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1、精品学习资源机械手模型的PLC掌握系统设计摘 要在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题；如今，机械 手在工业中的应用已特别普遍，特殊是基于PLC掌握的机械手；机械手是能够仿照人体上肢的部分功能，可以对其进行自动掌握，使其依据预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备；要想机械手依据操作者的意识完成各个动作，就需要在 PLC 中输入正确的且与机械手的动作相符的程序；对于操作者来说，如想看懂程序，就要懂得助记符和梯形图，梯形图具有直观、易懂、敏捷 性强、修改便利的优点，是可编程掌握器使用最多的一种语言；关键词： 机械手， PLC，梯形图Design of Manipul
2、ator Model Control System Based on PLC ABSTRACTIn modern industry, the production process of mechanization, automation has become a prominent theme. Today, robots in the industrial application has been very common, especially the manipulator based on PLC control.Manipulator is part can imitate human
3、 body upper limb function, can be controlled automatically, make its products or running tools according to the predetermined requirement for the operation of automated production equipment.To the consciousness of the manipulator according to the operator to completeb each action, you need to in the
4、 PLC input correct and procedures associated with the motion of the manipulator.For the operator to read program, mnemonics should be understood and ladder diagram, ladder diagram is intuitionistic,simple, strong flexibility,modifythe advantages of convenient, is a programmable controller is one of
5、the most used language.KEYWORDS: Robot，PLC，LAD欢迎下载精品学习资源目录前言 0第 1 章 可编程掌握器概述21.1 可编程掌握器的产生与进展21.1.1 可编程掌握器的一般概念21.1.2 可编程掌握器的产生和进展过程31.2 可编程掌握器的基本组成41.3 PLC 工作原理及其特点 61.3.1 PLC 的工作原理 61.3.2 PLC 的特点 71.4 PLC 的应用 7第 2 章 PLC 设计方案分析 82.1 PLC 类型的选取 82.1.1 西门子 S7-200 系列简介 82.1.2 西门子 S7-200 系列与三菱FX 系列的比较 1
6、12.1.3 PLC 类型的选取 112.2 设计方案的整体分析 12第 3 章 掌握系统的掌握原理 133.1 机械结构和掌握要求 133.2 输入输出地址安排 14第 4 章 掌握系统的软件设计 154.1 用规律流程图设计程序 154.2 用步进次序掌握指令设计程序174.3 梯形图 20结 论 34谢 辞 35参考文献 36欢迎下载精品学习资源前言在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为工业进展的趋势；但除切削加工外，仍有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化；据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产，金属加工生产批量中有四分之三是在50件以下，零件
7、真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%；从这里看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的；自上世纪六十岁月，机械手被实现为一种产品后，它在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产及提高注塑成型机的生产效率、稳固产品质量、降低废品率、降低生产成本和增强企业的竞争力等方面起到了极其重要的作用；近十年来，对它的开发应用也在不断进展，最典型的进展是生产者将其大量应用于卫生行业（全自动生化分析仪），从而满意了卫生检验中需时间短、样品数据多的要求，但在卫生领域的机械手因采纳样品单一酶试剂显色法，且采纳滤光片结构设计，造成试剂价格昂贵，限制了产品市场的进展；随
