项目3.2机械手控制系统设计与调试

电气工程学院PLC、变频器应用技术PLC、触摸屏和变频器综合应用项目3.2工业机械手控制系统设计与调试3.2.1机械手控制要求3.2.2PLC硬件设计3.2.3PLC软件设计3.2.4PLC程序调试PLC控制系统设计的基本原则与步骤电气工程学院PLC、变频器应用技术为了实现生产工艺的控制要求，以提高生产效率和产品质量，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：①最大限度地满足被控对象的控制要求。②在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用、维修方便。③保证控制系统的安全、可靠。④考虑到生产的发展和工艺的改进，应适当留有扩充裕量。1.PLC控制系统设计的基本原则PLC控制系统设计的基本原则与步骤电气工程学院PLC、变频器应用技术分析生产工艺过程，明确控制要求确定控制方案选择PLC硬件设计软件设计总装调试是否符合控制要求？软件调整硬件调整投入运行2.PLC控制系统设计的一般步骤电气工程学院PLC、变频器应用技术1．分析生产工艺过程，明确工艺过程对电气控制的要求2．确定控制方案3．选择可编程控制器机型4．硬软件设计5．总装调试6．编制技术说明书2.PLC控制系统设计的一般步骤电气工程学院PLC、变频器应用技术涉及知识点：顺序控制指令的应用并行流程与选择流程的控制电气工程学院PLC、变频器应用技术并行流程与选择流程的控制实例说明：电动机3速控制电路与程序1．控制要求及PLC输入/输出端口分配表电动机3速控制的要求如下。（1）按下启动按钮时，电动机逐级升速，即从低速状态→中速状态→高速状态。（2）在高速状态下按下启动按钮时，电动机降速，即从高速状态→中速状态。（3）在任何状态下按下停止按钮时，电动机停止工作。输入/输出端口分配表输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件控制对象I0.0SB1常开触点启动Q0.0继电器KA1变频器低速控制端I0.1SB2、KH常闭触点串联停止和过载保护Q0.1继电器KA2变频器中速控制端Q0.2继电器KA3变频器高速控制端电气工程学院PLC、变频器应用技术电动机的转速受变频器控制，其低速、中速和高速对应的工作频率分别是30Hz、40Hz和50Hz，事先在变频器上设定。控制电路如图所示。电动机3速控制电路电动机3速顺序控制功能图电气工程学院PLC、变频器应用技术4．电动机3速控制程序电动机3速控制程序电气工程学院PLC、变频器应用技术3.2.1机械手控制要求机械手电气工程学院PLC、变频器应用技术机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。电气工程学院PLC、变频器应用技术输入/输出端子分配3.2.2PLC硬件设计电气工程学院PLC、变频器应用技术整体程序结构机械手的整体程序结构3.2.3PLC软件设计电气工程学院PLC、变频器应用技术•整体顺序功能流程图顺序功能流程图电气工程学院PLC、变频器应用技术•实现单操作工作的程序单操作工作的梯形图程序电气工程学院PLC、变频器应用技术•自动顺序操作控制程序（1）PLC上电，用传送指令复位从S0.0开始的一个字，本例中，复位S0.0～S1.0。（2）点位置必须是机械手在上限位开关和左限位都闭合的位置，所有的操作必须从原点位置开始。（3）从顺序功能流程图上看，上升和下降在一个循环周期中出现两次，使用S7-200PLC的顺控指令时不能有双线圈输出，所以在本例中用了位存储器M2.0、M2.1来控制Q0.0输出，用了位存储器M2.2、M2.3来控制Q0.1输出。电气工程学院PLC、变频器应用技术•自动顺序操作控制程序（4）右行到位后由右行限位开关断开右行，然后光电开关检测右工作台无工件时，才进入步S0.5，机械手开始下降，所以在右行控制梯级中串入了I0.3的常闭接点。（5）由位存储器的状态来决定执行连续或单操作过程。机械手自动顺序操作也可以用移位寄存器指令来编程，每一步的满足条件作为下一步的启动条件，顺序操作，这里不再列出程序，请读者自行设计。电气工程学院PLC、变频器应用技术•自动顺序操作控制程序机械手自动顺序操作的梯形图电气工程学院PLC、变频器应用技术•机械手步进操作功能流程图步进操作功能图电气工程学院PLC、变频器应用技术（1）输入程序，（2）静态调试，（3）动态调试。3.2.4PLC程序调试