機械手PLC控制

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1、叮叮小文庫 目錄 一 機械手簡介 . 1 1.1 機械手分類 . 1 1.2 機械手控制系統(tǒng)設計步驟 . 1 1.3 機械手工作過程： . 2 二PLC簡介 . 4 三I/O配置表 . 4 3.1 機械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出點分配表 . 5 3.2 選型 . 5 3.3 PLC的輸入輸出端子分配接線圖 . 7 四機械手的PLC控制 . 7 3.1 控制特點 . 8 3.2 系統(tǒng)控制示意圖 . 8 3.3 原理接線圖 . 8 3.4 操作系統(tǒng) . 9 3.5 回原位程序 . 9 3.6 手動單步操作程序 . 10 3.7 自動操作程序 . 10 3.8 機械手傳送系統(tǒng)梯形圖 . 11 (1) 運行

2、程序 . 13 4.2 編輯運行程序 . 13 叮叮小文庫 (2) 操作面板 . 16 1. 操作面板的演示 . 16 七軟件調(diào)試過程 . 17 1 PLC程序的模擬調(diào)試 . 17 五總結(jié) . 19 參考文獻 . 20 附錄 . 21 一機械手簡介 在現(xiàn)今的生活上，科技日新月益的進展之下，機械人手臂與有人類的手臂最 大區(qū)別就在于靈活度與耐力度。也就是機械手的最大優(yōu)勢可以重復的做同一動 作在機械正常情況下永遠也不會覺得累！機械手臂的應用也將會越來越廣泛 ，機 械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設備，作業(yè)的準確性和環(huán)境中 完成作業(yè)的能力。工業(yè)機械手機器人的一個重要分支。特點是可以通過編程來

3、 完成各種預期的作業(yè)，構(gòu)造和性能上兼有人和機械手機器各自的優(yōu)點 1.1 機械手分類 機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械 手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可 分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。 1 機械手控制系統(tǒng)設計步驟 (1)根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動作，確定這些動作之間的關系 及完成這些動作的順序。 分配輸入、輸出設備，即確定哪些外圍設備是送信號給 PLC的，哪些外圍 設備是接收來自PLC的信號的,同時還要將PLC的輸入、輸出點與之一一對應, 對I/O進行分配。在此基礎上確定 PLC的選型。 根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和

4、所選 PLC的I/O點的情況及高功能模塊的情 況,設計PLC用戶程序，此時可采用梯形田、助記符或流程圖語言形式的用戶程 序。 PLC的用戶程序體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關 系,編程時叮叮小文庫 可用編程器或計算機直接編程、修改，同時也可對PLC的工作狀態(tài)、 特殊功能進行設定。 對所設計的PLC程序進行調(diào)試和修改，直至PLC完全實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的 控制功能。 保存已完成的程序。 1 機械手工作過程： 機械手在生產(chǎn)線上的任務是將工件從 A處傳送到B處。根據(jù)外界情況，機 械手在空間上主要進行以下動作：機械手下降，機械手抓緊工件，機械手與工 件上升，機械手與工件有右移，機械手與工件下降

5、，機械手放松工件，機械手 上升，機械手左移?？刂破鳈z測上，下，左，右限位開關的通斷，決定當前的 動作，通過驅(qū)動系統(tǒng)輸出，控制機械手的動作。同時，用兩位數(shù)碼管顯示搬運 工件的數(shù)量。 啟動控制有2種，1個由啟動開關安裝在現(xiàn)場，1個由通過組態(tài)王軟件控 制。在控制面板上，安裝一個檔位開關，分手動和自動兩大檔位，手動擋包括 調(diào)試和回原位兩檔，自動擋分單步、半自動和全自動三檔，要求自動擋的操作 必須在回原位的基礎上才能進行。 原下降一夾緊一上升一右移 左移 - 上移一-放松 一降 4 .右務 工件傳遞機械 Xt4 IOOCY001 XOQ Xt4 IOOC J 皿 | |_ I S20S20 JTL -

6、1 xaoi HI - L SH SH S2S2 SIT S20SIT S20 rooo SET S21SET S21 SH TOOLSH TOOL TJTJ K10K10 SET SET S22S22 10021002 SHSH 523523 Y003Y003 SET S24SET S24 KUDOKUDO 2828 3232 3636 3939 4242 45 射 6161 F0F0 6767 1002 1002 X004X004 Y Y MlMl HIIF J-f - YOOSYOOS - CJ P0 CJ P0 XiOOSXiOOS - -4 4+ + - L no 1 xoia _|

7、_| | | _ SEISEI Y001Y001 和1111 T T | | - E57 TO01E57 TO01 1 1 1012 10021002 YODOYODO I44-4+ - C Y0C2 XO13XO13 10311031 YO02YO02 II II YOOOYOOO M(JM(J XOUXOU I0KI0K X001X001 工血 一 _I II 丫剛 】 虻 X015X015 X00(2X00(2 K003K003 XO04XO04 T _I I 一 1 UTH Yoos JOOTJOOT - CJ P1 CJ P1 1 1 115 118 120120 123123 12

