机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计（有cad源图+开题报告+文献综述等）软件部分

1、毕业设计说明书题 目： 机械手自动控制系统的plc实现方法研究-软件部分 摘 要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由plc输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械

2、手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给plc主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给plc主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。关键词：可编程控制器plc；机械手；脉冲；步进电机驱动器；步进电机；直流电机；传感器、限位开关。 abstractin industrial production and other fields, as a result of the n

3、eed to work, people are often subjected to high temperature, corrosion and toxic gases and other factors that increase the labor intensity of the workers, even life crisis. the robot arm was birth in this environment. the robot arm is the traditional task-operating component in the industrial robot

4、system, and is one of the key components. the machine structure consists of the bead curl pole , slippery pole and cylinder. the electrical aspects consist of stepping motor, driver parts, sensor, switch power supply, electromagnetism valve, and etc.this equipment is composed of the programmable con

5、trol technique, the position control technique, air driving technique, the monitor technique, and is one of the typical representation of the integration of mechanism and electicity.the introductive robot arm of this text can output two lines pulses by the plc, driving the horizontal stalk, and the

6、perpendicular stalk to drive the electrical engineering actuator respectively, to control the robot arm precision of the horizontal stalk and perpendicular stalk at the fixed position, tiny move switch input the position signal to the plc.the direct current motor drags along to begin the claw and be

7、drocks to revolve, the position signal from revolve the code dish and near to the switch feedback to host of plc;the electromagnetism valve control the machine hand open and close, thus carry out the function of the machine hand precision work. this topic draw up the material porterage the machine h

8、and of the development and can grasp to put the object in the space, act vivid and diverse, the commutability artificial carries on the task in the area of the heat and danger, and at any time change the related parameter according to the difference of the workplace and the request of the product pr

9、ocesses.key words: programmable controller plc ; robot arm ; pulse ; stepping motor driver ; stepping motor ; direct current motor ; sensor.、limit switches location。目 录引言1第一章 机械手移动工件控制系统的控制要求2一、机械手自动化控制系统的plc实现方法中的基本原则、机械手移动工件的工作流程和工作原理2 基本元件及其内部原理2 机械手移动工件时的简单工作流程4 机械手移动的工作原理5二、设备控制要求5 正常运行5第二章 机械手

10、plc控制系统的plc资源配置6一、 控制系统构成图6 控制系统图，如图所示6二、i/o地址分配7第三章 机械手plc控制系统的程序设计和调试7一、 lc软件功能测试8二、 硬件的调试8 步进电机驱动程序调试9 两个步进电机的连动的驱动程序调试11 测试电磁阀控制爪的抓、松13 两直流电机的驱动程序的调试14 复位指令的调试16三、 程序的流程图、构成 20 流程图20 程序的构成20第四章 机械手移动工件控制系统plc程序20一、 系统的i/o资源的分配20 数字量输入部分20 数字量输出部分24 定时器部分24 内部继电器25二、源程序25源程序梯形图25 源程序的指令表29二、 发现并存

11、在的问题33 测试一路脉冲连续两次输出33 测试一路脉冲两次输出34 采用调用子程序输出多次脉冲34 采用调用子程序输出两次次脉冲36参考文献39附录：fx2n系列可编程控制器简介39谢辞41引 言在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以

12、成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。本课题拟开发物料搬运机械手，采用日本三菱公司的fx2n系列plc，对实验室现有的tvt99d机械手模型进行开发。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、汽缸、气控机械抓手等；电气方面由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、操作台等部件组成。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。

13、本课题是有我和徐立同同学合作共同完成,在整个设计过程中徐立同同学主要负责硬件方面如接线、画各个电气设备的电路接线图等；而我则是主要负责软件部分,在实际的设计调试过程中我主要负责plc的接线编程、调试等工作。当然了硬件和软件是不分家的，谁也离不开谁，因此，在整个设计过程中各种方案的敲定与实施均是由我们俩个在指导老师的帮助下共同研究、推敲、讨论试验调试中确定的。为了能够实现机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。再加上本课题开发的机械手采用的日本三菱公司的fx2n系列plc控制，是一种按预先设定的程序进行工件的搬运的自动化装置，可部分代

