【正文】 謝謝你們，我所有的老師與同學(xué)。同時(shí)感謝 我的 同學(xué)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程其中對 我莫大的鼓勵(lì)。一股暖意細(xì)水長流，源自內(nèi)心而又沐潤全身，微言寸語豈能祥訴感激之情，只好銘記心中，唯有虔誠的祝福導(dǎo)師合家歡樂，一生平安。置身 厲 老師的指導(dǎo)過程中，不僅我的思想觀念煥然一新，也改善了我的思考方式，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。 緊張充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，大學(xué)三年的生活也到了尾聲。雖然收集了大量的資料，但在實(shí)際應(yīng)用中卻有很多差異，出現(xiàn)了許多意想不到的問題。系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)是一項(xiàng)既復(fù)雜又辛苦的工作，同時(shí)也是一個(gè)充滿樂趣的過程，在設(shè)計(jì)過程中，要邊學(xué)習(xí)，邊實(shí)踐，遇到新的問題就不斷探索和努力直到問題得到解決。在這個(gè)過程中，我對利用可編程控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)有了深刻的認(rèn)識，對機(jī)械手的 工作原理有了進(jìn)一步的掌握，對控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)有了切身的認(rèn)識和深刻的體會(huì)，并在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程中增長了知識、豐富了經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且只要修改控制程序，就可以讓機(jī)械手作出不同的動(dòng)作，控制的柔性很好。同時(shí)也是對我們學(xué)業(yè)的考核使我們的學(xué)業(yè)得以圓滿結(jié)束。 跳步、重復(fù)和循環(huán)序列 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 34 在實(shí)際控制系統(tǒng)中，功能表圖中往往不是單一地含有上述某一種系列，而經(jīng)常是上述各種序列結(jié)構(gòu)的組合。直到轉(zhuǎn)換條件 d 成立，重復(fù)結(jié)束，轉(zhuǎn)入步 7。 如下圖（ a）所示為跳步序列，當(dāng)步 3 為活動(dòng)步時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件 c 成立，則跳過步 4和步 5 直接進(jìn)入步 6。 （ 5）跳步、重復(fù)和循環(huán)序列 除以上單序列、選擇序列、并行序列和子步四種基本結(jié)構(gòu)外，在實(shí)際系統(tǒng)中經(jīng)常使用跳步、重復(fù)和循環(huán)序列等特殊序列。這種采用子步的結(jié)構(gòu)形式，邏輯性強(qiáng)，思路清晰，可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。因此，設(shè)計(jì)時(shí)只要先畫出簡單的描述整個(gè)系統(tǒng)的總功能表圖，然后再進(jìn)一步畫出更詳細(xì)的子功能表圖。功能表圖中步 5 包含了 、 、 、 四個(gè)子步。 所謂子步的結(jié)構(gòu)是指在功能表圖中，某一步包含著一系列子部和轉(zhuǎn)換。下圖（ b）所示為并列序列的吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 32 合并，當(dāng)直接在雙線上的所有前級步 9 都為活動(dòng)步時(shí)，轉(zhuǎn)換條件 d 成立，才能使轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)，即步 10 變?yōu)榛顒?dòng)步，而步 9 均變?yōu)椴换顒?dòng)步。如果步 3 為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件 c 也成立，則 8 三步同時(shí)變成活動(dòng)步，而步 3 變?yōu)椴换?動(dòng)。下圖（ a）所示為并列序列的分支，它是指當(dāng)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)后將同時(shí)使多個(gè)續(xù)步激活。 （ 3）并列序列結(jié)構(gòu) 并列序列也有開始與結(jié)束之分。 如下圖 所示為選擇序列的合并。 選擇序列的合并是指幾個(gè)選擇分支合并到一個(gè)公共上。假設(shè)步 4 為活動(dòng)步，如果轉(zhuǎn)換條件 a 成立，則步 4 向步5 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換；如果轉(zhuǎn)換條件 b 成立，則步 4 向步 7 轉(zhuǎn)換；如果轉(zhuǎn)換條件 c 成立，則步 4向步 9 轉(zhuǎn)換。分支中表示轉(zhuǎn)換的短劃線只能標(biāo)在水平線之下。 （ 2）選擇序列結(jié)構(gòu) 選擇序列有開始和結(jié) 束之分。 （ 1）單序列結(jié)構(gòu) 功能表圖的單序列結(jié)構(gòu)形式最為簡單，它由一系列按順序排列、相繼激活的步組成。 當(dāng)同時(shí)具備以上兩個(gè)條件時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)步的轉(zhuǎn)換，即所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)，而所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前幾步都變?yōu)椴换顒?dòng)。 轉(zhuǎn)換條件 和 ，分別表示當(dāng)二進(jìn)制邏輯信號 為“ 1”和“ 0”狀態(tài)時(shí)條件成立；轉(zhuǎn)換條件 和 分別表示的是，當(dāng) 從“ 0”（斷開）到“ 1”（接通）和從“ 1”到“ 0”狀態(tài)條件成立。轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題。轉(zhuǎn)換 是用與有向連線垂直的短劃線來表示。如果不是上述方向，應(yīng)在有向連線上用箭頭注明方向。步的活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)展是按有向連線規(guī)定的路線進(jìn)行。一般保持型的動(dòng)作在功能表圖中應(yīng)該用文字或助記符標(biāo)注，而非保持型動(dòng)作不要標(biāo)注。但應(yīng)注意表明動(dòng)作是保持型還是非保持吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 30 型的。如果某一步有幾個(gè)動(dòng)作，可用下圖中的兩種畫法來表示，但并不隱含這些動(dòng)作間的任何順序。 所謂“動(dòng)作”是指某步活動(dòng)時(shí)， PLC 向被控系統(tǒng)發(fā)出的命令，或被控系統(tǒng)應(yīng)該執(zhí)行的動(dòng)作。當(dāng)系統(tǒng)正工作于某一步時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱為“活動(dòng)步”。如下圖所示各步的編號為 nn、 n+1。步在功能表圖中用矩形框表示。它主要是由步、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、有向連線和吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 29 動(dòng)作等要素組成。我國于 1986 年也頒布了功能圖的國家標(biāo)準(zhǔn)（ —— 86）。它直接決定用戶設(shè)計(jì)的 PLC 程序的質(zhì)量。 功能表圖是設(shè)計(jì)順序控制程序的有力工具。它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特征的一種徒刑。有關(guān)編程方式建在下一 節(jié) 中介紹。繪制功能表圖的具體方法將在下面介紹。如： A1*A B1+B2。 如上圖“步的劃分方法二”所示，滑臺(tái)由停止（原位）轉(zhuǎn)為快進(jìn)，其轉(zhuǎn)換條件是按下起動(dòng)按鈕 SB1（即 SB1 的動(dòng)合觸點(diǎn)接通）；由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的轉(zhuǎn)換條件是行程開關(guān) SQ2 動(dòng)作；由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快進(jìn)的轉(zhuǎn)換條件是終點(diǎn)行程開關(guān) SQ3 動(dòng)作；由快退轉(zhuǎn)為停止（原位）的轉(zhuǎn)換條件是原位行程開關(guān) SQ1 動(dòng)作。轉(zhuǎn)換條件是使系統(tǒng)從當(dāng)前步進(jìn)入下一步的條件。 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 總之，步的劃分應(yīng)以 PLC 輸出量狀態(tài)的變化來劃分，因?yàn)槲覀兪菫榱嗽O(shè)計(jì) PLC 控制的程序，所以 PLC 輸出狀態(tài)沒有變化時(shí)，就不存在程序的變化。但這些狀態(tài)的改變都必須是由 PLC 輸出量的變化引起的，否則就不能這樣劃分。如下圖所示，初始狀態(tài)是停在原位不動(dòng)，當(dāng)?shù)玫狡饎?dòng)信號后開始快進(jìn)，快進(jìn)到加工位置轉(zhuǎn)為工進(jìn)，到達(dá)終點(diǎn)加工結(jié)束又轉(zhuǎn)為快退，快退到原位停止，又回到初始狀態(tài)。在每一步內(nèi) PLC 各輸出量狀態(tài)均保持不變。步是根據(jù) PLC 輸出量的狀 態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來的步進(jìn)入新的步。若自動(dòng)工作狀態(tài)解除，則應(yīng)將工作方式選擇開關(guān)放至“單步操作”位置。 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 專科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 圖 機(jī)械手自動(dòng)工作梯形圖 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 繪制機(jī)械手 PLC 將控制梯形圖 將從初始化開始的一系 列梯形圖，按照總體構(gòu)成圖的形式作何在一起，得到機(jī)械手PLC 控制的梯形圖，如下圖所示。