用基本指令实现plc控制机械手_plc控制机械手程序

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目 录

一、绪论....................................................................................................................................................................1

二、PLC及其应用....................................................................................................................................................2 2.1 PLC的概念与组成......................................................................................................................................2 2.2 PLC的工作原理及特点..............................................................................................................................2

三、设计内容............................................................................................................................................................4 3.1 控制要求.....................................................................................................................................................4 3.2实验面板图..................................................................................................................................................5 3.3输入输出点地址分配..................................................................................................................................5 3.4系统工作流程图..........................................................................................................................................6 3.5 PLC外围电气连线图..................................................................................................................................7

四、系统梯形图........................................................................................................................................................8

五、总结..................................................................................................................................................................10

六、参考文献..........................................................................................................................................................11

一、绪论

随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。

机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。

机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其

一、它能部分的代替人工操作；其

二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其

三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的。

机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。

机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

二、PLC及其应用

2.1 PLC的概念与组成可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

图1 PLC的硬件系统结构

2.2 PLC的工作原理及特点

PLC的工作原理：PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC的特点：

（1）抗干扰能力强、可靠性高。（2）控制系统结构简单，通用性强。（3）编程方便，易于使用。（4）功能强大，成本低。（5）设计、施工、调试的周期短。（6）维护方便。

三、设计内容

3.1 控制要求

如下图左上方为原点，工件按下面运行顺序进行：“原点位置-下降-夹紧-停留2秒-上升-右行-下降-放松-停留2秒-上升-左行-原点位置”，一个循环称为一个周期。原点位置设定为机械手处于左上位、松开，即为系统的初始状态（此时左限位和上限位同时接通）。当系统处于初始状态，选择相应的工作方式：（1）点动操作：按下相应的上升、下降等按钮，机械手执行相应的操作。（2）单步运行：按一次启动按钮，机械手执行一步操作。

（3）单周期运行：从原点开始完成一个周期的动作后，停在初始状态。（4）连续运行：系统从原点按运行顺序反复运行。

运行过程中，按下停止按钮后，系统停止运行，并自动回到初始状态，等待选择工作方式。如图所示：

图2 机械手工作简图3.2实验面板图

图3 实验面板图

3.3输入输出点地址分配

输入点： 输出点：

启动按钮 SB1 I0.0 原始位开关 HL Q0.5 停止按钮 SB2 I0.5 抓球电磁铁 YV2 Q0.1 下限位开关 SQ1 I0.1 下行接触器 YV1 Q0.0 上限位开关 SQ2 I0.2 上行接触器 YV3 Q0.2 右限位开关 SQ3 I0.3 右行接触器 YV4 Q0.3 左限位开关 SQ4 I0.4 左行接触器 YV5 Q0.4 5 3.4系统工作流程图

开始原始位置，按下启动按钮下降夹紧，停留2s上升右行下降放松，停留2s上升单周期连续循环

图4 系统工作流程图

左行 6 3.5 PLC外围电气连线图

图5 PLC外围电气连线图

YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.5；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别接主机的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。

四、系统梯形图

图6 系统梯形图

五、总结

通过这次机械手设计让我知道了现代企业在完成自动化控制中离不开PLC的控制，它可以使企业在生产的同时减少劳动力和生产成本。目前我国很多地区的企业整个生产设备还比较落后且大部分工序都是通过人工来完成的，而机械手成本比较低且操作简单很适合中小企业的发展要求。但随着科技不断进步我相信多功能复杂的机械手将会在不久的将来出现，所以在今后的学习和生活中我们还要不段的学习和创新，只有这样才能设计出更符合现代社会所需求的产品。在完成这次课程设计过程中，并不是那么一帆风顺，我也遇到了很多问题与困惑，通过查阅相关资料以及同学的热心帮助，使我很快就解决了问题，让我更深切的明白了团结力量大的道理。还有就是一切知识都来源于实践，只有学习完课本知识后，结合实践，完美的实现相关功能，这样才是现代一个合格的科学技术工作者。

六、参考文献

[1] 王阿根.电气可编程序控制原理与应用.清华大学出版社.2010 [2] 何有华.可编程序控制器及常用控制电路.冶金工业出版社.2002 [3] 郭纯生.可编程序控制器编程实战与提高.电子工业出版社.2006 [4] 谢克明 夏路易.可编程控制器.电子工业出版社.2003