14、替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并要实现根据工件的简单的变化要求随时更改相关控制参数。为达到这些要求，我们设计的控制方案尽量在我们力所能及的范围内选择最佳的方案。如在本设计中遇到的对直流电机的控制问题中，在控制直流电机正反转的问题上通过老师的指导我们想到了两种控制方案：一种是在原设备的基础上加上四个继电器实现其控制功能；另一种则是根据三菱公司的fx2n系列plc的输出端的内部电路的特点，可以在不增加其他设备的情况下实现控制要求。我在最大限度的满足工艺流程和控制要求的同时，还要考虑要有很高的性价比，因此我们选择了后一种方案。也许后一种方案有其弊端，但目前还没有发现。望大家多多指教。

15、当然了，由于我们水平的限制和时间的仓促，在很多地方的控制方案还不是很理想，同时还遗留有很多的问题，需要进一步的研究中才能解决，望各位老师和广大同学批评和指教。 第一章 机械手移动工件控制系统的控制要求一、机械手自动化控制系统的plc实现方法中的基本原则、机械手移动工件的工作流程和工作原理 基本元件及其内部原理：1 步进电机采用二相八拍混合式步进电机，主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。型号：42bygh101。电气原理图如图一快接线插头：红色表示a相,兰色表示b相.在您做实验时如果发现步进电机转向不对时可以将a相或b相中的两条线对调。 图一2 步进电机驱动模块采用中美

16、合资sh系列步进电机驱动器，主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。电源输入部分： 由电源模块提供，用 两根导线连接，注意极 性。(见图2)信号输入部分：信号源由fp0主机提供。由于fp0提供的电平为24v，输入部分的电平为5v，中间加了保护电路。输出部分： 与步进电机连接，注意 相序。 3 限位开关 接近开关：接近开关有三根连接线（红、兰、黑）红色接电源的正极、黑色接电源的负极、兰色为输出信号，当与挡块接近时输出电平为低电平，否则为高电平。结构图如（图三） 图（三） 微动开关：当挡块碰到微动开关动作（常开点闭合）见结构图（图四） 图（四）微动开关 直流电机：输入电压为12v24v，两根

17、导线输入红色为直流电机正极，兰色为负极。 直流电机控制板：由输入信号、输入电源、输出等组成，输入信号由fp0模块提供；输入电源由电源模块提供；输出驱动直流电机如（图五） fx2n模块由三菱fx2n系列plc晶体管输出的主机，具有高速运算能力、pid调节功能、同时可以输出两路脉冲控制两台电机的优点。其面板图如图（六）：（6）电源模块：输入交流电压：110v220v/50hz、60hz； 输出直流电压：24v/6.5a； 最大功率： 156w； 旋转码盘：机械手每旋转3发出一个脉冲。 机械手移动工件时的简单工作流程： 机械手移动工件的耽搁工作流程示意图如图（七）所示： 开始 机械手复位机械手移到工

18、件处夹紧工件 将工件放到指定位置放下工件结束 图（七） 机械手移动工件的单位工作流程由将机械手复位（即初始位置）、机械手移动到放工件处、夹紧工件、将工件移动到指定位置、放下工件等五个动作过程组成，机械手移动工件通过plc来控制，可以实现这五个过程全自动依次运行。 机械手移动的工作原理 机械手移动工件通过限位开关和电机来控制 1机械手分别通过前进/后退、上升/下降两个步进电机来实现前进、后退、上升、下降的移动的，移动的位置有限位开关和plc发的脉冲数来控制实现的，而机械手的左右转动和手的转动则是由两个直流电机来实现的，转动的位置是通过限位传感器和码盘记录的脉冲数来实现控制的。 2夹放工件通过电磁

19、阀的动作来控制机械手的爪的。夹紧工件通过定时器来控制，即凭经验设定一个时间，在这个时间内，机械手能完成夹紧工件的任务。3按下启动按钮整个系统按照plc程序的设定有序的运行；即先判断机械手是否处于最初位置，不在则进行机械复位，在则进行正常工作流程；按下停车按钮则停车。二 设备控制要求机械手移动工件控制系统要求是有“正常运行”和“强行停止”两种控制方式。 正常运行 “正常运行”方式具体控制要求如下：1 在初始位置（上、缩回、手和底盘均到正限位开关处），按下启动按钮，系统开始工作；2 先反转，转到放工件的方向停止，由于工件不定，因此底盘转的角度也是待定的；3 出，伸到待搬工件的上方为止；4 伸出之后