初始狀態(tài)在圖中用雙線框表示。這種控制過程用繼電器符號程序很難實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)。在夾持輸出 Y431 置位后，保持夾持，直到夾持輸出復(fù)位松開。 T450 接通后，轉(zhuǎn)化為第一次上升。自下限位置時(shí)， X401 接通，轉(zhuǎn)化為“夾持”過程。表明了各工步的實(shí)現(xiàn)以及各工步的轉(zhuǎn)換條件。返回原位梯形圖如下圖。單步操作是梯形圖如下圖。 D 單步操作梯形圖 手動(dòng)操作方式由于不需要任何復(fù)雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方法來設(shè)計(jì)梯形圖。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖如下。在手動(dòng)方式解除之后，按下啟動(dòng)按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除， M574 復(fù)位。但每按下吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 專科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 一次啟動(dòng)按鈕時(shí)， M574 斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，從現(xiàn)行工序重新開始工作， M574 應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。 圖 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動(dòng)梯形圖 C 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖：激活特殊輔助繼電器 M574，并用步進(jìn)指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時(shí)，狀態(tài)器的自動(dòng)轉(zhuǎn)換就被禁止。另一方面，采用 M100 檢查機(jī)器是否處于原位。 B 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動(dòng)：若機(jī)械手工作在自動(dòng)工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器 S600 被置位后，按下啟動(dòng)按鈕，輔助繼電器 M575 工作，狀態(tài)器的狀態(tài) 可以一步步向下傳遞，即可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在“單步操作”（ X500 接通）時(shí)， S600 復(fù)位。 圖 機(jī)械手 PLC 控制梯形圖總體構(gòu)成 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 （ 2） 各部分梯形圖的設(shè)計(jì) 通用部分梯形圖設(shè)計(jì) A 狀態(tài)器的初始化：初始狀態(tài)器 S600 在手動(dòng)方式下被置位、復(fù)位。 “自動(dòng)”方式時(shí)，應(yīng)執(zhí)行“自動(dòng)”程序，故梯形圖的總體構(gòu)成如下圖所示。 梯形圖設(shè)計(jì) 機(jī)械手的控制屬順序控制，采用步進(jìn)指令，根據(jù)說明機(jī)器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形，很吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2021屆 ?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 容易進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 圖 機(jī)械手 PC 輸入 /輸出端子的分配 (4).方案選擇 考慮到機(jī)械手在工作時(shí)間時(shí)可能發(fā)生誤動(dòng)作行程開關(guān)而引起的不安全動(dòng)作，各個(gè)輸入開關(guān)信號只能在規(guī)定的狀態(tài)發(fā)生作用，例如， SQ1 的閉合信號只能當(dāng)機(jī)械手位于原位而且按下 SB2 后或從原位右移到右位后才能起作用，其他狀態(tài)時(shí) SQ1 不起作用。 指令總條數(shù) =（ 10—— 20） *（輸入點(diǎn)數(shù) +輸出點(diǎn)數(shù)） 本例中指令總條數(shù)為（ 10—— 20） *（ 6+5） =110—— 220 條。 (2).估算 PC 內(nèi)存總數(shù) 選取 PC 類型， PC 內(nèi)存總數(shù)取決于程序指令總條數(shù)。 I/O 地址分配 I/O 地址分配如表所示 I/O 地址分配一覽表 輸入： 輸出： X0 橫軸正限位 Y0 橫軸脈沖 X1 豎軸正限位 Y1 豎軸脈沖 X2 橫軸反限位 Y2 橫軸方向 X3 豎軸反限位 Y3 豎軸方向 X4 旋轉(zhuǎn)