制程序設計根據(jù)機械手的工作過程要求，確定各動作的先后順序和相互關系，得出機械手控制流程圖如圖45所示。PLC控制程序主要由手動操作和自動操作兩部分組成，自動操作程序包括步進操作，單周期操作和連續(xù)循環(huán)程序。圖45 機械手控制流程圖。PLC由STOP轉為RUN時。當機械手在原點時，將狀態(tài)S20置1這是第一步。按下啟動按鈕后，置位狀態(tài)S21，同時將原工作狀態(tài)S20清0，輸出繼電器Y02得電，Y10復位，原點指示燈熄滅，執(zhí)行下降動作。當下降到底碰到下限位開關時，X00接通，狀態(tài)轉到S22同時將狀態(tài)S21清0輸出電器Y02復位，Y05置1，于是機械手停止下降，執(zhí)行夾緊動作；定時器T1開始計時，接通T1常開觸點將狀態(tài)S23置1，同時將工作狀態(tài)S22清0，而輸出繼電器Y01得電，執(zhí)行上升動作。同時Y05也被置1，夾緊動作繼續(xù)執(zhí)行。當上升到上限位時，X01接通，狀態(tài)轉到S24，同時將狀態(tài)S23清0，Y01失電，不再上升，而Y03得電，執(zhí)行右行動作，當右行至右限位時，X02接通，Y03失電機械手停止右行，若此時X04接通，則狀態(tài)轉到S25，同時將狀態(tài)S24清0，而Y02再次得電，執(zhí)行下降動作，當下降到底碰到下限位開關時，X00接通，狀態(tài)轉移到S26同時將狀態(tài)S25清0，輸出繼電器Y02和Y05復位，于是機械手停止下降，執(zhí)行松開動作；定時器T2開始計時，接通T2常開觸點將狀態(tài)S27置1，同時將工作狀態(tài)S26清0，而輸出繼電器Y01再次得電，執(zhí)行上升動作。行至上限位置，X01接通，狀態(tài)轉移到S20，同時將狀態(tài)S27清0，Y01失電，停止上升，而Y04得電，執(zhí)行左行動作，到達左限位，X03接通，將狀態(tài)S20清0．如果此時為連續(xù)工作狀態(tài)，即狀態(tài)轉移回到S21，重復執(zhí)行自動程度，若為單周期操作方式，狀態(tài)轉移到S20，則機械手的停在原點。圖46 自動操作流程圖根據(jù)順序功能圖可以編寫梯形圖，如下第五章 總結與展望歷時幾個月的畢業(yè)設計即將結束了，在這段時間里，我學習到了很多東西，在工作的細心上也得到了提高。并且，更了解了有關可編程控制器的功能。我選擇這個設計，也是為了彌補以前學習上的不足。通過這次設計，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學到了很多寶貴的東西。本設計以系統(tǒng)的控制要求，綜合運用了PLC技術，利用PLC控制電磁閥線圈電源的通斷來控制氣路系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)相比，節(jié)省了大量的電氣元件，充分發(fā)揮了氣動技術和PLC技術的優(yōu)勢，較好地實現(xiàn)了自動吸放料機構的一連串動作。同時提高了生產(chǎn)的自動化程度和速度，減輕了工人的勞動強度，節(jié)約了人力資源，具有很強的實用性。系統(tǒng)還具有運行可靠、使用方便、抗干擾能力強、能經(jīng)受惡劣環(huán)境考驗等優(yōu)越性，因此PLC控制技術已成為氣動控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。由于氣壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等優(yōu)點。所以，氣動機械手被廣泛應用于汽車制造業(yè)、半導體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來越可能。氣動機械手、氣動控制越來越離不開PLC，而閥島技術的發(fā)展，又使PLC在氣動機械手、氣動控制中變得更加得心應手。氣動技術經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程，隨著氣動伺服技術走出實驗室，氣動技術及氣動機械手迎來了嶄新的春天。目前在世界形成了以日本、美國和歐盟氣動技術、氣動機械手三足鼎立的局面。我國對氣動技術和氣動機械手的研究與應用比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國自主研制的許多氣動機械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進步發(fā)揮著重要作用。隨著微電子技術的迅速發(fā)展和機械加工工藝水平的提高及現(xiàn)代控制理論的應用，為研究高性能的氣動機械手奠定了堅實的物質技術基礎。由于氣動機械手有結構簡單、易實現(xiàn)無級調速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等諸多獨特的優(yōu)點，可以預見，在不久的將來，氣動機械手將越來越廣泛地進人工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、生活等領域。參考文獻【1】 廖常初主編 . PLC編程及應用. 北京：機械工業(yè)出版社，2011【2】 姜繼海，宋錦春，高常識主編. 液壓與氣壓傳動（第二版）.北京：高等教育出 版社，2009【3】 濮良貴，紀名剛主編. 機械設計(第七版) .北京：高等教育出版社，2001【4】 孫桓，陳作模主編. 機械原理（第六版）. 北京：高等教育出版社，2001【5】 呂仲文主編. 機械創(chuàng)新設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2004【6】 胡成龍主編. PLC應用技術. 湖北：湖北長江出版社，2003