20、，手开始动作，以便夹住工件；5 首先向下运动，运动到放工件的位置停止；6 开始夹紧工件，一直把工件夹紧为止（由定时器控制）；7 回位（正限位处）；8 会到正限位处；9 始向上运动，一直运动到最上端（由上限位开关确定）；10 位动作，底盘转动，机械手开始向底盘正限位方向转动（有正限位传感器确定）；11 伸出到反限位开关处；12 反限位开关动作，手开始反转到反限位传感器处；13 手此时向下运动到最底限位处；14 底限位处后，机械手开始把工件松开，一直到5s之后；15 要求能连续循环工作。 紧急停止关掉电源时，系统立即停止。第二章 机械手plc控制系统的plc资源配置一 控制系统构成图： 控制系统图

21、，如图所示：二 i/o地址分配由于cpu模块有9个数字量输出，一台plc已经够用。i/o分配用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是x000x017，输出端子对应的输出地址是y000y017。第三章 机械手plc控制系统的程序设计和调试一 plc软件功能测试 存储器在存储数据后，断电又开机，存储器中的内容是否仍存在？ldx0movk5,d11ld=k5,d11outy0end测试过程：x0触点闭合，y0指示灯亮；关机，然后开机,y0指示灯不亮。结论：d11存储器断电复位，不能保持断电前的状态，不能作为断电记忆型存储器用。 对于时间继电器，当时间到后，线圈触点断开，结果如何？ldx0ou

22、tt0k5ldt0outy0end测试过程：x0触点闭合，y0指示灯亮；x0触点断开，y0指示灯灭。结论：时间继电器可以通过控制其线圈的通断，来使其触点复位。 对于功能指令fnc57(plsy)，如果在输出脉冲未结束时，断开控制此指令的触点，此指令是否仍在执行？ldx0plsyk2500,k30000,y0end测试过程：通过输出端y0的指示灯监测到，脉冲未输出完时，断开x0，脉冲输出停止；接通x0，脉冲输出继续。 实验测得，横轴两限位开关之间所需脉冲数小于24000个，竖轴两限位开关之间所需脉冲数小于18000个。 测试两路脉冲一次输出ldm8000plsyk500,k30000,y0out

23、t0k10ldt0plsyk2500,k30000,y1end测试结果：观察指示灯y0、y1都亮。当把频率改为非常小的数（如k=5）时，刻明显看到指示灯在闪。在脉冲输出存储器中可观察到数值在变化，说明两路脉冲输出正常。二 硬件调试 步进电机驱动程序调试 有上面的plc软件调试可知，三菱plc可以同时给两个步进电机发脉冲，因此可以做步金电机的调试工作。由于步进电机启动时，突加高频脉冲信号，电机会产生啸叫、失步，甚至不能启动，而电机由高速运转突然停车时，即由高频脉冲骤然降至零脉冲，电机也会产生啸叫、振动。为了克服以上问题，采用启动脉冲发生升频，停车脉冲发生降频的方法。变频步进驱动程序梯形图如图（九

24、）为： 图九变频步进驱动程序梯形图指令表为ldx1anix0plsm10ldm10movk500,d0movk2500,d1setm0setm1ldx0anix1plsm11ldm11movk2500,d0movk500,d1setm0setm2ldm0mpssety2；dir控制rampd0,d1,d3,k500；脉冲加减速mppandm8029plsm3rstm0ldm1andm2andm3zrstm1,m2ldm1plsyd3,k32000,y0；脉冲输出驱动步进电机end工作原理:当按下起动按钮1时,0输出的脉冲频率按预先设定的速率上升,当上升到所需要的运行脉冲频率时,既稳定在此频率运

25、行.当按下停止按钮0时,0输出的频率从运行时的最高频率按一定速率降低,直到0输出为一个低频为0时,运行在一个低速或停止状态.此程序按需要设置0和1的值,可方便地改变高低速运行状态及升降速斜率,即可实现软起动和软停止.升降频特性如图7所示. 图十升降频特性曲线 两个步进电机的连动的驱动程序调试：由于功能指令fnc57(plsy)发脉冲，如果脉冲发送完毕，则会将内部继电器m8029置1。当功能指令fnc57(plsy)从on变为off时，m8029复位。我们可以借助于这个功能，来把m8029做为两个步进电机的连动的媒介作用，当一个步进电机的脉冲输出完毕以后，m8029的常开就会闭合来接通下一个步进