8、着技术的进步，机械手的设计已经实破了单一试剂、加热及滤光片的束缚；比如美国OI公司的产品，可针对单一工程， 次序加4 种试剂，加热温度也提高到50 ，检测器就采纳二极管陈设技术，这些进步为新领域的应用供应了强大支持；有专家估量将来10年， 全自动流淌分析仪的市场份额中，将有50%被全自动化学分析机械手取 代；通过明白上述两类产品的技术特点我们不难看出，机械手具有微试剂消耗，不受模板束缚，分析不同检测工程时可穿插完成，可完成研发性波长扫描优化检测，用户可自行设计新的检测工程，体积小，甚至可做现场快速分析等特点；对卫生行业的快速分析中，也因新型机械手的设计特点而使其取代昂贵的试剂，降低分析成本成为
9、可能；机械手不能完全取代流淌分析产品一个重要的缘由是：一些特殊样品处理技术不能在线实现， 如萃取、高温蒸馏，需要离线进行；信任随着技术的进步，这些方面的技术也会提高；现代化的注塑机也常常配置有机械手，以提高生产效率；注塑机械手是能够仿照人体上肢的部分功能，可以对其进行自动掌握使其按欢迎下载精品学习资源照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备；随着工业机械化和自动化的进展以及气动技术自身的优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业；近20 年来，气动技术的应用领域快速拓宽，特殊是在各种自动化生产线上得到了广泛应用；电气可编程掌握技术与气动技术的结合，使整个系统自动化程度更
10、高，掌握方式更敏捷，性能更加牢靠；气动机械手和柔性自动化生产线的快速进展，对气动技术提出了更多更高的要求；气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简洁、重量轻、动作快速、平稳、牢靠、节能和不污染环境、简洁实现无级调速、易实现过载爱护、易实现复杂的动作等优点；所以，气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等；在现代汽车制造工厂的生产线上，特殊是主要工艺的焊接生产线，大多采纳了气动机械手；车身在每个工序的移动和车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位及点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压掌握点焊中，都采纳了各种特殊功能的气动
11、机械手；高频率的点焊、力控的精确性及完成整个工序过程的高度自动化，堪称是最有代表性的气动机械手应用之一；气动机械手仍用于对食品德业的粉状、粒状、块状物料的自动计量包装和烟草工业的自动卷烟和自动包装等很多工序中；如酒、油漆灌装气动机械手及自动加盖、安装和拧紧气动机械手和牛奶盒装箱气动机械手等；欢迎下载精品学习资源第 1 章 可编程掌握器概述1.1 可编程掌握器的产生与进展1.1.1 可编程掌握器的一般概念可编程规律掌握器Programmable Logic Controller通常称为可编程掌握器，英文缩写为PLC, 是以微处理器为基础，综合运算机技术、自动掌握技术和通信技术而进展起来的一种通用
12、的工业自动掌握装置；它具有体积小、功能强、程序设计简洁、敏捷通用、爱护便利等优点，特殊是它的高牢靠性和较强的恶劣工业环境适应才能更是得到用户的好评；它将传统的继电接触器掌握技术和现代运算机信息处理技术的优点结合起 来，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的掌握设备；目前已广泛应用于冶金、能源、化工、交通、电力等行业，并跃居现代工业掌握三大支柱 PLC/ 机器人和 CAD/CAM的首位；可编程掌握器是在继电器掌握和运算机技术的基础上开发出来的， 在可编程掌握器问世以前，工业掌握领域中以继电接触器掌握技术占主导位置；继电器掌握的系统由于结构简洁、易懂，在工业掌握领域中被长期广泛应用，但由于其设备体
13、积大、耗电多、牢靠性差、寿命短、运行速度不高、通用性和敏捷性差，已不能满意现代化生产过程中生产工艺复杂多变的掌握要求；随着电子技术的高速进展，集运算机、仪器外表、电器掌握“三电”于一身的可编程掌握器在概念、设计、性能价格以及应用领域等方面都有了全新的突破；它将传统的“硬”接线程序掌握方式改换为储备程序掌握方式，即通过事先编制好并存于程序储备器中的用户程序来完成掌握功 能，而在掌握要求转变时，只需修改储备器中的用户程序的部分语句即可 ；可 编程掌握 器自问世以 来, 以其 牢靠性高、 抗干扰能 力强、 组合 灵活、编程简洁、爱护便利等特殊优势被日趋广泛地应用于国民经济的各个掌握领域，其应用深度和
