【正文】 時，橫軸延伸限位，豎軸下降直到接近開關(guān)動作，手加緊旋轉(zhuǎn)，檢 測扭矩傳感器是否動作，如果不動作，接著轉(zhuǎn)，當動作時，電動機提起工件放在 C 位置，然后返回初始位置，等待命令是否連續(xù)進行；由開關(guān) K 的開通與斷開決定是否連續(xù)運轉(zhuǎn) 。10 ） % 中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 控制流程圖 機械手工作流程圖如下圖所示 。10Hz 正額定扭矩： 15KHz177。5% 總消耗電流： ＜ 130mA 頻率信號輸出： 5KHz— 15KHz 負額定扭矩： 5KHz177。3Ω 絕緣阻抗： 500MΩ 靜態(tài)超載： 120 % 斷裂負載： 200 % 使用溫度： 0 ～ 60℃ 儲存溫度： － 20 ～ 70℃ 電源電壓： +15V177。 S 零點溫飄： ＜ % F178。 S 回差： ＜ % F178。 S 重復性： ＜ 177。 mv / V 非線性： ＜ 177。 % F 178。10Hz 正額定扭矩： 15KHz177。5% 總消耗電流： ＜ 130mA 頻率信號輸出： 5KHz— 15KHz 負額定扭矩： 5KHz177。3Ω 絕緣阻抗： 500MΩ 靜態(tài)超載： 120 % 斷裂負載： 200 % 使用溫度： 0 ～ 60℃ 儲存溫度： － 20 ～ 70℃ 電源電壓： +15V177。 S 零點溫飄： ＜ % F178。 S 回差： ＜ % F178。 S 重復性： ＜ 177。 mv / V 非線性： ＜ 177。 % F 178。 北京昆瑞測控技術(shù)有限公司的 KR814型動態(tài)扭矩傳感器 扭矩傳感器具有單電源 24DCV供電，且具有 4— 20mA 標準模擬信號輸出，很 好的適應(yīng)了控制要求，本文將采用之，也是采用兩線制 。 中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁 廣泛，主要用于： 電動機 。Φ26179。 、 M22179。%FS℃ 補償溫度： 0~70℃ 安全過載： 150%FS 極限過載： 200%FS 響應(yīng)時間： 10 mS(上升到 90%FS) 負載電阻： 電流輸出型：最大 800Ω ；電壓輸出型：大于 50KΩ 絕緣電阻： 大于 2021MΩ (100VDC) 密封等級： IP65 長期穩(wěn)定性能： %FS/年 振動影響： 在機械振動頻率 20Hz～ 1000Hz內(nèi)，輸出變化小于 %FS 電氣接口 (信號接口 )： 緊線螺母 +四芯屏蔽線 機械連接 (螺紋接口 )： M14179。 量 程： 0～ ～ 50(MPa) 綜合 精度： %FS、 %FS 輸出信號： 模擬量 4～ 20mA(二線制 )、 0~4V,~,0～ 5V、 1～ 5V、 0～ 10V(三線制 ) 數(shù)字量輸出： RS485(modbus 協(xié)議 ) 供電電壓： 24DCV(12～ 36DCV) 介質(zhì)溫度： 20～ 85～ 150℃~500 ℃ 環(huán)境溫度： 常溫 (20～ 85℃) 零點溫漂移： ≤177。 廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制 。 316不銹鋼全封焊接，結(jié)構(gòu)小巧、緊湊，有良好的防 潮能力和優(yōu)異的介質(zhì)兼容性 。 直流電機選型 直流電動機具有控制精度高，操作簡單等優(yōu)點，在機械手臂的運行方面，本文采用北京華達和利科技有限公司的產(chǎn)品，型號： J60LYX01 技術(shù)參數(shù)： 表 直流電動機技術(shù)數(shù)據(jù) 中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 本文中需要 3 臺直流電動機 。 如果不能確定電機相線，最好用萬用表測一下 。 ST4HB05XA 這款驅(qū)動器設(shè)計了錯相保護功能，用戶在接錯線的情況下，驅(qū)動器不會損壞，此時電機運行不正常 。 建議直接采用交流電壓輸入，變壓器穩(wěn)定性比開關(guān)電源高，價格便宜 ,體積小 。 