26、电机的脉冲的发出。从而可以实现两个步进电机的连动。具体的硬件接线图如下图（图十一）所示： 图十一具体的梯形图如图（十二）： 图（十二）指令表为：图（十三）所示图十三工作原理：当按下启动按钮x0，则m10被置1，则m10的 常开闭合，所以y0输出以1000为频率的4000个脉冲给步进电机1，当脉冲输出完以后，m8029会被自动置1，则m8029的常开闭合，m1会被置1，则y1将输出以1000为频率预先设置脉冲数目给步进电机2，从而实现了连动。 测试电磁阀控制爪的抓、松硬件接线图如图（十四）示： 图（十四）电磁阀测试硬件接线图程序指令如图十五 图（十五）梯形图如图（十六）图（十六）测试过程：由于用

27、的是气开阀，在y14置位时，手爪处于张开状态；y14复位时，手爪处抓紧状态。 两直流电机的驱动程序的调试本次调试牵涉到了直流电机板的正反转的输入端，而正反转的输入端只有高电平（24v）才有效，而我们根据晶体管型plc输出端内部的构成原理：如图（十七）：当输出1时，光电耦合电路导通，晶体管电路导通，同时发光二极管导通，输出显示灯亮。当信号为“0”时，光电耦合电路导通断开，输出显示灯灭。根据以上原理我们想到了两种方案：一种是用原有的设备（即一台plc）完成控制功能，即把输出端的四个模块全部用上，接线示意图：如图（十八）另一种则是采用plc输出控制继电器线圈，再由继电器线圈控制继电器常开触点，从而引

28、入控制电压信号到直流驱动模块信号输入端。具体接线图如图（十九）所示：图（十七）图（十八）图（十九） 调试程序梯形图：如图（二十） 图（二十）调试程序指令表如图（二十一）图（二十一）工作原理：当按下启动按钮x0时，m0自身形成自锁，在按下停车按钮之前一直导通则y2导通，电机正转；当电机正转（即y2导通）够5s时，t0动作，t0的常开闭合、常闭断开，则y2断电y10导通，电机反转，5s后停止。 复位指令的调试 有以上的两个步进电机可以实现连动可以知道基本可以实现四电机的连动调试。下面就进行对四个电机的连动调试（即复位指令的调试） 由于本次调试有四个电机的联系，同时还牵涉到限位开关和限位传感器的接入

29、。而对plc来说限位开关是无源输入，而传感器则是有源的输入。我们参考晶体管型的输入端的接线原理 （如图（二十一） 图（二十一）而输入端的的工作原理是：结合图（二十一），图中虚线内为plc输入模块的内部电路，虚线外部是信号输入电路。当输入信号为“1”，电流经过限流电阻、rc滤波电路和光电耦合电路后送入plc内部，同时发光二极管导通，输入显示灯亮。当输入信号为“0”时，输入灯灭。我们参考以上输入端的工作原理，限位开关和限位传感器的输入问题得到了两种解决方案：一种是采用plc的内部电源，虽然plc内置电源所带负载有限制，但本实验只带四传感器，符合plc各方面要求，完全可以实现控制功能；另外一种：则是

30、采用plc的外24v直流电源，采用这种接线方式，在原来的基础上并没有另外增加设备（外部电源本来就要配备的）不会影响到本设计的机械手的plc控制系统的性价比。但这种接线方式却让plc更加的安全，因此我们从保护plc角度出发，我们采用了第二种接线方式，具体的接线图如图（二十二）图（二十三） 图（二十二）传感器接线图 图（二十三）复位指令的梯形图如图（二十四）图（二十四）程序指令表如图（二十五）： 图（二十五）动作原理：按下启动按钮x7则m0形成自锁，y0输出频率为1000的脉冲给横轴的步进电机，当横轴运动到正限位处时，正限位开关x0的常开闭合，常闭断开，则y0停止脉冲的输出，而此时y1则输出频率为