14、广度已成为一个国家工业先进水平的重要标志；欢迎下载精品学习资源1.1.2 可编程掌握器的产生和进展过程可编程掌握器产生于20世纪 60 岁月末期，当时美国的汽车制造工业竞争特别猛烈，各生产厂家为适应市场不断更新汽车型号，要求相应的加工生产线亦随之转变，整个继电接触器次序掌握系统也就要重新设计和配置；这样不但造成设备的铺张，而且新系统的安装、调试也特别费时；为 了尽可能 削减 重新设计 继电 器掌握系 统和接线 所需 的成本和 时间 ，1968年美国最大的汽车生产商通用汽车公司（GM）向全球招标开发研制新型的工业掌握装置取代继电掌握装置，制定10项招标的技术要求，即：（ 1）编程简洁便利，可在现
15、场修改程序；（ 2）硬件爱护便利，采纳插件式结构；（ 3）牢靠性要高于继电器掌握装置；（ 4）体积小于继电器掌握装置；（ 5）可将数据直接送入治理运算机；（ 6）成本上可与继电器掌握装置竞争；（ 7）输入可以是沟通115V ；（ 8）输出为沟通 115V ， 2A 以上，能直接驱动电磁阀；（ 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动；（ 10）用户程序储备器容量至少可以扩展到4KB；1969 年美国数字设备公司（DEC）依据这些招标技术指标，研制了第一台可编程掌握器，投入通用汽车公司的生产线过程掌握系统中，取得了极佳的成效，从今开创了可编程掌握器的新纪元；1971年, 日本从美国引进了这项技术,
16、并很快研制成了日本第一台可编程掌握器； 1973年，欧洲也研制出了可编程掌握器并在工业领域开头 使用；我国从 1974 年开头研制 , 并于 1977 年开头工业应用 .由于早期的可编程掌握器是用来取代继电器掌握的, 其掌握功能主要是规律运算、计时、计数等次序掌握，因此人们称之为可编程掌握器，简称 PLC；20 世纪 70 岁月末到 80 岁月初，随着微电子技术的进展，微处理技术日趋成熟，使可编程掌握器的处理速度大为提高，同时增加了很多特殊欢迎下载精品学习资源的功能，如数值运算、函数运算、查表等，使得可编程掌握器不仅可以进行规律掌握，而且仍可以对模拟量进行掌握；因此，美国电器制造商协会NEMA
17、National Electical Manufacturers Association将其正式命名为 PC（ Programmable Controller）；后来，为区分个人运算机的简称，可编程掌握器命名为PLCProgrammable Logic Controller；目前，世界闻名的电气自动化企业几乎都生产可编程掌握器；可编程掌握器已作为一个独立的工业设备被列入生产中，并成为当代电控装置的主导；1.2 可编程掌握器的基本组成PLC的类型繁多，功能和指令系统也存在肯定程度上的差异，但就其结构和组成原理就大同小异；PLC的实质就是一个运算机掌握系统， 属于过程掌握运算机的一个分支，只不过它
18、比一般的运算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适用于掌握要求的编程语言；可编程器控 制器 的组成与运算机控 制系 统特别相像， 通常 由主机、 输入/ 输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成；PLC的硬件系统结构如图 1-1 所示：欢迎下载精品学习资源按钮挑选 开关限位 开关电源可编 程序掌握 器输输入C P U出模块模块模块编程装 置图 1-1 PLC的硬件系统结构接 触器电 磁阀指 示灯电 源欢迎下载精品学习资源始终到现在的现场总线掌握系统，PLC 更是其中的主角，其PLC 的各组成元素的构成及功能：(1) CPU的构成及功能； CPU是 PLC 的核心，起神经
19、中枢的作用，主要由运算器、掌握器、寄存器及实现它们之间联系的数据、掌握及状态总线构成， CPU单元仍包括外围芯片、总线接口及有关电路；每套PLC 至少欢迎下载精品学习资源有一个 CPU，它按 PLC 的系统程序赐予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等；进入运行后，从用户程序储备器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的掌握信号，去指挥有关的掌握电路；(2) I/O模 块 ； PLC 与 电 气 回 路的 接口 ， 是 通 过输 入输 出部 分（ I/O
20、 ）完成的； I/O模块集成了 PLC 的 I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态；输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC 系统，输出模块相反；I/O种类有开关量输入（DI ），开关量输出（ DO），模拟量输入（ AI ），模拟量输出（ AO）等；(3) 储备器； PLC 的储备器可分为系统程序储备器和用户程序储备器，而用户程序储备器又包括用户程序储备区和用户数据储备区内存；系统程序储备器通常采纳 ROM或 EPROM芯片储备器，用于存放 PLC 生产厂商永久储备的程序和指令，称为监控程序；用户程序储备区主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序，一般采纳EP