8、5125 128128 Pl SS6SS6 4STL1 10021002 HP- S27S27 -SIL1 XC04 Tl- KT YD01 11 K1011 K10 SET SET S2&S2& Y002 SET S27SET S27 Y004Y004 S2S2 REI WW ：008 叮叮小文庫 五 運行程序 5.1 編輯運行程序 if ( 運行標志=1) if ( 次數(shù)=50&次數(shù)70) if ( 次數(shù)=0&歐數(shù)50) 下移信號=0； 加緊信號=1; 下移信號=1; 左爪=左爪+1/21*5; 機械手y=機械手y+2; 右爪=右爪-1/21*5; 次數(shù)二次數(shù)+1; 次數(shù)二次數(shù)+1; 叮叮

9、小文庫 if ( 次數(shù)=70&次數(shù)120) 次數(shù)=次數(shù)+1； 加緊信號=0； if ( 次數(shù)=270&次數(shù)290) 上移信號=1； 機械手y=機械手y-2; 下移信號=0； 工件y=X件y-2; 放松信號=1； 次數(shù)二次數(shù)+1; 左爪=左爪-1/21*5； 右爪=右爪+1/21*5； if ( 次數(shù)=12 0&歐數(shù)220) 次數(shù)=次數(shù)+1； 上移信號-0； if ( 次數(shù)=290&次數(shù)340) 右移信號=1； 機械手x=機械手X+1； 放松信號=0； 工件x=工件X+1； 上移信號=1； 左爪二左爪+20/21； 機械手y=機械手y-2; 右爪二右爪+20/21； 次數(shù)=次數(shù)+1; 次數(shù)=次數(shù)

10、+1； if ( 次數(shù)=340&次數(shù)440) if ( 次數(shù)=220&歐數(shù)270) 上移信號=0； 右移信號=0； 左移信號=1； 下移信號=1； 機械手x=機械手X-1； 機械手y=機械手y+2； 左爪=左爪-20/21; 叮叮小文庫 工件y=X件y+2； 右爪=右爪-20/21; 叮叮小文庫 次數(shù)二次數(shù)+1; if （ 次數(shù)=440） 左移信號=0； 次數(shù)=0; 工件x=0; 工件y=100; 本站點左爪=0； 本站點 右爪=10/210*100; if （ 停止標志=1） 停止標志=0; 運行標志=0； 叮叮小文庫 6.1 操作面板的演示 六 操作面板 （面板中有上行、下行指示燈，數(shù)字計

11、算單位，檔位開關，單步按鈕。） 圖 6-1-1 叮叮小文庫 七軟件調(diào)試過程 7.1 PLC 程序的模擬調(diào)試 將設計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯 誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關和按 鈕來模擬，各輸出量的通/斷狀態(tài)用PLC上有關的發(fā)光二極管來顯示，一般不用 接PLC實際的負載（如接觸器、電磁閥等）?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當?shù)臅r候 用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關觸點的接通和斷開。對于順 序控制程序，調(diào)試程序的主要任務是檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī) 定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換

12、 所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬剑械暮罄m(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步?被驅(qū)動的負載是否發(fā)生相應的變化。 在調(diào)試時應充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選 擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應逐一檢查，不 能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應及時修改梯形圖和 PLC中的程序，直到在各種可能的情 況下輸入量與輸出量之間的關系完全符合要求。 如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以 在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實際設定值。 PLC程序下載：程序編譯完之后，STEP 7- Micro/WIN 32及PLC之間的通 信關系也成功建立，此時可

13、向PLC下載程序，然后收集狀態(tài)監(jiān)控或調(diào)試程序。 STEP 7- Micro/WIN 32提供了一套工具來調(diào)試和監(jiān)控程序。 選擇工作模式 選擇菜單欄中的“ PLC” 一 “運行”或者“ PLC” 一 “停止”可進入相對 的PLC模式；單擊工具欄中的“運行”按鈕或“停止”按鈕，也可進入相應模 式；還可以手工改變位于PLC上的開關或在程序內(nèi)插入停止指令。 當PLC處于停止模式時，可利用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)查看操作數(shù)的當前值， 也可以利用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)強迫數(shù)值（此操作只在梯形圖和功能塊圖程序狀態(tài) 中使用），還可以利用圖狀態(tài)寫入數(shù)值或?qū)懭牒蛷娖容敵觯瑘?zhí)行有限數(shù)目的掃 描，通過狀態(tài)圖或程序狀態(tài)查看影響。在停