31、1000的脉冲给竖轴的步进电机，同理当竖轴运动到正限位开关处，y14输出使得底盘正转复位，同时爪手也开始复位。三 程序的流程图、构成 流程图：如图（二十六）所示 程序的构成：这个程序只有自动方式，在自动方式下，plc将运行已经设置好的程序参数（适用机械一切都正常工作的情况下）第四章 机械手移动工件控制系统plc程序一 系统的i/o资源的分配 数字量输入部分：这个控制系统的输入有启动按钮、上、下、左、右、前、后等限位开关和限位传感器共有10点：具体分配如表1x0横轴正限位x1竖轴正限位x2横轴反限位x3竖轴反限位x4旋转脉冲x7启动按钮x10手正转限位x11手反转限位x12底盘正转限位x13底盘

32、反转限位 表1 数字量输出部分这个控制系统需要控制的外部设备有竖轴、横轴、底盘、手爪等电机和电磁阀5个设备，而步进电机需要脉冲和方向电平两个控制输出，直流电机有正、反转两中状态，即也需要两个控制输出点，因此共需要9个输出点，如表2所示：y0横轴脉冲y1竖轴脉冲y2手的正转y3竖轴方向y4手的反转y6横轴方向y10底盘正转y14底盘反转y16电磁阀动作表2 图（二十六）流程图 定时器部分这个控制系统在搬运工件过程中，夹紧工件和放下工件均需要时间继电器，这些都是假设为5s可以夹紧工件或者放下工件。还有其他需要延时的地方用到了时间继电器，但都没有其特别的功能，因此都是随机的选用，没有预先固定的分配，

33、因此如下表三：继电器功能t0t4夹紧或放下工件或者其他辅助作用 表三 内部继电器本控制系统在机械手移动工件的过程中用到了21个内部继电器，但由于是按顺序采用的，没有特定的特殊功能，具体分配如下表4继电器功能m0m21机械手动作过程中辅助作用二、源程序： 源程序梯形图：如图（二十七） 图（二十七） 源程序的指令表：如图（二十八）图（二十八）本源程序设计之前我们已经试过一个其他的源程序，但因为一些问题，本来有13个动作却只执行了5个，这个程序我们经过调试发现也不能完成所包含了13个动作，也出现了一些问题。所有问题具体如下（通过一些短小的调试程序来体现）三 发现的问题 测试一路脉冲连续两次输出ldm

34、8000setm0plsyk500,k30000,y0;测试组plsyk500,k8000,y0ldm0plsyk500,k8000,y1；对照组plsyk500,k30000,y1end 程序的梯形图：如图（二十九） 图（二十九） 测试结果：开机运行后，y0、y1指示灯立即亮。但一会儿y1指示灯灭了；又过了一会儿，y0指示灯灭了。实验现象说明，y1只输出8000根脉冲即停止工作，该plc不允许连续脉冲输出。此外，在脉冲输出存储器d8140、d8142中,其值也是第一次脉冲的输出值。 测试一路脉冲两次输出ldm8000outt0k10outt1k100ldt0plsyk500,k2000,y0

35、ldt1plsyk500,k1000,y0end程序的梯形图：如图（三十）测试结果：只有第一次有脉冲输出。有时间上的间断仍不能使fnc57(plsy)在同一口有第二次输出。 图（三十） 采用调用子程序输出多次脉冲ldx10set m0ld m0anix1callp0；调用子程序输出脉冲向上运动ldx1set m1rst m0ld m1anix3sety3；向下运动callp0；调用子程序输出脉冲fendp0；子程序入口ld m0ani xild m1ani x3orbplsyk2500,k18000,y1sret ；子程序结束end程序的梯形图：如图（三十一） 图（三十一）测试结果：此程序为结

36、合硬件的测试程序，机械手在两限位开关之间任一位置，x10为一已闭合的触点，在整个程序中状态不变。x1和x3分别为机械手竖轴两限位开关。如果程序正常工作，则机械手向正限位x1移动，到达x1 后停留1秒钟，然后乡下运动，到达下限位x3时停。但实验结果为：限位开关x1失控，机械手过了限位开关x1，一直向上走去。plc向下的方向信号y3按程序预设定显示，开始时为低电平，然后为高电平。实验结果说明程序在第二次执行功能指令fnc57时出现错误。 采用调用子程序输出两次次脉冲指令表：如图（三十二）图（三十二）梯形图：如图（三十三）图（三十三）测试结果分析：本调试程序所用到的输入输出简介：x7：启动按钮；y1