21、ROM或 EEPROM储备器，用户可擦除重新编程；用户数据储备区通常采纳RAM 储备器，为防止掉电时信息的丢失，有后备电源作爱护，用于储备PLC 工作过程中常常 变化 ， 需要随 机存取一些 数据，数 据储备区包 括 输入 / 输出 数据映 像区、定时器 / 计数器预置数和当前值数据；(4) 电源模块； PLC 电源用于为PLC 各模块的集成电路供应工作电源；同时，有的仍为PLC 内部供应5V 直流电和为输入输出端及各种传感器 提 供 24V直 流 电 ； 电 源 输 入 类 型 有 ： 交 流 电 源 （ 220VAC或110VAC），直流电源（常用的为 24VAC）；(5) 底板或机架；大
22、多数模块式 PLC 使用底板或机架，其作用是： 电气上，实现各模块间的联系，使 CPU 能拜访底板上的全部模块；机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体；(6) PLC 系统的其它设备；编程设备：编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查爱护不行缺少的器件，用于编写程序、对系统作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所掌握的系统的工作状况，但它不直接参加现场掌握运行 ；某些PLC 也配 有手持型 编程器， 目前 一般由 运算机 （ 运行编程软欢迎下载精品学习资源件）充当编程器；人机界面：最简洁的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由运算机（运
23、行组态软件）充当人机界面也特别普及；输入输出设备：用于永久性地储备用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等；(7) PLC的通信联网；依靠先进的工业网络技术可以快速有效地收集、传送生产和治理数据；因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出 网络就是掌握器 的观点说法； PLC具有通信联网的功能，它使PLC 与 PLC 之间、 PLC 与上位运算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中掌握；多数PLC 具有 RS-232接口，仍有一些内置有支持各自通信协议的接口；PLC 的通信，仍未实现互操作性，IEC
24、 规定了多种现场总线标准，PLC 各厂家均有采纳；对于一个自动化工程 特殊是中大规模掌握系统 来讲，挑选网络特别重要的；第一, 网络必需是开放的，以便利不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，挑选网络的形式，这必需在较深化地明白该网络标准的协议和机制的前提下进行； 再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等详细问题，确定不同层次所使用的网络标准；1.3 PLC 工作原理及其特点1.3.1 PLC 的工作原理PLC 在结构形式上虽然与微型运算机有很多相同之处，但由于PLC 在工业中使用对规律运算及稳固性要求相应较高，所以PLC 一般不采纳微型运算机等待
25、命令和中断工作方式，而是采纳不断循环的次序扫描的工作方式，即PLC 工作时对用户程序反复循环扫描，逐条地说明用户程序， 并加以处理；每一次扫描所用的时间即扫描时间称为扫描周期或工作时 间； 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；次序扫描方式简洁直观，便于程序设计和PLC 自身的检查；在PLC的不断循环次序扫描过程中，某一个输出继电器线圈被接通或断开，该线欢迎下载精品学习资源圈的全部常开和常闭触电不会像继电接触掌握器掌握系统中继电器那样立即动作，而必需等到扫描到该触点时才会动作；PLC 采纳循环扫描工作方式的工作过程一般包括6 个阶段：以故障诊断和处理为主的公共操作、与
26、编程器等的通信处理、输入扫描、执行用户程序、输出处理、响应外设；1.3.2 PLC 的特点PLC 的特点如下 ：(1) 抗干扰才能强、牢靠性高；(2) 通用性强，使用便利；(3) 程序设计简洁，易学易懂；(4) 采纳模块化结构，系统组合敏捷便利；(5) 设计、施工、调试的周期短；(6) 安装简便，调试便利，爱护工作量小；(7) 对生产工艺转变适应性强，可进行柔性生产；1.4 PLC 的应用初期的 PLC 主要在以开关量居多的电气次序掌握系统中使用，但在20 世纪 90 岁月后， PLC 也被广泛地在流程工业自动化系统中使用，应用面越来越广；目前，世界上有200 多厂家生产 300 多品种 PL
27、C 产品，应用在汽车、粮食加工、化学/ 制药、金属 / 矿山、纸浆 / 造纸等行业；依据PLC 的特点，可以将应用形式归纳为如下几类种类型：(1) 开关规律掌握；(2) 模拟量掌握；(3) 次序（步进）掌握；(4) 定时掌握；(5) 计数掌握；(6) 闭环过程掌握；(7) 数据处理；(8) 通信和联网；欢迎下载精品学习资源第 2 章 PLC 设计方案分析2.1 PLC 类型的选取2.1.1 西门子 S7-200系列简介S7-200系列 PLC 是 SIEMENS公司推出的一种小型PLC；以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已经成为当代各种小型掌握工程的抱负掌握器；S7-20