14、止模式下，雖然能報告操作數(shù)狀 叮叮小文庫 態(tài)，但PLC無法執(zhí)行用戶程序，達不到預期的控制效果。如果想觀察程序狀態(tài) 的連續(xù)更新，需將PLC轉(zhuǎn)回運行模式。 打開程序狀態(tài) 選擇“排錯”菜單中的“程序狀態(tài)”，打開輸出窗口；或單擊調(diào)試工具條 中的“程序狀態(tài)”按鈕， 短暫停頓后， 程序編輯器窗口開始顯示狀態(tài)。 如果 作數(shù)值等于1 （位打開），布爾指令（觸點、線圈）將被顯示成彩色塊，非布爾 操作數(shù)則以通信速度允許的最快速度顯示并更新。 執(zhí)行有限次掃描 （1）單次掃描：通過指定PLC運行的掃描次數(shù)，可以監(jiān)控程序在改變進程 變量時的情況。PLC不支持對運行模式執(zhí)行循環(huán)次數(shù)。任何時候 PLC從停止模 式進入運行模

15、式，該掃描的第一掃描位（SM0.1）將被激活。由于PLC執(zhí)行的速度 很快，從程序狀態(tài)很難監(jiān)控到此位的變化，因此可以使用“單次掃描”命令， 它使PLC從停止模式轉(zhuǎn)變成運行模式。執(zhí)行單個掃描，然后再轉(zhuǎn)回停止模式。 由于PLC只執(zhí)行一次掃描，與第一掃描邏輯相關的狀態(tài)信息不會消失，因此可 以查看此信息，進而監(jiān)控程序。 可在程序編輯器窗口顯示要監(jiān)控的程序部分，確定打開程序狀態(tài)，將 PLC 置于停止模式，使用“單次掃描”命令。 （2） 多次掃描：單次掃描并不能完全收集系統(tǒng)連續(xù)執(zhí)行時系統(tǒng)狀態(tài)信息的 變化，需要連續(xù)或間斷地收集狀態(tài)信息?？梢灾付?PLC執(zhí)行有限次的程序掃描 （從1次掃描至65 355次掃描）。

16、當PLC處于停止模式時，可利用多次掃描特征 查看一次或多次掃描。確定PLC為停止模式后，選擇菜單欄中的“排錯”“多 次掃描”，出現(xiàn)執(zhí)行掃描對話礦，如圖？所示。在執(zhí)行掃描對話框中輸入所要 進行的掃描次數(shù)，單擊“確認”按鈕。 （3） 程序保存：當然，要想使自己所編寫保密，也可以對其進行保密設 置。選擇“文件”菜單中的“設置密碼” ，打開用密碼保護本窗口，在“密 碼”及“驗證”框中輸入相應的密碼和驗證碼即可。當然，若不想對自己的程 序進行保密設置，就在“密碼”及“驗證”框中不輸入任何數(shù)值。選擇“文 件”菜單中的“保存”選項，之后選擇“退出”選項，在出現(xiàn)的項目保存框中 選擇“是”即可。 八總結(jié) 本次課

17、程設計貼近工業(yè)現(xiàn)代自動化控制技術和計算機智能化技術。我們通 過這次專業(yè)的學習和實際操作后，能掌握 PLC的基礎知識和基本技能。這對我 們今后在畢業(yè)工作加工制造行業(yè)領域中從事相關領域。 叮叮小文庫 很快我們就要步入社會，面臨就業(yè)了，就業(yè)單位不會像老師那樣點點滴滴細致 入微地把要做的工作告訴我們，更多的是需要我們自己去觀察、學習。不具備 這項能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。 科學的迅猛發(fā)展，新技術的廣泛應用，會有很多領域是我們未曾接觸過的，只 有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。 PLC課程設計帶給我們的，不全是我 們所接觸到的那些操作技能，也不僅僅是通過幾項工種所要求我們鍛煉的幾種 能力，更多的則需要

18、我們每個人在課程設計結(jié)束后根據(jù)自己的情況去感悟，去 反思，勤時自勉，有所收獲，使這次設計達到了的真正目的叮叮小文庫 參考文獻 王庭有等編著可編程控制器原理及應用第二版M.北京：國防工業(yè)出 版社，3036 范永生、王岷編.電氣控制與PLC應用.第二版M。北京：中國電力出版 社 2007 9294 周美蘭、 周封、 王岳宇編著.PLC電氣控制與組態(tài)設計C.北京： 科技出 版社，2003 7376 宋伯生編著.PLC編程使用指南M.機械工業(yè)出版社，2007 8587 陳志新、宗學軍編電器與PLC控制技術M.中國林業(yè)出版社，2006 9394 郝維來主編.可編程控制器原理與應用M.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2008 115117 可編程控制器原理與應用 主編：周惠文 電子工業(yè)出版社 北京， 2007.8叮叮小文庫 附錄 S7-200 CN CPU枝術規(guī)范 &Ali|&Ali| 1A1A卜：蚩 HAflOdt 24 Alt* 24 Alt* l&l& If If ?t?t 片 砒 168 i168 i 168A168A 18A1?：K62 軌電誦2 2 叮叮小文庫 指導教師評語: PLC課程設計成績評定表 成績： 指導教師簽字: 年 月 日 叮叮小文庫