基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-21 00:51 本頁面
【正文】 這次報(bào)告的設(shè)計(jì)，讓我們熟悉了PLC基本編程技巧，順利完成PLC程序調(diào)試，同時(shí)我們也掌握了科研報(bào)告的格式，非常感謝老師。在此，我對那些曾經(jīng)或正在幫助我、支持我的老師、家人、同學(xué)和朋友表示衷心的感謝!首先我衷心地感謝我的指導(dǎo)老師們。機(jī)械手的初始位置在原位，按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手依次完成：下降→夾緊→上升→右移→下降→放松→上升→左移八個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手一個(gè)周期的動(dòng)作。自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)并且必將繼續(xù)深入人類的每一個(gè)領(lǐng)域，并將我們帶人更新的生活空間。不需要手動(dòng)設(shè)定和區(qū)分地址；cxone軟件的CPU從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn)PLC與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。雖然一些高檔的PLC還具有與計(jì)算機(jī)兼容的C語言、BASIC語言、專用的高級語言，還有用布爾邏輯語言、通用計(jì)算機(jī)兼容的匯編語言等。它包括各類畫面的操作顯示程序。編程語言一般采用高級語言或匯編語言。 開關(guān)量邏輯控制程序。它由許多獨(dú)立的程序組成，各自完成包括輸入、輸出、特殊運(yùn)算等不同的功能。 系統(tǒng)管理程序的主要功能 1）時(shí)間分配的運(yùn)行管理，即實(shí)現(xiàn)PL C輸入、輸出運(yùn)算，自檢及提供通信時(shí)序 2）存儲空間的額分配管理，即生成用戶環(huán)境，規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址，將用戶使用的數(shù)據(jù)參數(shù)存儲地址轉(zhuǎn)化為實(shí)際的數(shù)據(jù)格式及物理存儲地址 3）系統(tǒng)的自檢程序，即對系統(tǒng)進(jìn)行出錯(cuò)檢驗(yàn)、用戶程序語法檢驗(yàn)、句法檢驗(yàn)、警戒時(shí)鐘運(yùn)行等。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。Logic2）輸出信號PLC的輸出用于控制機(jī)械手的下降YV上升YV右移YV左移YV加緊YV放松YV2，共需要5個(gè)輸出點(diǎn)。為了使動(dòng)作準(zhǔn)確，機(jī)械手上安裝了限位開關(guān)SQSQSQSQ4，分別對機(jī)械手進(jìn)行下降、上升、右行、左行等動(dòng)作的限位。對所設(shè)計(jì)的PLC程序進(jìn)行調(diào)試和修改,直至PLC完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。分配輸入、輸出設(shè)備,即確定哪些外圍設(shè)備是送信號給PLC的,哪些外圍設(shè)備接收來自PLC的信號的,同時(shí)還要將PLC的輸入、輸出點(diǎn)與之一一對應(yīng),對I/O進(jìn)行分配。本項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)的機(jī)械手模型可歸為第一類，即通用機(jī)械手。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī)。 機(jī)械手的分類和選擇機(jī)械手一般分為三類。PLC的選擇PLC是存儲控制的一種裝置，其控制功能是通過存放在存儲其內(nèi)的程序來實(shí)現(xiàn)的，若需要對控制要求做修改的話，只需改變內(nèi)部的程序便可，使硬件軟件化，因此它在工業(yè)控制中的地位越來越高，它具有以下特點(diǎn)：可靠性高，編程簡單易學(xué)，通用性強(qiáng)，使用方便，系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，對生產(chǎn)改變適應(yīng)性強(qiáng)，安裝簡單，調(diào)試方便，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。 PLC的類型 PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。存儲器：可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。CPU：PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個(gè)CPU。 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置 圖21 PLC基本結(jié)構(gòu)圖一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。國產(chǎn)PLC從技術(shù)方面來講，差距已逐步縮小，市場方面則要一點(diǎn)一點(diǎn)去爭，相信國產(chǎn)PLC憑借其自身的技術(shù)實(shí)力和本地化的技術(shù)服務(wù)能力以一個(gè)合格的挑戰(zhàn)者身份與國際品牌同場競技。國內(nèi)PLC廠家近年來發(fā)展較快，目前有幾家國產(chǎn)PLC廠商則是齊頭并進(jìn)，但大多規(guī)模不大。美國IPM公司的IP1612系列機(jī)，由于自帶模擬量控制功能，自帶通訊口，集成度又非常之高，雖點(diǎn)數(shù)不多，僅16入，12出，但性價(jià)比還是高的，很適合于系統(tǒng)不大，但又有模擬量需控制的場合。另外，它也有微型PLC，有ControLgix系列和SLC－500系列。其中E984－785可安31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，總控制規(guī)?？蛇_(dá)63535點(diǎn)。另外，還有中型機(jī)90－30系列，其型號有343332321多種；還有90－20系列小型機(jī)，型號為211。據(jù)介紹。NS系列為模塊式。日本東芝公司也生產(chǎn)PLC，其EX小型機(jī)及EX－PLUS小型機(jī)在國內(nèi)也用得很多。其I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/16/124/16及40/24。日本三菱公司的PLC也是較早推到我國來的。135U、155U為大型機(jī)，控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)6000多點(diǎn)，模擬量可達(dá)300多路。較有影響的，在中國市場占有較大份額的公司有：10:44:14 按生產(chǎn)廠家分這種結(jié)構(gòu)比底板式的復(fù)雜，但更牢靠。這既浪費(fèi)，又多占空間，還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。②有底板，所有模塊都固定在底板上。①無底板，靠模塊間接口直接相聯(lián)，然后再固定到相應(yīng)導(dǎo)軌上。如同樣OMRON公司C20系列PLC，H機(jī)的CPU單元就含有電源，而Ha機(jī)則把電源分出，有單獨(dú)的電源模塊。模塊式的PLC是按功能分成若干模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。一個(gè)主機(jī)箱體就是一臺完整的PLC，就可用以實(shí)現(xiàn)控制。如OMRON公司，原來小型機(jī)都是箱體式，現(xiàn)在的CQM1則為模塊式的。 按結(jié)構(gòu)劃分以上這種劃分是不嚴(yán)格的，只是大致的，目的是便于系統(tǒng)的配置及使用。西門子的SS－115U－CPU945，其開關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k，另外還可有512路模擬量。大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如德維森公司的PPC11系列可擴(kuò)展到1024點(diǎn)，OMRON公司C200H機(jī)普通配置最多可達(dá)700多點(diǎn)，C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國西門子公司的S7200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。依這個(gè)點(diǎn)數(shù)，PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、超大型機(jī)。但主要以開關(guān)量計(jì)。由于此明確指定采用PLC可編程控制器控制實(shí)現(xiàn)，所以，不用我們?nèi)タ紤]控制硬件方案，只是要對PLC進(jìn)行比較選擇。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢。二十世紀(jì)四十年代后期，美國在原子能實(shí)驗(yàn)中，首先采用機(jī)械手搬運(yùn)放射性材料，人在安全間操縱機(jī)械手進(jìn)行各種操作和實(shí)驗(yàn)。歐洲PLC產(chǎn)品主要制造商有德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司。目前，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC已由最初一位機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的以16位和32位微處理器
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