28、0 PLC包含了一个单独的S7-200CPU 和各种可挑选的扩展模块，可以特别便利地组成不同规模的掌握器；其掌握规模可以从几点到几百点； S7-200PLC可以便利地组成PLC-PLC 网络和微机 -PLC 网络，从而完成规模更大的工程；S7-200的 STEP7-Micor/WIN32编程软件可以便利地在Windows 环境下对 PLC 编程、调试、监控，使得PLC 的编程更加便利、快捷；可以说， S7-200可以完善地满意各种小规模掌握系统的要求；此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适 应性；图 2-1展现了一台S7-200 Micro PLC的 C
29、PU22* 系列 PLC 的 CPU外型图；目前 S7-200系列 PLC 主要有 CPU221、CPU222、CPU224 和 CPU226四种 CPU，其外观结构基本相同；这四种CPU的特点如下：(1) CPU221；该主机集成6 输入 /4输出共 10 个数字量I/O点（无 I/O 扩展才能）、 6KB 程序和数据储备空间、 4 个独立的 30kHz 高速计数器、 2 路独立的 20kHz 高速脉冲输出、 1 个 RS485 通信 / 编程口（具有 PPI 通信协议、 MPI 通信协议和自由方式通信才能）；适用于小数点掌握系统；(2) CPU222；该主机集成8 输入 /6输出共 14个
30、数字量I/O 点、 6KB 程序和数据储备空间；与CPU221 相比，增加了扩展才能， 可连接 2 个扩展模块，可扩展最多64 个数字量 I/O点或 8 路模拟量欢迎下载精品学习资源I/O点；(3) CPU224； 该主机集成 14 输入 /10输出共 24 个数字量 I/O 点、 13KB 程序和数据储备空间、6 个独立的 30kHz高速计数器、 2 路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID掌握器；与CPU222 相比，扩展才能大为加强，即可连接7 个扩展模块，最大扩展至168个数字量 I/O点或 35 路模拟量 I/O点；(4) CPU226； 该主机 在 CPU224 的 基础 上功
31、能进一步 增强：13KB 程序和数据储备空间、40 个数字量 I/O点、最大扩展至 248个数字量 I/O点或 35 路模拟量 I/O点；增加了一个通信口，可以分别进行设置，同时与两个设备进行通信互不干扰，通信功能大大加强； CPU226 适用于较高要求的复杂的中小型掌握系统；S7-200 PLC的 I/O扩展模块有：(1) 输入扩展模块EM221:共有 3 种产品，即8 点和 16 点DC、8 点 AC；(2) 输出扩展模块EM222：共有 5 种产品，即 8 点 DC 和 4 点DC、8 点 AC、8 点继电器和4 点继电器；(3) 输入 / 输出混合模块EM223：共有 6 种产品；其中
32、DC 输入/DC 输出的有3 种， DC 输入 / 继电器输出的有三种，它们对应的输入/ 输出点数分别为4 点、 8 点和 16 点；(4) 模拟量输入扩展模块EM231；(5) 模拟量输出扩展模块EM232；(6) 模拟量输入 / 输出扩展模块 EM235；S7-200 CPU模块包括一个中心处理器单元（CPU）、电源以及数字量 I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中；欢迎下载精品学习资源图 2-1 S7-200 CPU外型图1. CPU 负责执行程序和储备数据，以便对工业自动掌握任务或过程进行掌握；2. 输入和输出是系统的掌握点，输入部分从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号；输
33、出部分就掌握泵、电机以及工业过程中的其它设备；3. 电源向 CPU及其所连接的各种模块供应电力；4. 通讯端口答应将S7-200 CPU同编程器或一些设备连接起来；5. 状态信号灯显示了CPU的工作模式（运行或停止），本机I/O点的当前状态，以及检查出来的系统错误；6. 通 过 扩展模 块 可以 增加 CPU 的 I/O点数（ CPU221 不 可以扩展）；7. 通过扩展模块可以供应其通讯功能；8. 一些 CPU具有内置实时时钟，其它CPU需要实时时钟卡；9. EEPROM 卡可以储备 CPU 程序，也可以将一个CPU 中的程序传送到另一个 CPU中；10. 通过可选的插入式电池盒可延长RAM
34、中的数据储备时间；欢迎下载精品学习资源图 2-2 展现了一个基本的S7-200 Micro PLCCPU 模块 , 一台个人运算机条通讯电缆；PC,STEP 7-Micro/win32；它包括一个 S7-200编程软件 , 以及一图 2-2 S7-200 Micro PLC系统的组成2.1.2 西门子 S7-200系列与三菱 FX 系列的比较(1) 三菱的编程软件从早期的FXGPWIN 到近期的 GX8.0 ，和全部的日系品牌一样，该软件的编程思路是自上而下的单一纵向结构；而西门子的 MicroWIN就是纵向和横向兼备的结构，而且子程序支持局部变量，相同的功能只需要编一次程序即可，大大削减了开
