《基于PLC的下料液压机械手控制系统设计》5800字（论文）

基于PLC的下料液压机械手控制系统设计摘要如今，随着科技的进步，自动化已经广泛的被运用到了各行各业，因为自动化技术的运用，让机器的生产力得到了极大的提升，而机械手就是在这一阶段出现的一项新技术，它的体积比一般的机器要小，生产的速度快，运行的协调能力好，具有更好的节能特性。能够成为现代工业制造中的一个主要组成部分。该系统采用西门子系列PLC和相应的编程软件，在对现有的有关资料的基础上，对其进行了系统的理论分析，随后基于原理进行了液压机械手的设计，并对该系统进行了模拟，从而达到了预期的控制目的。机械手能够根据制造过程中的控制程序、位置和时间，实现对产品的搬运功能，并且机器手的使用极大地提升了产品的工作质量，使整个施工过程的自动化程度得到了明显的提升。该系统以西门子S7型PLC为主控制器，实现了机械手的自动控制。关键词：机械手；液压；可编程控制器；自动化目录TOC\o"1-3"\h\u242471绪论 机械手控制系统软件设计4.1PLC编程软件简介西门子STEP7编程系统是为PLC编制的一种标准的编程语言，它可以为电气工程师提供方便的编程工具，为计算机编程提供方便的编程语言，也可以提供适合于电气工程的逻辑模块。软件的主要功能包括：创建、编辑和修改、编译、运行和实时监测。4.2控制系统项目创建4.2.1新建项目开启STEP7-MicroWINSMART程序，点击创建一个新的项目，然后点击“保存”到新的文件重新取名为“毕业设计”，见图4-1。图4-1项目创建4.3.2系统块设置在编写软件之前，还需要对该程序进行一个系统块的设计，第一个目标是确定该项目所采用的CPU的类型，另外，在该模块中加入其它的组件时，CPU将会发现该组件的新功能。二是设定可编程序控制器CPU通信模式，可采用以太网络接口通信和RS485接口通信，此设计采用了以太网络接口通信。其具体操作方法如下：在新的工程下方显示CPU的图标，它的预设CPU是ST20，点击ST20。在弹出的“CPU”对话方块中，在下面的一列中，可以看到“CPUSR30”，这是此设计需要的CPU。点击通讯，选择Ethernet端口通讯，设定IP“192.168.2.1”将子网屏蔽设定为“255.255.255.0”，IP地址设定时，应保证PLC与PC的通讯地址处于相同的网络段时，PLC与PC可以进行通讯连接。该示范在图4-3中可以看到。图4-2系统块CPU型号选择图4-3系统块通讯设置4.3控制系统程序设计4.3.1符号表的建立符号表可以用来统计变量，可以在软件中修改变量，也可以用来注释变量，方便用户在编写控制程序时了解控制程序的运行状态。符号表在建立专案档案时会自动产生符号资料表，只需修改即可。符号表创建的过程是在项目下拉栏中点击符号表，选择输入/输出符号见图4-4。图4-4符号表创建符号表格按照输入输出指派表格进行修正，修正后的数字表格见附图4-5。图4-5符号表创建完成4.3.2主程序设计机械手控制程式主要由两个主要部分组成：起动自控程式和起动人工控制程式，当自动控制程式开始时，人工操纵程式不能发动，同样，当人工操纵程式发动后，自动控制程式也不能发动。自动控制程序启动和手动控制程序启动主要应用于逻辑指令编写，在启动程序编写时，自动启动程序与手动启动程序行程互锁，避免自动程序运行时误触手动控制程序按钮造成的干扰，同样地，手动控制程序启动时也可避免误触自动控制程序行程干扰。在手工起动程序和自动起动的情况下，需要首先按下停止键，详细的编程见4-6。图4-6手动/自动启动程序根据程序要求，当自动启动按钮I1.0被按下时，自动运行指示灯Q0.2被接通，因为自动操作指示灯带自锁的开关触点Q0.2闭合，其常闭触点段断开，所以将持续通电接入自动控制程序，此时自动运行指示器由于自动运行指示灯常闭触头Q0.2是断开的，因此当手动启动按钮被误触时，手动启动操作指示灯就不能启动。如果不正确地触发了手动起动键，那么手工起动操作的指示器就不会打开，只有在按下了停止键I1.1关掉了电源时，Q0.2的正常闭合触头重置后，才能开始人工起动。

结论本文介绍了基于PLC的机械手控制系统的国内外发展现状，分析和研究了机械手的结构和控制方式，提出的控制方法采用西门子系列PLC和西门子PLC编程软件来实现。本设计实现了机械手的升降动作、机械手的伸出和缩回动作、机械手的夹放动作、整个机械手的左右转动动作硬件部分与限位开关和光电开关配合，实现机械手的限位功能。该控制系统软件可分为手动控制系统和自动运行模式，并且通过控制程序，可以使机械臂按照预定的运动轨迹执行预定动作，为了满足各种需求，可以实现机器手臂在各种操作方式下的不同工作方式。为了保证整个控制体系的整体和安全，本系统中还设置了机器人的自动重置和机器手臂的警报，并且机械手臂能够与输送带相配合一起稳定工作。参考文献[1]张新荣,霍莹,王金民.基于PLC的生产线运料车控制系统设计[J].制造业自动化,2011,33(07):115-118.[2]吴立江.机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].电子技术与软件工程,2017(07):139+203.[3]范金龙.低压铸造液面加压控制[D].吉林大学,2011.[4]濮良贵.机械设计.北京：高等教育出版社，2003.6.[5]张普礼.机械工程手册.北京：机械工业出版社，1