37、0：监视m3是否复位；y11：监视m4是否复位；y12：监视x1的常闭是否断开。同时本次调试我们为了防止对机械手造成损坏，我们没有直接带动机械手，而是人为的去捏限位开关x0、x1。1 我们预期想达到的结果：当按下启动按钮x7后y10、y0的输出指示灯亮，证明y0有脉冲输出，在脉冲还没有输出完的时候人为的捏下限位开关x0，这时x1的常开闭合、常闭断开；y0、y10的输出指示灯灭，y1、y11、y12的输出指示灯亮，证明y1有脉冲输出；在脉冲还没有反出结束时人为的捏下限位开关x1，y1、y12、y11应该全部熄灭，证明脉冲输出停止。2 实际得到的结果： 当按下启动按钮x7时候，y0、y10的输出指

38、示灯亮，证明有脉冲输出，在脉冲没有输出完时，人为的捏下x0时，y0、y10灭，证明脉冲输出停止，同时y1、y11、y12的指示灯亮，证明y1有脉冲输出，在脉冲没有输出完时人为的捏下限位开关x1，此时y1灭、y11灭、y12继续亮，证明了脉冲输出停止，但y12却一直在亮。 当按下启动按钮x7时候，y0、y10的输出指示灯亮，证明有脉冲输出，在脉冲没有输出完时，人为的捏下x0时，y10灭，但y0继续亮，同时y1、y11、y12的指示灯亮，证明y1有脉冲输出，在脉冲没有输出完时人为的捏下限位开关x1，此时y1、y0均亮（我们为了观察y0、y1的输出情况，我们把脉冲的频率调到了1，结果发现：在按下限位

39、开关x0、x1后y0、y1的输出不是明显的闪烁现象，经过示波器检测知道是高频脉冲）、y11灭、y12继续亮。 当按下启动按钮x7时候，y0、y10的输出指示灯亮，证明有脉冲输出，在脉冲没有输出完时，人为的捏下x0时，y0、y10灭，同时y1、y11、y12的指示灯亮，证明y1有脉冲输出，在脉冲没有输出完时人为的捏下限位开关x1，此时y1继续亮（我们为了观察y1的输出情况，我们把脉冲的频率调到了1（此时正常情况脉冲输出应该是闪烁的），结果发现：在按下限位开关x1后y1的输出不是明显的闪烁现象，经过示波器检测知道是高频脉冲）、y11灭、y12继续亮。 当按下启动按钮x7时候，y0、y10的输出指示

40、灯亮，证明有脉冲输出，在脉冲没有输出完时，人为的捏下x0时，y10灭，但y0继续亮，同时y1、y11、y12的指示灯亮，证明y1有脉冲输出，在脉冲没有输出完时人为的捏下限位开关x1，此时y1灭、y0继续亮（我们为了观察y0的输出情况，我们把脉冲的频率调到了1（此时正常情况脉冲输出应该是闪烁的），结果发现：在按下限位开关x0后y0的输出不是明显的闪烁现象，经过示波器检测知道是高频脉冲）、y11灭、y12继续亮。 当按下启动按钮x7时候，y0、y10的输出指示灯亮，证明有脉冲输出，在脉冲没有输出完时，人为的捏下x0时，y10、y0灭，同时y1、y11、y12的指示灯亮，证明y1有脉冲输出，在脉冲没

41、有输出完时人为的捏下限位开关x1，此时y1继续亮（我们为了观察y0的输出情况，我们把脉冲的频率调到了1（此时正常情况脉冲输出应该是闪烁的），结果发现：在按下限位开关x0后y0的输出不是明显的闪烁现象，经过示波器检测知道是高频脉冲）、y11灭、y12继续亮。以上是我们通过本次设计所发现的问题，至于这些问题的解决方法我们还在考虑当中，望各位老师和广大同学多提宝贵意见和建议！结 论这次毕业设计，基本达到预期的效果，有失败的地方，但收获也很多。我希望能和大家共同探讨一下出现的问题，共享一下我的所得。下面分析一下这次程序不正常运行的几点原因：首先是fx2n系列的脉冲输出问题，主要是关于功能指令fnc57

