【正文】 升、下降和左轉、右轉的執(zhí)行，分別由雙線圈二位電磁閥控制氣缸的運動控制。當上升電磁閥通電時，機械手上升。夾緊 /放松則是由單線圈的兩位電磁閥控制氣缸的運動來實現(xiàn)的，線圈通電時執(zhí)行夾緊動作，斷電時執(zhí)行放松動作。由于上下運動，左右轉動采用雙線圈兩位電磁閥控制，兩線圈不能同時通電，因此在上 /下、左 /右運 動的電路中需要設置互鎖環(huán)節(jié)。光電開關 PS 負責檢測傳送帶 A 上的工件是否到位，到位后機械手開始動作。 ，設手動、自動兩種控制方式，手動時可完成手臂上升和下降、左移和右移、手爪的抓緊和放松等功能。 方案選擇及系統(tǒng)配置 根據(jù)以上控制要求，制定以下控制方案。系統(tǒng)框圖如圖 35 所示 圖 35 系統(tǒng)框圖 右轉限位開關 停止按鈕 啟動按鈕 物品檢測開關 下降限位開關 夾放檢測開關 上升限位開關 左轉限位開關 P L C 上升電磁閥 夾放電磁閥 右轉電磁閥 左轉電磁閥 檔位選擇按鈕 下降電磁閥 繼電器 繼電器 繼電器 繼電器 繼電器 繼電器 傳送帶啟動信號 九江學院學士學位論文 17 PLC 的硬件設計 PLC 的選型 目前，世界上有 200 多個廠家生產(chǎn)可 編程控制器產(chǎn)品，比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家主要有美國的 AB、通用（ GE）、日本的三菱（ MITSBISHI）、歐姆龍（ OMRON）、德國的西門子（ SIMENS）、法國的 TE、韓國的三星（ SUMSUNG）、 LG 等。 S7– 200 系列 PLC 是西門子公司生產(chǎn)的一種小型 PLC，其許多功能達到大、中型 PLC 的水平，而價格卻和小型 PLC的一樣，因此它一經(jīng)推出，即受到了廣泛的關注。同時它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設計時更加簡單，其速度快，具有極強的通信能力，幾乎可以完成任何功能的控制任務。 當 CPU 的 I/O 點數(shù)不夠用或需要進行特殊功能的控制時，就要進行 I/O 的擴展。不同的 CPU 有不同的擴展規(guī)范，它主要受CPU 的功能限制。 輸出擴展模塊 EM222 有三種： 8 點 DC 晶體管輸出、 8 點 AC 輸出、 8 點繼電器輸出。 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 18 本次設計中共 18 個輸入量，共 8 個輸出量，共計 26 點，因此選用了采用 西門子CPU226CN AC/DC 繼電器型 PLC， CPU226CN 具有 24 點輸入 /16 點輸出， I/O 點數(shù)共計 40 點，它可以有七個擴展模塊，有 內(nèi)置時鐘，它有更強的模擬量和高速計數(shù)的處理能力。 圖 36 PLC 的 I/O 配置表 編號 意義 備注 原點標志 on 有效 轉換允許標志 on 有效 連續(xù)標志 on 有效 傳送帶啟動與自動右轉標志 on 有效 傳送帶 A 啟動標志 on 有效 九江學院學士學位論文 19 自動下降標志 on 有效 自動夾緊標志 on 有效 自動上升標志 on 有效 自動左轉標志 on 有效 自動下降標志 on 有效 自動松開標志 on 有效 自動上升標志 on 有效 初始化標志 on 有效 回原點上升標志 on 有效 回原點左轉標志 on 有效 回原點下降標志 on 有效 回原點松開標志 on 有效 回原點上升標志 on 有效 回原點右轉 /傳送帶 B 標志 on 有效 回原點原位指示標志 on 有效 表 37 機內(nèi)元件表 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 20 PLC 的接線圖 圖 38 PLC 的 I/O 接線圖 九江學院學士學位論文 21 操作面板 圖 39 操作面板 系統(tǒng)軟件設計 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 22 順序功能圖 圖 310 自動程序順序功能圖 九江學院學士學位論文 23 圖 311 回原點順序功能圖 全程序 OB1 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 24 九江學院學士學位論文 25 公用程序 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 26 手動程序 自動程序 九江學院學士學位論文 27 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 28 九江學院學士學位論文 29 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 30 九江學院學士學位論文 31 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 32 回原點程序 九江學院學士學位論文 33 工業(yè)機械手的 PLC 控制系統(tǒng)設計 34 九江學院學士學位論文 35 第 4 章 系統(tǒng) 程序 調(diào)試 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟 （ 1）對于比較復雜的控制系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)流程圖，用以清楚的表明順序和條件。 （ 3） 將程序輸入到 PLC 的用戶存儲器，并查找 程序是否正確。 42 調(diào)試過程中注意的事項 （ 1）數(shù)據(jù)線與計算機的接口必須要與軟件的端口保持一致，否則運行會產(chǎn)生通信錯誤問題。 （ 3） PLC 上的輸入輸出點都必須接入電源，連接的外部模塊也必須接通電源與接地線 （ 4）由于條件有限，外部接線模塊中部分用開關代替按鈕，在執(zhí)行點動程序注意執(zhí)行完應該將開關撥回到停止狀態(tài)?？蓞⒄請D 41 所示，該圖為機械手處于夾緊左轉的一個狀態(tài)。 其中，手動功能基本是實現(xiàn)了，自動功能出現(xiàn)程序設計基本上沒有什么問題，部分功能運行起來，有些功能在實現(xiàn)上還需做些優(yōu)化改進，部分功能實現(xiàn)參見以下相關圖。 在本篇論文中，機械手控制系統(tǒng)采用 PLC 進行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動化程度，減少了大量中間繼電器、時間繼電器和硬件的接線，提高系統(tǒng)的可靠性。通過本次設計，可以根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數(shù)。也為維修、故障診斷提供多方面的可能性。因為有了此次設計的經(jīng)驗與教訓，我相信在今后工作中我能夠給予更加嚴謹、科學的態(tài)度對待，相信以后的設計中我的設計會更加的完美。 九江學院學士學位論文 41 參考文獻 [1]鄭鳳翼，金沙 .圖解西 門子 S7200 系列 .北京 :電子工業(yè)出版社出版社 ,2021. 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