基于PLC的機(jī)械手臂控制課程設(shè)計(jì).docx

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1、課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱:電氣控制PLC課程設(shè)計(jì)課程代碼:XXXXXXXX題目:基于PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)學(xué)生姓名:XX學(xué)號(hào):XXXXXXXXXXXXX年級(jí)/專業(yè)/班:XXXX級(jí)電氣自動(dòng)化X班學(xué)院(直屬系):XXXXXXX學(xué)院指導(dǎo)教師:XX學(xué)院名稱：XXXXXX專業(yè)：XXX年級(jí)：2013級(jí)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、選題背景及題目來源工業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，可在天科TKPLC-A實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)械手裝置的模擬控制實(shí)驗(yàn)區(qū)完成本模擬實(shí)驗(yàn)。二、訓(xùn)練目的（1）通過使用各基本指令，進(jìn)一步熟悉掌握PLC的編程和程序調(diào)試；（2）學(xué)會(huì)繪制電氣原理圖及接線圖；（3）選擇電氣元器件；（4）完成系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)；（5）完成模擬實(shí)驗(yàn)；（6）

2、編寫技術(shù)文件。三、要求實(shí)現(xiàn)的功能啟動(dòng)機(jī)械手，將物體從A處移動(dòng)到B處，機(jī)械手將完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、左移、循環(huán)或者回到原位動(dòng)作過程。在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)由限位開關(guān)對(duì)機(jī)械手位置進(jìn)行控制，并且由雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。提出改進(jìn)方案：在機(jī)械手夾緊過程進(jìn)行探究，增加壓力傳感器用于機(jī)械手爪壓力并進(jìn)行反饋控制；增加超聲波傳感器檢測(cè)物體是否滑落。當(dāng)物體出現(xiàn)滑落或操作錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出報(bào)警等。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、安裝了STEP7-Micro/WIN32編程軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)2、天科TKPLC-A實(shí)驗(yàn)裝置3、機(jī)械手模塊五、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）根據(jù)控制要求分析控制及動(dòng)作過程，設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)；（2）繪制電氣原理

3、圖及PLCI/O接線圖；（3）設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)；（4）組成控制系統(tǒng)；（5）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)（三）所要求的控制功能，完成模擬實(shí)驗(yàn)。（6）撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。六、參考資料1、天科TKPLC-A實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)手冊(cè)2、《S7-200可編程序控制器手冊(cè)》，西門子技術(shù)服務(wù)中心，四川省機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，2000.93、《現(xiàn)代電器控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》第2版，王永華，北京航空航天大學(xué)出版社指導(dǎo)教師：XX簽名日期：2015年06月1日摘要可編程控制器是一種以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，可以再其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸

4、出，控制各種類型的設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣。本課題設(shè)計(jì)了機(jī)械手控制系統(tǒng)。主要應(yīng)用于機(jī)床加工工件的裝卸，裝配印制板電路板，組裝零部件；勞動(dòng)條件較差，危險(xiǎn)等場(chǎng)合。采用西門子公司S7-200系列，CPU224型PLC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程，并通過TKPLC-A型可編程控制器實(shí)驗(yàn)箱機(jī)械手裝置模擬控制實(shí)驗(yàn)區(qū)完成本模擬實(shí)驗(yàn)。主要功能是循環(huán)地將物件從A地運(yùn)往B地。為了使動(dòng)作操作更加準(zhǔn)確，加入壓力傳感器、超聲波傳感器，進(jìn)行檢測(cè)改進(jìn)。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)、位置控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等。由PLC接

5、收來自外部的輸入信號(hào)（包括開關(guān)機(jī)、限位指令、傳感器信號(hào)指令等），并控制雙線圈二位電磁閥來控制機(jī)械手的夾緊和松開。在設(shè)計(jì)過程中，包括流程圖、原理圖、主電路圖。關(guān)鍵詞：PLC、機(jī)械手、傳感器、檢測(cè)技術(shù)目錄引言1第1章機(jī)械手控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21.1方案設(shè)計(jì)原則21.2系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求21.3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31.3.1繼電器控制系統(tǒng)31.3.2單片機(jī)控制31.3.3工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制31.3.4可編程序控制器控制4第2章機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)52.1硬件選型52.1.1PLC機(jī)型選擇52.1.2PLC容量選擇62.1.3I/O模塊的選擇62.1.4電源模塊的選擇72.2機(jī)械手的基本構(gòu)造及PLCI/

6、O點(diǎn)分配82.2.1系統(tǒng)組成82.2.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)92.2.3、機(jī)械手PLC的模擬實(shí)驗(yàn)面板112.2.4機(jī)械手PLC的I/O分配122.3主電路的設(shè)計(jì)132.3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制要求132.3.2主電路圖的設(shè)計(jì)13第3章機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)143.1程序設(shè)計(jì)的一般方法143.1.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法153.1.2邏輯設(shè)計(jì)法153.1.3順序設(shè)計(jì)法153.2PLC控制的相關(guān)流程圖163.2.1控制流程圖163.3可編程控制器梯形圖173.3.1可編程控制器梯形圖簡(jiǎn)介173.3.2相關(guān)程序段173.3.3改進(jìn)方案設(shè)計(jì)20第4章系統(tǒng)調(diào)試24結(jié)論29設(shè)計(jì)總結(jié)30謝辭31參考文獻(xiàn)32附件133附件234引言為

7、了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。但是由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以至現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以