PLC课程设计机械手电气控制系统设计

《PLC技术与工程应用》课程设计任务书课题名称:机械手电气捽制系统设计专业班级:电气自动化技术102班河南机电高等专科学校自动控制系

2012-06-011、概述机械手是工业生产过程中常见的自动化设备，它具有工件的自动取拿、移动和输送功能。机械手机构控制涉及了PLG传感器、电机驱动等技术。机械手实验设备如图1所示。该设备可以实现手臂的左右摆动、伸出与退回、上下移动、机械手指的夹紧与张开等四自由度动作。图1.机械手实验设备输出驱动单元该设备四自由度动作由四台直流电动机驱动，每台电动机可进行正反转运行。左右摆动由齿轮组啮合实现减速传动；伸出与退回、上下移动由直流减速电机驱动丝杠--螺母结构完成；机械手指的夹紧与张开由直流减速电机驱动连杆结构实现。该设备共有8个动作，由控制器输出信号驱动。输入检测单元每个自由度运行极限位置设置了两个行程开关，用于判断当前动作是否到

位。该设备共有8个行程开关作为控制器的输入信号2、输入输出接口电路介绍机械手实验设备既是所谓控制对象，对于一般工业控制，其控制核心使用可编程控制器（PLC）。设计输入输出接口电路（如图2所示）的目的是为解决机械手设备输出驱动单元、输入检测单元与PLC之间的信号接口问题。图中上层电路板是驱动电路板，下层电路板左侧是输入接口电路板，右侧是输出接口电路板,图2,图2,输入输出接口电路板输入接口电路板输入接口电路板原理图如图3所示，其功能是将设备上行程开关的开关状态转换为统一的电平信号（逻辑1:24VDC;逻辑0:0VDC）。板上设有光电隔离电路，将内外电源隔离，以保护设备安全。传感占内系统叫J5传感占24VDCPLC711alO轮出瑞采电平也动■:1图PLC711alO轮出瑞采电平也动■:1图3,输入接口电路板电气原理图本设备8个输入信号，对应输入接口电路板的8根输入信号线。各信号线对应的行程开关如表1所示。表1.输入信号线与行程开关对应关系表输入信号线序号（自左到右）对应行程开关备注1左转到位I0.32右转到位I0.43退回到位I0.54伸出到位I0.65上移到位I0.76下移到位I1.07手指张开到位I1.18手指夹紧到位I1.2输出接口输出接口（如图4所示）由两块电路板构成：驱动电路板和输出接口电路板。它们的功能是将PLC输出的控制信号用于驱动继电器动作，从而控制电动机正向或反向运行。输出接口电路板上也设有光电隔离电路，可将内外电源隔离。左图为驱动电路板电气原理图，继电器A吸合、B释放，对应的电机正转；继电器A释放、B吸合，对应的电机反转；继电器A、B同时释放，电机停止运行；不允许二者都吸合。右图为输出接口电路板电气原理图，当PLC输出的某路控制信号有效时，对应的输出信号有效，从而可以使得对应的继电器吸合。PLC推出揖族图4.输出接口电路电气原理图（左图为驱动电路板，右图为输出接口电路板）

本设备有8个输出控制信号，对应输出接口电路板的8根输出信号线。各输出信号线对应的电动机动作关系如表2所示。表2.输出信号线与电动机动作对应关系表输出信号线序号（自左到右）对应电动机备注1摆动电机左转Q0.02摆动电机右转Q0.13水平电机伸出Q0.24水平电机退回Q0.35垂直电机上移Q0.46垂直电机下移Q0.57手指电机张开Q0.68手指电机夹紧Q0.73、电气原理图O电机£转rX-点击右转厂|kJu电机他「1Ufi―型机jg鼻o电5：工移/X-电机下移门kJ/X,电赧开o/X.利1般「一Ls=SIB2s2L型4S5昌63L昌7S_MENSES7—200CPU224AQDC/RLYIT4、控制流程图伸出下行左转夹紧退回上行右转张开5、组态控制创建系统画面I/O口设备组态，建立组态与PLC的设备连接rji的EMERSON国EURDTH6RM（宽（通用电气HITACHI旧工KD机凯迪里）LGMITSUBISHI。MCO1BN恒NAI贝松下电。陶。帆欧捐3加力和RGEE弓rji的EMERSON国EURDTH6RM（宽（通用电气HITACHI旧工KD机凯迪里）LGMITSUBISHI。MCO1BN恒NAI贝松下电。陶。帆欧捐3加力和RGEE弓IEMEN5画*M名物I描述类型厂家型号表存配置才箔一步IDI001ffllmDfl[miDOImi3喇时PROFDBLt55gs5II57_300TCS7-200(M57-200CP157-200(F1弓7・30口伸故晾后恢复直通周期300越*最大脚艮.60下一步（I）＞5CFmET51期范砺记冗冢J工业目太网1I&1I数字5.3通过使用开发系统中工具箱的工具画出机械手控制系统的监控画面5.4定义立体车库的动画连接日警口卜的呼中电电斗同K臂甲6、输入输出I/O表输入状态输入点启动I0.0停止I0.1复位I0.2左转到位I0.3右转到位I0.4退回到位I0.5伸出到位I0.6上移到位I0.7下移到位I1.0手指张开到位I1.1手指夹紧到位I1.2输入I/O点输出状态输出点摆动电机左转Q0.0摆动电机右转1Q0.1水平电机伸出Q0.2水平电机退回Q0.3垂直电机上移Q0.4垂直电机下移Q0.5手指电机张开Q0.6手指电机夹紧Q0.7输出I/O点参考文献[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京航空航天大学出版社，2007[2]西门子（中国）有限公司.S7-200可编程控制器产品目录.2004[3]张凤珊，祖龙起.电气控制及可编程序控制器.中国轻工业出版社,2006[4]张兴国.可编程序控制器技术及应用.中国电力出版社,2006附录：程序主程序符号地址住释尼动100上感到位10.7手指张并到位11.1停止10.1退回到位I0.5右转到位I0.4同第3I02JI复位PIU11匚1符号地址复_怩102网络4网痛标题10.3PQO.OR<符号|地址|注释摆动电机左转Q0.0［左啜位|IQ3||网络6I0.6Q0.2TI|p|(R)1符号I地址I注释l伸出到位I0.6区平电机伸出Q0.2网络911.2Q0.7H।——PI——(R)1符号地址I注释手备电机夹紧Q0.7手告英索到位11.2网络11I0.4—II1P/Q0.1:R)1符号I地址1注释摆动包机右转Q01右转到位I0.4网络12I0.5IIIp/Q0.3:R)1111产符号地址|注释水平电机退回Q03退回到位I0.5网