【正文】 3 前 言 大學(xué) 三 年的 專 科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合 運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用 PLC 的 技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用 。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展， PLC 的功能也越來(lái)越強(qiáng)大，更多地具有計(jì)算機(jī)的功能，所以又簡(jiǎn)稱 PC（ PROGRAMMABLE CONTROLLER），但是為了不和 PERSONAL COMPUTER 混淆，仍習(xí)慣稱為 PLC。本文主要通過(guò)氣動(dòng)機(jī)械臂的 PLC 控制來(lái)介紹PLC 的具體應(yīng)用，讓我們更熟悉 PLC，為今后學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。無(wú)論進(jìn)行時(shí)間控制還是控制或混合控制，都可以通過(guò)設(shè)置 plc 的程序?qū)崿F(xiàn)。 采用氣壓傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。阻力損失和泄露減少。 4 一 設(shè)計(jì)目 的及主要內(nèi)容 培養(yǎng) plc 設(shè)計(jì)能力； 擴(kuò)展知識(shí)結(jié)構(gòu)； 培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力； 是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。 機(jī)械手和 PLC類 I/O分配 擬 調(diào)試 二 氣動(dòng)機(jī)械手的操作要求及功能 氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作示意圖如圖 1 所示，氣動(dòng)機(jī)械手的功能是將工件從 A 處移送到 B處。機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工 作方式。 6 三 PLC 及機(jī)械手的選擇和論證 PLC PLC 簡(jiǎn)介 可編程控制器 （簡(jiǎn)稱 PLC）： 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 PLC 的結(jié)構(gòu)及基本配置 一般講， PLC 分為箱體式和模塊式兩種。對(duì)模塊式 PLC，有 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。 CPU： PLC 中的 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺(tái) PLC 至少有一個(gè) CPU。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。 存儲(chǔ)器： 可編程序控制器的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。 電源模塊：有些 PLC 中的電源，是與 CPU 模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。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。所以我們 采用日本三菱公司的 FX2N32MR 型 PLC(16 點(diǎn)輸入、 16 點(diǎn)輸出 )。性能規(guī)格： FX2N 性能規(guī)格運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法 通過(guò)儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn) I/O 控制方法 批次處理方法（當(dāng)執(zhí)行 END 指令時(shí)） I/O 指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間 基本指令： 應(yīng)用指令： 至幾百 微秒 ， 指令編程語(yǔ)言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進(jìn)梯形圖能生成 SFC 類型程序程式容量 8000 步內(nèi)置 。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于 機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。 1． 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動(dòng)作。 2．傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要由傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動(dòng)作，簡(jiǎn)單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實(shí)現(xiàn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動(dòng)作．動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手則要采 8 用可編程控制器、微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。此機(jī)械手易于操作，性能可靠。 9 四 硬件電 路設(shè)計(jì)及描述 操作方式 設(shè)備的操作方式一般可分為手動(dòng)和自動(dòng)兩大類，手動(dòng)操作方式主要用于設(shè)備的調(diào)整，自動(dòng)操作方式用于設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行。 回原點(diǎn)：按下回原點(diǎn)按鈕，使設(shè)備自動(dòng)回歸到原點(diǎn)位置。 單周期運(yùn)行：在原點(diǎn)位置時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)周期后停止原位；途中 按下停止按鈕，設(shè)備停止運(yùn)行；再按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，設(shè)備從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，直到原位停止。中途按下停止按鈕，設(shè)備運(yùn)行到原位停止。 其原理是： 把旋鈕置于回原點(diǎn)， X16 接通，系統(tǒng)自動(dòng)回原點(diǎn)， Y5 驅(qū)動(dòng)指示燈亮。之后，由于 X7 常閉觸點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行 CJ 指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)到 P1 所指的結(jié)束位置。 回原位程序 回原位程序如圖 4 所示。應(yīng)注意，當(dāng)用 S10~S19 作回零操作時(shí)，在最后狀態(tài)中在自我復(fù)位前應(yīng)使特殊繼電器 M8043 置 1。圖中上升 /下降，左移 /右移都有聯(lián)鎖和限位保護(hù)。當(dāng)機(jī)械臂處于原位時(shí)，按啟動(dòng) X0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S20，驅(qū)動(dòng)下降 Y0，當(dāng)?shù)竭_(dá)下限位使行程開關(guān) X1 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S21，而 S20 自動(dòng)復(fù)位。當(dāng) T0 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，驅(qū)動(dòng) Y2 上升，當(dāng)上升到達(dá)最高位， X2 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S23。 移到最右位， X3 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S24 下降。為了使電磁力完全失掉，延時(shí) 1 秒。上升到最高位，X2 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S27 左移。 在編寫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時(shí)注意各狀態(tài)元件只能使用一次，但它驅(qū)動(dòng)的線圈，卻可以使用多次，但兩者不能出現(xiàn)在連 續(xù)位置上。 機(jī)械臂傳送系統(tǒng)梯形圖 如圖 7 所示。從第 28 行到第 66 行，為手動(dòng)單步操作程序。這三部分程序（又稱為模塊）是圖 3 的操作系統(tǒng)運(yùn)行的。是用步進(jìn)順控方式編程。但兩者又有不同。而自動(dòng)操作程序能自動(dòng)返回初態(tài) S2。 因?yàn)槔碚撝R(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)遇到了不少問(wèn)題， 通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合 ， 進(jìn)一步提 高 觀察、分析和解決問(wèn)題的實(shí)際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才 。通過(guò)此次設(shè)計(jì)過(guò)程，鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用可編程控制器設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用 生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，為今后的學(xué)習(xí)和工作過(guò)程打下基礎(chǔ)。在大學(xué) 三 年時(shí)間里，導(dǎo)師為我創(chuàng)造了優(yōu)越的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)境，使我獲取寶貴理論知識(shí)同時(shí)又在實(shí)踐中不斷提高自己。 由衷感謝我的同學(xué)，他們對(duì)本論文的各種有益建議和幫助，使我的論文在討論中不斷獲得進(jìn)展。 最后，感謝曾經(jīng)幫助過(guò)我的所有老師，衷心地感謝為評(píng)閱本論文而付出寶貴時(shí)間和辛勤勞動(dòng)的老師和教授們 ! 19 六安 職業(yè) 技術(shù) 學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書 年 月 日 姓 名 專業(yè)和年級(jí) 學(xué)制 年 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目 一、 畢業(yè)論文課題綜述或畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （畢業(yè)論文課題從“本課題目前研究現(xiàn)狀” 、“目前存在的主要問(wèn)題” 、“本課題擬解決的主要問(wèn)題及意義”三個(gè)方面進(jìn)行綜述，字?jǐn)?shù)不少于 300 字；畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書從“設(shè) 計(jì)目的” 、“設(shè)計(jì)功能”及“功能實(shí)現(xiàn)方式”等三個(gè)方面撰寫。 23 六安 職業(yè) 技術(shù) 學(xué)院學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)審表 姓名 專業(yè)和年級(jí) 學(xué)制 年 題目 類別 內(nèi) 容 提 要 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指 導(dǎo) 過(guò) 程 及 檢 查 記 錄 第 1 次 時(shí)間及內(nèi)容： 第 2 次 時(shí)間及內(nèi)容： 第 3 次 時(shí)間及內(nèi)容： 實(shí)際操作測(cè)試 （此欄畢業(yè)論文可以不填） 評(píng) 語(yǔ) 初評(píng)成績(jī) 簽 字 時(shí) 間 年 月 日 24