細分設(shè)置 開關(guān)位置： 1， 2， 3， 4 1 2 3 4 細分值 分辨率 1 2 3 4 細分值 分辨率 ON ON ON ON 整步 200步 /圈 OFF OFF OFF ON 500步 /圈 ON ON ON OFF 2 400步 /圈 OFF ON ON OFF 5 1000步 /圈 ON ON OFF ON 4 800步 /圈 OFF ON OFF ON 10 2021步 /圈 ON ON OFF OFF 8 1600步 /圈 OFF ON OFF OFF 20 4000步 /圈 ON OFF ON ON 16 3200步 /圈 OFF OFF ON ON 25 5000步 /圈 ON OFF ON OFF 32 6400步 /圈 OFF OFF ON OFF 40 8000步 /圈 ON OFF OFF ON 64 12800步 /圈 OFF OFF OFF ON 50 10000步 /圈 ON OFF OFF OFF 128 25600步 /圈 OFF OFF OFF OFF 100 20210步 /圈 電流設(shè)置 開關(guān)位置： 6， 7， 8 6 7 8 相電流 6 7 8 相電流 ON ON ON OFF ON ON ON ON OFF OFF ON OFF ON OFF ON OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF OFF 中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 自動半流設(shè)置 開關(guān)位置： 5 ON 全流（驅(qū)動器始終按設(shè)置的電 流供給電機） OFF 半流（當無脈沖信號輸入 2秒鐘后，驅(qū)動器自動半流輸出，減少電機發(fā)熱） 供電電源 ST4HB05XA 此款驅(qū)動器可以兩種電源輸入 。 FREE 脫機信號，內(nèi)部光耦導通時，驅(qū)動器切斷步進電機電流，使電機軸處于可自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài) 。 DIR 方向信號，電平高低變化控制電機正 /反轉(zhuǎn)運行 。52179。 就是發(fā)出 50 個脈沖，就可以了 。 一圈是 200 步，所以 90176。 外接一個 5V 的穩(wěn)壓 電源與輸入端相連接即可 。 步進電動機采用 86 系列兩相混合式步進電動機 。 表 PLC硬件配置 序號 名稱 型號 訂貨號 數(shù)量 槽號 1 電源模塊 PS307 5A 6ES7 3071EAOOOAAO 1 1 2 CPU模塊 CPU314 6ES7 3141AE040ABO 1 2 3 數(shù)字量輸入模塊 SM321 6ES7 3211BH000AA0 1 4 4 數(shù)字量輸出模塊 SM322 6ES7 3221HFO10AA0 1 5 5 模擬量輸入模塊 SM331AI2179。 230V 繼電器輸出，模擬量輸入采用 SM331AI2179。 CPU 模塊選擇 CPU31電源模塊選擇 PS307 5A、數(shù)字量輸入模塊選擇 SM321 16179。 根據(jù)控制要求，該系統(tǒng)既需要數(shù)字量控制，又需要模擬量控制，需要數(shù)字量輸入點 7個， 8 個數(shù)字量輸出點， 2 個模擬量輸入點， 1 個模擬量輸出點 。 導軌（固定各個模塊） PLC 硬件系統(tǒng)的配置、 PLC 的 I/O 配置 根據(jù)控制要求，確定系統(tǒng)需要的出入輸出信號，據(jù)此選擇組成 PLC 系統(tǒng)需要的硬件 。 輸出電流由 2A、 5A、 10A 3 種，在本例中，采用 PS 307 5A。 輸入測量范圍為 0～ 10V或 0～ 20mA，輸出范圍是 0～ 10V 或 0～ 20mA。 電壓的輸出范圍可調(diào)為 1～ 5V、 0～ 10V、 +10V～ 10；電流的中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 輸出范圍可調(diào)為 0～ 20mA、 4～ 20mA、 20～ 20mA。 輸出信號可為電壓和電流輸出 。 12 位、 AO4179。 12 位、 AO4179。 下面是它的接線圖： 中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 圖 模擬量輸入接線 圖 SM332模塊實物圖 SM322模擬量輸出模塊用于將 S7300系列 PLC的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所需要的模擬量信號，以控制模擬量調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機械，或者作為其他設(shè)備的模擬量的給定信號，其核心部件位 D/A 轉(zhuǎn)換器 。 SM331 模擬量輸入模塊主要用于連接電壓和電流傳感器、熱電偶、電阻器和電阻式溫度計，然后將控制過程中的模擬信號轉(zhuǎn)化為 S7300 系列 PLC 內(nèi)部處理的數(shù)字信號 。 