plc(可編程邏輯控制器)在機(jī)械手控制系統(tǒng)中應(yīng)用分析畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-25 14:28本頁(yè)面
【正文】 組件，它是基于WindowsNT/2000平臺(tái)上的功能強(qiáng)大的自動(dòng)化監(jiān)視與控制的軟件解決方案。通過(guò)6個(gè)按鈕，即上升按鈕、下降按鈕、左移按鈕、右移按鈕、夾緊按鈕、放松按鈕，來(lái)完成對(duì)機(jī)械手手動(dòng)控制。控制子程序如圖45所示。圖44自動(dòng)方式下單周期控制子程序(4) 自動(dòng)方式下連續(xù)控制子程序當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)撥到連續(xù)控制位置時(shí)，進(jìn)入連續(xù)控制子程序，完成機(jī)械手一個(gè)周期接一個(gè)周期循環(huán)地連續(xù)動(dòng)作。當(dāng)需要停止操作時(shí)。機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期地連續(xù)操作，再回到原點(diǎn)后自動(dòng)停止。自動(dòng)方式下步進(jìn)控制子程序如圖43所示。然后進(jìn)入夾緊動(dòng)作的操作，其分析同下降操作。由啟動(dòng)操作按鈕來(lái)完成，由停止按鈕來(lái)完成。當(dāng)緊急情況解除后，再按一下急停按鈕復(fù)位，線圈又通電，系統(tǒng)恢復(fù)正常。另外，為了保證在緊急情況下能及時(shí)停車，此按鈕為手動(dòng)復(fù)位常閉按鈕。只要這些繼電器中一個(gè)有信號(hào)都能使相應(yīng)的線圈帶電，進(jìn)而使機(jī)械手執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。、單周期控制、連續(xù)控制。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械手自動(dòng)/手動(dòng)方式的切換，不對(duì)其動(dòng)作時(shí)為手動(dòng)操作，按下時(shí)為自動(dòng)操作。圖41 機(jī)械手動(dòng)作的流程圖 機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計(jì)(1) 機(jī)械手控制系統(tǒng)主程序機(jī)械手控制系統(tǒng)主程序主要有4個(gè)子程序組成，即自動(dòng)方式步進(jìn)控制子程序、自動(dòng)方式單周期控制子程序、自動(dòng)方式連續(xù)控制子程序、手動(dòng)控制子程序。一個(gè)良好的軟件設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)者控制程序的深刻理解和把握，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者豐富的軟件設(shè)計(jì)技巧和方法。軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)要求將系統(tǒng)流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用最關(guān)鍵的問(wèn)題。所以繪制出系統(tǒng)流程圖是非常關(guān)鍵也是程序設(shè)計(jì)首先要做的任務(wù)。 系統(tǒng)的程序流程圖系統(tǒng)流程圖是PLC程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。由此可知，該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用了基本程序中的順序結(jié)構(gòu)和模塊化程序來(lái)編寫系統(tǒng)軟件。因此，每種工作方式下機(jī)械手的動(dòng)作選用順序機(jī)構(gòu)控制。程序設(shè)計(jì)時(shí)常采用這種設(shè)計(jì)思想，因?yàn)楦髂K具有相對(duì)獨(dú)立性，相互連接關(guān)系簡(jiǎn)單，程序易于調(diào)試修改，特別是用于復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過(guò)程。模塊化程序：把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確控制任務(wù)的程序模塊，分別對(duì)其編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序?；境绦颍杭瓤梢宰鳛楠?dú)立程序控制簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝過(guò)程，也可以作為組合中的單元程序。當(dāng)緊急情況解除后，再按一下急停按鈕，線圈通電，系統(tǒng)恢復(fù)正常。另外，為了保證在緊急情況下能及時(shí)停車。自動(dòng)工作方式下啟動(dòng)后，再設(shè)置相應(yīng)運(yùn)行模式即自動(dòng)方式下步進(jìn)操作、自動(dòng)方式下單周期操作或自動(dòng)方式下連續(xù)操作。由表31分析可以得出，該系統(tǒng)共有18輸入/6輸出。表31 輸入/輸出地址分配表輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn)端子編號(hào)作 用端子編號(hào)作 用自動(dòng)方式下啟動(dòng)電磁閥下降線圈下限位開(kāi)關(guān)電磁閥上升線圈上限位開(kāi)關(guān)夾緊電磁閥線圈右限位開(kāi)關(guān)電磁閥右移線圈左限位開(kāi)關(guān)電磁閥左移線圈工件檢測(cè)開(kāi)關(guān)機(jī)械手原點(diǎn)指示自動(dòng)方式下停止手動(dòng)/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)自動(dòng)方式下步進(jìn)操作自動(dòng)方式單周期操作自動(dòng)方式下連續(xù)操作手動(dòng)上升操作手動(dòng)下降操作手動(dòng)右移操作手動(dòng)左移操作手動(dòng)夾緊操作手動(dòng)放松操作急停按鈕注：急停按鈕選用手動(dòng)復(fù)位按鈕，即按一下按鈕不會(huì)彈起。 輸入/輸出端子地址分配機(jī)械手控制系統(tǒng)共用了18個(gè)輸入量，6個(gè)輸出量。根據(jù)PLC選型I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量要有一定的冗余量以及通信能力較強(qiáng)的要求，本課題控制主機(jī)類型選擇德國(guó)西門子公司的S7200 CPU226[10]。再考慮冗余的設(shè)計(jì)要求，I/O點(diǎn)需要10%的冗余量。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能[9]。可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)[8]。所以本課題機(jī)械手控制系統(tǒng)的PLC選用西門子S7200類型[7]。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 S7200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比。3 機(jī)械手控制系統(tǒng)的PLC控制的硬件設(shè)計(jì)西門子的SIMATIC S7200系列PLC是一類小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。包括手動(dòng)/自動(dòng)方式選擇、手動(dòng)方式的操作按鈕、自動(dòng)方式中的三種操作方式選擇和操作按鈕。 操作面板布置圖23是可編程控制器控制面板布置圖。連續(xù)操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開(kāi)始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。(2) 自動(dòng)操作方式步進(jìn)操作：每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。當(dāng)選擇左/右運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別由左移/右移按鈕控制。(1) 手動(dòng)操作方式手動(dòng)操作方式是用按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。機(jī)械手的操作方式分為手動(dòng)操作方式和自動(dòng)操作方式。左移到位時(shí)，碰到左限位開(kāi)關(guān)，左移電磁閥斷電，停止左移。上升到位時(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān)，上升電磁閥斷電，停止上升。同時(shí)夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。若此時(shí)工作臺(tái)上無(wú)工件，則光電開(kāi)關(guān)接通，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。同時(shí)接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。從原點(diǎn)開(kāi)始，按下啟動(dòng)按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降；下降到位時(shí)，碰到下限位開(kāi)關(guān)，下降電磁閥斷電，停止下降。也就是說(shuō)，在上一次搬運(yùn)到右工作臺(tái)的工件尚未搬走時(shí)，機(jī)械手應(yīng)該自動(dòng)停止下降，用光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)。當(dāng)該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊，當(dāng)該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放松。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；當(dāng)下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手停止下降。機(jī)械手的全部動(dòng)作可由氣缸驅(qū)動(dòng)，氣缸由相應(yīng)的電磁閥來(lái)控制，電磁閥由PLC控制。 機(jī)械手控制的基本工藝和控制要求圖21 機(jī)械手動(dòng)作示意圖機(jī)械手動(dòng)作示意圖如圖21所示。而PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠、使用維修方便、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)越性，成為目前在機(jī)械手控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。
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