基于PLC的机械手控制系统设计

基于PLC的机械手控制系统设计姓名：毛啊敏专业：电气工程与自动化学院电气工程及其自动化指导老师：王允建日期：2013-6-5选题背景及意义：伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制部分显得越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，这样不仅加重了工人的劳动强度，甚至于危及生命，因此机械手就诞生了。随着PLC传感技术的发展，机械手装配作业的能力也将进一步提高，更重要的是机械手的安全性高，节省人工，提高效率和质量，延长机器寿命，防模具损坏，节省原料，降低成本，从根本上改变了目前机械系统的人工操作状态。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能性和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域中有着广阔的发展前景。用机械手可以代替人从事单调﹑重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化,也可代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，从而保证人身安全。系统设计的构思首先了解系统的工作过程和控制要求，确定系统的各组成部分；然后通过控制方案的对比选择PLC控制系统，接着统计输入输出I/O，确定选择S7-200PLCCPU226型号，其次选择其他部件配合构成整个机械手控制系统，如液压系统，电磁阀等，画出机械手控制系统电气接线图如图（a）所示；接着由工艺过程画出工作过程流程图如图（b）所示，最后写出梯形图。下面通过软硬件结合及图（a）（b）来具体描述一下机械手的整个工作过程：首先闭合开关QS，220VAC送入S7-200PLCCPU226中，接着按下自动启动按钮I0.0，自锁信号SM0.0置位，主程序调用子程序SBR_0,再按下液压启动开关I1.6，当传送带传送工件到位时，工件到位检测限位开关I1.5闭合，继电器输出信号Q0.5置位，继电器触点KM闭合，电动机带动液压泵使整个液压系统开始工作，此时机械手处于高位、左位，子程序SBR_0开始启动。此时下降电磁阀通电，即Q0.0置位，机械手开始下降（下降期间上升电磁阀不能通电实现互锁），当机械手下降到位时，低限位开关I0.5闭合，由于机械手处于左位，即左限位开关I0.6闭合，下降电磁阀断电，即Q0.0复位，同时夹紧电磁阀通电，即Q0.4置位，机械手处于夹紧工件状态（加紧期间上升电磁阀不能通电）并延时，延时5S时间到，上升电磁阀通电，即Q0.1置位，机械手开始上升（上升期间下降电磁阀不能通电），上升到位时，高限位开关闭合，即I0.4闭合，则上升电磁阀断电，即Q0.1复位，同时右移电磁阀通电，即Q0.2置位，机械手开始右移（右移期间左移电磁阀不能通电），当机械手右移到位时，右限位开关I0.7闭合，由于机械手处于高位，即高限位开关I0.4闭合，右移电磁阀断电，即Q0.2复位，同时下降电磁阀通电，即Q0.0置位，机械手开始开始下降（下降期间上升电磁阀不能通电），当机械手下降到位时，低限位开关I0.5闭合，由于机械手处于右位，即右限位开关I0.7闭合，下降电磁阀断电，即Q0.0复位，同时夹紧电磁阀断电，即Q0.4复位，机械手处于放松工件状态（放松期间上升电磁阀不能通电）并延时，延时5S时间到，上升电磁阀通电，即Q0.1置位，机械手开始上升（上升期间下降电磁阀不能通电）上升到位时，高限位开关闭合，即I0.4闭合，则上升电磁阀断电，即Q0.1复位，同时左移电磁阀通电，即Q0.3置位，机械手开始左移（左移期间右移电磁阀不能通电），当机械手左移到位时，左限位开关I0.6闭合，由于机械手处于高位，即高限位开关I0.4闭合，左移电磁阀断电，即Q0.3复位，同时单动方式下自锁信号复位，以阻止单动启动。至此，一个工作过程结束。同理，手动方式下启动也是如此。其逻辑流程图如下所示：夹紧上升低位高位右移延时到位下降工件启动左位停止左移高位上升延时放松下降低位机械手控制系统逻辑流程图谢谢聆听·