SM323數(shù)字量輸入輸出模塊是在一塊模塊上同時具備輸入點和輸出點的信號模塊 。 輸入電路與輸出電路通過光耦合器與背板相連，輸 出電路為晶體管型，有電子短路保護功能 。 這兩種模型的輸入輸出特性相同 。 負載電壓等級有 24VDC、 48～ 125V（ DC）、 120V（ AC）、 120V/230V（ AC）等 。 輸入模塊的輸入點通常要分成若干組，每組在模塊內(nèi)部有其公共端，選型時要考慮外部開關(guān)信號的電壓等級和形式，不同電壓等級的信號必須分配在不同的組 。 圖 CPU314模塊實物 輸入輸出模塊 數(shù)字量輸入模塊 SM321 有四種型號模塊可供選擇，即直流 16 點輸入，直流 32 點輸入、交流 16 點輸入、交流 8 點輸入 。 作為中央處理單元，用于輸入信號狀態(tài)，處理控制程序及控制信 號的輸出，該模塊具有豐富的邏輯運算指令和算術(shù)功能，可以滿足對處理速度有快速要求的場合 。 當控制速度要求較高、輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入 /輸出點的形式，最好采用晶體管形式輸出 。 進行 PLC 選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修、備件的通用性 。 總之， PLC 應(yīng)用面廣，功能強大，使用方便，已經(jīng)成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一，在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 。 大中型 PLC 都配有 PID 模塊和 A/D、 D/A 模塊，可實現(xiàn)單回路、多回路的可調(diào)節(jié)控制 。 ??用于機器人或機械手控制 。 ??用于機械加工的數(shù)字控制 。 PLC 應(yīng)用大致可以分為以下幾種類型： ??用于開關(guān)邏輯控制 。 的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC 廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、石油、化工、電力機械制造等行業(yè)中 。 外設(shè)口服務(wù)： 在外設(shè)口服務(wù)階段 ,完成與外設(shè)口連接的外圍設(shè)備如編程器或通信適配器的通信處理 。 掃描周期的運算： 在掃描周期的計算階段 ,若預先設(shè)定了掃描周期的值 ,則進入等待 ,直至達到該設(shè)定值時掃描再往下進行若掃描周期設(shè)為不定時 ,則要進行掃描周期的計算 。 在執(zhí)行用戶程序過程中 ,根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進行邏輯運算 ,運算結(jié)果再寫入元件映像寄存器中 。 在此后的一個掃描周期中 ,盡管 PLC 輸 入端的狀態(tài)可能發(fā)生過變化 ,但輸入映像寄存器中的數(shù)據(jù)也保持不變 。 PLC 在執(zhí)行用戶程序時所需的外部輸入信息 ,不是直接從輸入端讀取的 ,而是從輸入映像寄存器中讀取的 。 輸入映像寄存器存儲著輸中國礦業(yè)大 學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 入繼電器的通斷狀態(tài) ,輸入繼電器接通為 1,斷開為 0。 若屬于一般性故障 ,則只報警 ,但不需要停機 ,可等待處理 。 公共處理： 在公共處理階段 ,要進行復位監(jiān)視定時器、硬件檢查、用戶內(nèi)存檢查等操作 。 完成一次掃描所用的時間稱為掃描周期 。 的工作原理 PLC 一般采用循環(huán)掃描的工作方式 。 另外，為了提高 PLC 的操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，還配備了多種通信聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等 。 因此， PLC 除了具有計算機的基本部分（如 CPU、存儲器等）以外，還有豐富的 I/O接口模塊 。 4） 縮短設(shè)計、施工、投產(chǎn)的周期，容易維護 目前， PLC 產(chǎn)品朝著標準化，系列化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選擇相應(yīng)的模塊進行組合設(shè)計即可；同時用軟件編程代替了硬件設(shè)計的硬連線，大大減輕了接線工作； PLC 還具有故障檢測檢測和顯示功能，使故障處理