PLC毕业课程设计基于PLC控制的机械手

1、机 电 工 程 系plc 课 程 设 计 报 告题目:基于plc控制的机械手_专 业：机电一体化 班 级：10机电 2班 学 号： 姓 名： 指导老师： 答辩日期：2012年 月 日 一、 课程设计的目的1、 对所学的plc知识的综合应用2、 提高自学能力3、 提高plc控制系统的安装与调试能力4、 提高plc程序的设计能力，特别是对步进顺序控制编程方法的应用5、 提高了plc外部接线能力h1 上限位h2 左旋限位h3 下限位h4 抓紧限位h5 右旋限位h6 物体检测二、 课程设的任务图（1）如图（1）的机械手所示，它的工作任务是将b运输带上的工件搬运到a运输带上。该机械手主要由能提供上下与左

2、旋右旋的运动机构组成，工作过程如下：1、 机械手位于初始位置（压合上限位和左旋限位）时，按下启动按钮sb，当物体检测h6发出信号时，机械手开始夹工件，夹紧电磁阀得电2、 当h4被压合时，工件被夹紧，右旋电磁阀得电，机械手抓紧工件右旋，直至压合右旋限位h5。3、 机械手下降，下降电磁阀得电，机械手下降直至压合h3。4、 夹紧电磁阀失电，放松电磁阀得电，放工件到a运输带上，1s后认定已经放松5、 上升电磁阀得电，机械手上升，直至压合h1。6、 机械手向左旋，左旋电磁阀得电，机械手左旋直至压合h2，机械手回到原点，完成一个循环。设计要求：合理利用plc硬件和软件的资源相结合，合理布置输入和输出端口，

3、合理应用plc的各种指令，使程序简单易懂便于维修，且能够完成plc的控制要求。控制要求：机械手能够循环进行工作，且机械手必须在原位时才可以停车，并有断电保持的功能，以免工作过程中有意外的事故发生。三、 对所设计的任务进行分析1、 用plc来实现该机械手的控制的优缺点plc是存储控制的一种装置，其控制功能是通过存放在存储其内的程序来实现的，若需要对控制要求做修改的话，只需改变内部的程序便可，使硬件软件化，因此它在工业控制中的地位越来越高，它具有以下特点：可靠性高，编程简单易学，通用性强，使用方便，系统设计周期短，对生产改变适应性强，安装简单，调试方便，适应工业环境。分析机械手的工作过程和控制要求

4、，该工作过程可以方程若干个工作步，且各步个所需完成的功能和转换条件都非常的清晰明确，因此我们可以利用plc步进顺序控制的方法来完成编程，且要完成断电保持的功能可以用keep指令来实现，即使在停电时也可以存储之前的状态，把wr区域做为中间继电器使用。因此可以用plc来实现机械手的控制。2、 plc的选型plc的选型与其输入，输出端子有关，开关量输出单元通常有继电器输出单元，晶体管输出单元，以及晶闸管输出单元，其各自特点如下：a、继电器输出单元为有触点输出主式，适用于低频大功率直流或交流负荷b、晶体管输出单元为无触点输出方式，适用于高频小功率流直流负荷。c、晶闸管输出单元为无触点输出方式，适用于高

5、速大功率交流负荷。基于机械手的控制要求，继电器型是不能实现的，由于设计要求不高，控制系统比较简单，对输入与输出的端子要求不用那么多，且考虑到学校的提供的设备，因此使用omrom_cp1h plc即可实现，即经济右可以合理利用学校提供的设备。 i/o分配表及外部接线图a、 i/o分配表：输入输出操作功能地址操作功能地址启动总按钮0.00传送带电磁阀yv1100.00上限位开关sq10.01放下电磁阀yv2100.01左旋限位开关sq20.02右旋电磁阀yv3100.02下限位开关sq30.03左旋电磁阀yv4100.03抓紧限位sq40.04加紧电磁阀yv5100.04右旋限位sq50.05下降

