基于S7_200PLC的坐标式机械手控制系统设计说明

1、 PAGE17 / NUMPAGES21 学号091401149电气控制与可编程控制技术课 程设计（2009级本科） 题目： 基于S7-200PLC的坐标式 机械手控制系统设计 系（部）院：物理与机电工程学院专 业： 电气工程与其自动化 国 虎 指导教师： 静 职称： 副教授 完成日期：2012年 12 月 14 日课程设计任务书2012 年 秋季学期学生姓名国虎学号091401149专业方向电力系统班级09级（1）班题目名称 基于S7-200PLC的坐标式机械抓手控制系统设计一、设计要求：设计一个基于S7-200PLC的坐标式机械抓手控制系统，实现下图的控制功能：二、设计任务与编写要求：学生

2、根据控制要求 ，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行坐标式机械抓手控制系统设计、硬件系统设计、软件系统设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。1.设计出硬件系统的接线图，软件系统流程图等；2.进行PLC控制程序设计，做出程序梯形图；3.进行系统调试，实现坐标式机械抓手的控制要求。三、设计进度与安排： 第一周： 星期一、二 讲解设计课题容、布置任务与要求 星期三、四 PLC输入输出接线图，初步设计 星期五梯形图，控制面板图初步设计第二周： 星期一、二PLC I/O接线图，梯形图，控制面板的修改 星期三、四绘图，系统调试，写说明书与操作使用

3、说明 星期五完善上述设计容，装订设计说明书，答辩 指导教师签字： 年 月 日目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc343338117一、设计目的 PAGEREF _Toc343338117 h 1HYPERLINK l _Toc343338118二、设计任务与要求 PAGEREF _Toc343338118 h 1HYPERLINK l _Toc3433381192.1 控制要求 PAGEREF _Toc343338119 h 1HYPERLINK l _Toc3433381202.2 设计任务 PAGEREF _Toc343338120 h 2HYPERLIN

4、K l _Toc343338121三、系统的硬件设计 PAGEREF _Toc343338121 h 2HYPERLINK l _Toc3433381223.1 PLC的选型 PAGEREF _Toc343338122 h 2HYPERLINK l _Toc3433381233.2 I/O分配表 PAGEREF _Toc343338123 h 3HYPERLINK l _Toc3433381243.3 硬件接线图 PAGEREF _Toc343338124 h 3HYPERLINK l _Toc3433381253.4 PLC外围端子接线图 PAGEREF _Toc343338125 h 4H

5、YPERLINK l _Toc343338126四、系统的软件设计 PAGEREF _Toc343338126 h 4HYPERLINK l _Toc3433381274.1 程序设计的流程图 PAGEREF _Toc343338127 h 4HYPERLINK l _Toc3433381284.2 程序设计顺序功能图 PAGEREF _Toc343338128 h 5HYPERLINK l _Toc3433381294.3 程序设计梯形图 PAGEREF _Toc343338129 h 7HYPERLINK l _Toc343338130五、系统调试 PAGEREF _Toc34333813

6、0 h 11HYPERLINK l _Toc343338131六、设计总结 PAGEREF _Toc343338131 h 16HYPERLINK l _Toc343338132七、参考文献 PAGEREF _Toc343338132 h 17一、设计目的通过对S7-200PLC的坐标式机械抓手控制系统的工作原理分析、系统设计、编程与上机调试工作的实践，了解了电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握了外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。二、设计任务与要求2.1 控制要求如图1坐标式机械抓手控制示意图所示，其控制要求主要有： 图1机械手控制示意图 图2工作过

7、程图 1. 只要D点有工件，机械手臂先下降，将工件抓取后上升； 2.将工件抓取搬运到E点上方，机械手再次下降后放开工件； 3.机械手臂上升，最后机械手臂回到原点； 4.C缸在抓取或放开工件后，都需要10s的延时； 5.当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带电机转动以运走工件。2.2 设计任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行基于S7-200PLC的坐标式机械抓手原理设计、硬件系统设计、软件系统设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要容包括： 1.设计出硬件系统的接线图、软件系统流程图等；

8、2.进行PLC控制程序设计，做出程序梯形图；3.进行系统调试，实现坐标式机械抓手的控制要求。三、系统的硬件设计3.1 PLC的选型S7-200PLC它有四种不同的型号，由于设计要求有6个输入点和7个输出点，因而选择S7-CPU224最为合适。CPU224主机数字量I/O点为14输入/10输出共24个；扩展能力强，可连续7个扩展模块，最大扩展至168个数字量I/O点或35路模拟量I/O点；13KB程序和数据存取空间；6个独立的30KHz高数计数器，2路独立的20KHz高数缓冲输出，具有PID控制器；I/O端子排可能很容易地整体拆卸，是具有将强控制能力的控制器。3.2 I/O分配表表1 I/O分配

9、表：输入点输出点名称地址功能名称地址功能LS0I0.0启动按钮HLQ0.6原始位指示灯LS1I0.1左限位开关YV1Q0.0A臂左移LS2I0.2右限位开关YV2Q0.1A臂右移LS3I0.3下限位开关YV3Q0.2B臂上移LS4I0.4上限位开关YV4Q0.3B臂下移LS5I0.5E点有无工件YV5Q0.4抓手CYV6Q0.5电动机MC3.3 硬件接线图 图3 坐标式机械抓手控制系统的PLC硬件接线图3.4 PLC外围端子接线图图4 PLC外围端子接线图四、系统的软件设计4.1 程序设计的流程图程序设计流程图如图5示： 图5 程序流程图4.2 程序设计顺序功能图顺序功能图如图6所示图6 顺序

10、功能图4.3 程序设计梯形图五、系统调试图7 初始状态的监控状态图8机械手下降的监控状态图9抓手加紧的监控状态图10 机械手加紧物体后上升的监控状态图11 机械手左移的监控状态图12 机械手夹着物体下降的监控状态图13 机械手松开物体的监控状态图14 机械手松开物体后上升的监控状态图15 机械手右移、电动机运转的监控状态设计总结 在经过两周的PLC课程设计的学习，我们都曾以为自己熟练地掌握了PLC课程设计的诀窍，但当自己真正的参与其中，真正的自己动手动脑之后，才发觉实际解决一项问题有多么困难。但在这个过程中，我们所收获的也是更加巨大的。在本次设计中，我学会了运用Microsoft Visio画图软件绘制电气接线图。对电气的操作规有了深刻的认识。在程序设计中首先要总体设计程序思路，然后分块设计。在程序设计中，通过亲自写程序，我更加理解了PLC基本指令的使用方法，也对基本指令的具体运用有了深刻的概念。通过这次课程设计，我对PLC的认识进一步加强，同时加强了自己的动手实际操作能力。当然本次课程设计是以小组形式开展，在这次设计中也更加认识到了小组团队合作的重要性，在合作中遇。七、参考