1、 PLC在机械手控制系统中的应用在机械手控制系统中的应用n指导老师：指导老师： n专专 业：业： 自自 动动 化化n班班 级：级： n学学 生：生： n学学 号：号： 研究背景研究背景 机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象，可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。 研究意义研究意义 本次课题设计的机械手就是通过本次课题设计的机械手就是通过PLC来实现自动化控制的。通过此次设来实现自动化控制的。通过此
2、次设计可以更进一步学习计可以更进一步学习PLC的相关知识，了解世界先进水平，尽可能多的应用的相关知识，了解世界先进水平，尽可能多的应用于实践。于实践。 研究内容研究内容 本课题主要研究的是基于本课题主要研究的是基于PLC的机械手模型控制系统的设计，包括硬件的机械手模型控制系统的设计，包括硬件的设计和软件的设计。通过设计编制的设计和软件的设计。通过设计编制PLC程序实现机械手模型控制系统的自程序实现机械手模型控制系统的自动控制，实现机械手的伸缩、抓取、移位。利用组态软件设计出人机界面，动控制，实现机械手的伸缩、抓取、移位。利用组态软件设计出人机界面，进行设备和数据对象的连接，实现动画连接，实现机
3、械手的监控。通过组态进行设备和数据对象的连接，实现动画连接，实现机械手的监控。通过组态软件将机械手的动作过程进行动画演示，使机械手的动作形象化。软件将机械手的动作过程进行动画演示，使机械手的动作形象化。论文的研究背景、意义及内容论文的研究背景、意义及内容论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容 控制系统硬件选型控制系统硬件选型 控制系统的程序设计控制系统的程序设计 组态王在机械手控制系统中的应用组态王在机械手控制系统中的应用 结束语结束语 PLC的基本结构的基本结构 PLC和一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。PLC的硬件系统由微处理器(CPU)、存储器(EPRO
4、M，ROM)、输入输出(I/O)部件、电源部件、编程器、I/O扩展单元和其他外围设备组成。各部分通过总线(电源总线、控制总线、地址总线、数据总线)连接而成。控制系统硬件选型控制系统硬件选型PLC的基本原理的基本原理 可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。PLC的工作原理图如1所示，PLC硬件原理图如2所示。2.机械手简介机械手简介 机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬物件或操作工具的自动操作装置，它
5、可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。本设计所用机械手模型如下图所示。机械手控制要求机械手控制要求 如下图机械手的动作示意图所示，机械手从原位开始执行将工件从A处经过下降、吸合、上升左移等一系列动作，把工件搬运至B处然后返回原位。AB3.系统硬件设计系统硬件设计 PLC硬件设计是指PLC外部设备的设计。硬件设计包括PLC I/O通道的分配,外部接线图设计。其I/O分配表如下所示。外部接线图外部接线图 根据机械手控制设计的控制流程图和IO分配表可作出外部接线图，如下所示。控制系统的程序设计控制系统的程序设计系统控制流程图系统控制流程图及程序设计及程序设计 机械手顺序动作的要求如流程图所示
6、。 根据机械手控制流程图与IO分配表，实现机械手抓取和放松物件，编写梯形图。组态王在机械手控制系统中的应用组态王在机械手控制系统中的应用。1.机械手控制系统组态的建立机械手控制系统组态的建立1.1定义新画面建立新工程，根据组态王的软件绘图，按照设计操作要求画出机械手控制动态仿真画面，如图所示。1.2定义I/O设备及构造数据库 定义I/O设备及构造数据库可将plc与组态王连接起来，进行数据交换。变量定义图如下所示。2.动画连接动画连接 进行动画连接之前先进入应用程序语言选择相应函数先对画面的每个元件按照数据库、IO分配进行定义，根据动作要求完成动画连接，部分过程如下。 2.1指示灯动画连接2.2机械手动画连接垂直移动连接隐含设置3.运行和调试运行和调试 在运行系统中打开组态王运行系统画面，即可看到机械手和指示灯的动态变化，如下列图所示。启动下降吸合上升吸合下降左移回原位谢谢 衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师，祝您身体健康，工作顺答辩的各位老师，祝您身体健康，工作顺利！利！