42、的认识。课本上关于此指令（plc 为v2.11以上版本）的使用次数限制为：在编程过程中，可同时使用2个fnc57(plsy)指令在y000和y001输出端得到各自独立的脉冲输出。但是在同一个程序关于使用fx2n（v2.11以下版本）可编程控制器时，fnc57(plsy)指令只能编程使用一次，中间不能连续出现使用多次的现象，否则不给予执行。即使是通过指令给fnc57(plsy)指令复位一次，也不能实现fnc57(plsy)指令多次输出。我还没有解决的问题是如何利用：fnc01(call)指令来调用fnc57(plsy)指令，来实现本次设计中的机械手的多个动作，我正在思考和调试中。 其次，我希望用

43、输出脉冲数量来实现精确控制机械手在两限位开关间任一位置，因为我已经测得每个脉冲步进电机转0.3度的角度，而10个螺距是：4cm，同时可以在写指令时把需要的脉冲数用fnc12(mov)指令写到某个继存器里，还可以把这条指令写整个程序的前面，这样可以灵活、方便的修改数据，实现实现精确控制机械手在两限位开关间任一位置。总之，通过本次设计使我对大学四年期间的所学得到了一次综合和深入的学习，尤其是fx2n系列的程序指令有了一个深入的研究，通过研究使我知道fx2n系列本身指令的限制，不能实现机械手的多种动作连动控制的需要，如果能改用其他系列晶体管型plc，则可避免编程脉冲输出的问题，可实现预定的工作任务。

44、参考文献1 钟肇新、彭侃 编译 可编程控制器原理及应用 第二版 广州：华南理大学出版社，2003.5 2 钟肇新，范建东主编.可编程控制器原理及应用.第三版.广州：华南理大学出版社，2003.5 3 求是科技编著 plc应用开发技术与工程实践 北京 人民邮电出版社，2005.14郝海青.串联关节式机械手的控制系统分析与设计. 万方数据库硕博士论文， 20025 fp0可编程序控制器使用手册.天津：天津职业技术师范学院源峰科技发展有限公司6 tvt99系列教学实物模型使用说明书.天津：天津职业技术师范学院源峰科技发展有限公司7 常晓玲主编 . 电气控制系统与可编程控制器 北京 机械工业出版社 2

45、0048 李乃夫主编.可编程控制器原理、应用、实验.北京：中国轻工业出版社，20039 章文浩.可编程控制器原理及实验.北京：国防工业出版社，2003年.10 张建民.机电一体化系统设计.北京：高等教育出版社，2001年附录fx2n系列晶体管可编程控制器简介1plc输入、输出技术参数plc输入信号电压dc(242.4)v输入信号电流7ma/dc24v(x010以后5ma/dc24v)输入on电流4.5ma以上(x010以后3.5ma/dc24v)输入off电流1.5ma以下(x010以后1.5ma/dc24v)输入应答时间 约10ms(x000x017内含数字滤波器，可在2060ms内转换，但

46、最小50s)输入信号形式接点输入或npn开路集电极晶体管输入电路绝缘 光耦合绝缘输入动作表示输入连接时led灯亮输出规格内部电源dc530v电路绝缘光耦合器绝缘动作指示光耦合器动时led亮灯最大负载 电阻负载0.5a/1点，0.8a/4点，1.6a/8点（y0、y1以外） 感性负载12w/dc24v(y0、y1以外)7.2w/dc24v(y0、y1)灯负载1.5w/dc24v(y0、y1以外)0. 9w/dc24v(y0、y1)开路漏电流0.1ma/dc30v响应时间offon0.2ms以下15s(y0、y1时)onoff0.2ms以下30s(y0、y1时)2所涉及主要功能指令简介1）fnc01(call)转子程序操作元件：指针p0p62(允许变址修改)步 数：call和call(p)3步标号p1步嵌 套：5级fnc02( sret)子程序返回操作元件：无步 数：1步2)fnc06 (fend) 主程序结束操作元件：无程序步数：1步3）fnc12(mov)传送操作元件：k,h,knx,kny,kns,t,c,d,v,z程序步数：mov和mov(p)5步 （d）mov和(d)mov(p)9步3技术参数输入