6、电磁阀yv6100.05物体检测sq60.06上升电磁阀yv7100.06停止按钮0.07复位按钮0.08b、 外部接线图四、 程序设计及程序说明4.1、启动与停止模块的分析根据i/o口的分配，系统启动的按钮为0.00，当按下0.00时，w0.00得电，通过使il与ilc自锁让整个系统进行工作，当机械手在原位且无夹物体时，按下停止按钮0.07，w0.00失电，il与ilc互锁，控制系统便可停止工作。程序如图三（3）所示，il与ilc的程序如图（4）所示。 图（3） 图（4）4.2、复位模块的分析当机械手在工作时，突然断电，此时若机械手刚好有夹住东西在作业便会造成危险，因此我们变设计了复位的功能

7、，让机械手在断电时还能夹住东西，不造成危险，在机械手的主要工作过程的系统中，在本设计中用il与ilc进行自锁使其工作，因此我们用keep在il与ilc互锁时仍不断电的特性来使物体在断电后仍夹住，当在上电时对电路进行复位，让机械手再继续执行没完成的工作。在本设计中，在断电后先按复位键2.08，使w0.05得电，因为在断电前，以使用keep在每一个步骤执行时都立即保持，复位后，机械手即可按刚才没执行完的继续往下执行，复位程序程序如图（5）所示。 （复位按键） （右旋保持、下降保持）（放物体保持）（上升，左旋保持）（夹紧物体的保持） 图（5）4.3、利用限位开关使机械手完成各个动作的控制分析 在本设

8、计中，机械手的执行步骤是按顺序一步一步按照要求往下执行的，每步都是用限位开关来控制的，执行完一个循环完后再继续下一个循环。按照该设计的特点，在编写程序时采用按顺序控制的设计方法，按照动作的先后顺序进行控制。这样程序结构清晰，可读性好，对于日后在程序上的修改比较方便。本设计的机械手必须在原始位置等待启动，既上限位和左限位的限位开关的必须压住。在启动后，发出检测物体的信号（用2.06控制），机械手开始夹物体，等到加紧限位压住后（用2.04控制），机械手开始右旋，左旋限位放开（用2.02控制），到达右旋限位（用2.05控制）后就下降到达下降限位，上限位放开（用2.01控制），放下物体，带20s后再上

9、升，到达上限位（用2.01控制）后左旋，到达左旋限位后就停下来，即回到原点，等待下一次的执行命令。在执行完上一个步骤完后用下一个步骤来停止上一个步骤。程序设计如图（6）所示。图（6）4.4输出模块的程序设计与分析 每一个步骤在执行时都用与一个辅助继电器连接，最后再送到电磁阀来控制机械手的执行步骤，对与夹紧电磁阀在得电后要自锁住，放开电磁阀也是一样要自锁。程序设计如图（7）所示。图（7）五、 触摸屏的设计在本设计程序完成的基础上，还要实现用触摸屏来模拟机械手的执行过程。本课程设计采用的是威仑通软件mt500，其中机械手的原图与限位开关，指示灯都是通过新建图库完成的。对于限位开关在设计的过程中采用

10、的是切换开关，且采用的都是位状态的切换开关，实现限位开关的压下与放开两种状态。开始、停止、复位、检测物体都用复归型开关。画完后的图形如图（8）所示 图（8）六、 课程设计的心得体会plc 是一种专用于工业控制的可编程逻辑控制器，需要硬件与软件的结合，在硬件方面主要通过i/o通道与工业系统连成一个整体，在软件方面在本设计中主要是用omronacp1h软件编写，实现所要达到的功能。通过这次的课程设计，我们学会了完成一个设计所需要的步骤。首先必须的对整个设计任务做一个整体的分析，决定采用的编程方法，再对该设计所要用到的i/o口做分配，以免因为i/o口的重复而对设计造成干扰。因为在本设计中在完成机械手的一系列动作时，用到很多辅助继电器，若重复使用就会造成机械手误动作，使机械手在工作过程中造成危险。其次在完成设计任务后我们还要完善设计，即考虑所用到的指令在编写的程序里是否可行，是否会发生冲突。本设计在完成机械手基本动作外，还要考虑因为突然断电对机械手的影响。通过使用keep指令保持继电器时，即使停电时也能储存之前的状态，且il与ilc 的互锁不会对keep产生影响。这样即使在系统突然断电后，在上电时按下复位按钮机械手即可继续完成没完成的动作。最后是在做触摸屏时要考虑所用按钮的性质，开