35、发难度和时间；(2) S7-200始终以来支持强大的浮点运算，编程软件直接支持小数 点输入输出；而三菱直至近年推出的FX3U 系列才具有此功能，以前的FX2N 系列的浮点功能都是假的；(3) S7-200的模拟量输入输出程序特别简洁便利，AD、 DA 值可以不需 编程直接 存取 的； 三菱 的 FX2N 及其 以前 的系 列都 需要特别 繁琐 的FROM TO指令；2.1.3 PLC 类型的选取通过以上对S7-200的明白及其与三菱的比较，这次设计我挑选S7-欢迎下载精品学习资源200 系列的 PLC；从工艺要求中可以看出，从掌握方式上需要 3 个起动按钮，分别完成自动方式 I0.0 、单动方
36、式 I0.1 和手动方式 I0.2 的起动，仍需要一个停止按钮 I0.3 用来处理在任何情形下的停止运行；机械手运动的限位开关有4 个 ，高位 限 位开关 I0.4、 低位 限位开关I0.5、左 位限位 开关I0.6和右位限位开关I0.7；手动掌握输入信号有5 个按钮组成，下降按钮 I1.0、上升按钮I1.1、夹紧按钮I1.2、左移按钮I1.3和右移按钮I1.4；工作台 A 上有工件检测光耦合器VLC 的输入信号I1.5，共育 14 个输入信号；输出信号有机械手下降驱动信号 Q0.0 、上升信号 Q0.1 、右移信号Q0.2 、左移信号 Q0.3 和机械手夹紧驱动信号 Q0.4 ，共有 5 个
37、输出信号；该系统需要输入14 点，输出 5 点；可挑选S7-200系列的CPU224 就可满意要求，也可以挑选CPU222 和一个 EM223I/O模块组成掌握系 统 ； 考 虑 到控 制系 统在 满意 要 求的 前提 下尽 量 简洁 ， 最 终选 择 一 个CPU224 作为本掌握系统的掌握器；2.2 设计方案的整体分析整个机械手系统的操作由操控面板来完成，工件通过光耦合器进行检测；机械手的各个动作由气缸驱动，而气缸由相应的电磁阀掌握，上升/下降和左移 / 右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成；当某个电磁阀线圈通电，就始终保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使
38、线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止；另外，夹紧/ 放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作；设备装有上、下限位和左、右限位开关来检测机械手所处位置；机械手的全部动作由PLC 掌握完成；欢迎下载精品学习资源第 3 章 掌握系统的掌握原理3.1 机械结构和掌握要求图 3-1为一个将工件由一处传送到另一处的机械手，上升/ 下降和左移/ 右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成；当某个电磁阀线圈通电，就始终保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械 手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的 线圈通
39、电为止；另外，夹紧/ 放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作；设备装有上、下限位和 左、右限位开关，它的工作过程如下列图；机械手一个循环周期可分为八步；第一步是当工作台A 上有工件显现时（可以由光电耦合器VLC 检测到，当检测到有工件时，I1.5=1）, 机械手开头下降；当机械手下降到位时（可以由限位开关检测到，当下降到位时， I0.5=1） , 机械手停止下降，第一步终止；其次步是机械手在最低位开头抓紧工件，约10s抓住、抓紧，其次步终止；第三步是机械手夹紧工件上升，当机械手上升到位时（可以有限位开关检测到，当上升到位时， I0.4=1），机械手停止
40、上升，第三步终止；第四步是机械手夹紧工件右移；当机械手右移到位时（可以有限位开关检测到，当右移到位时， I0.7=1） , 机械手停止右移，第四步终止；第五步是机械手在最右位开头下降，当机械手下降到工作台B 位时（可以由限位开关检测到，当下降到位时， I0.5=1），机械手停止下降，第五步终止；第六步是机械手开始放松工件，所需时间约为10s ， 10s之后放开工件，第六步终止；第七步是机械手开头上升，机械手上升到位时（可以由限位开关检测到，当上升到位时，I0.4=1），停止上升，第七步终止；第八步是机械手在高位欢迎下载精品学习资源开 始左 移 ， 当 左移 到位 时（ 可 以由 限位 开关 检
41、 测到 ， 左 移到 位 时 ，I0.6=1），机械手停止左移，第八步终止；机械手工作一个周期完成； 等待工件在工作台A 上显现转到第一步；工艺要求有三种掌握方式，自动、单动和手动；图 3-1机械手工作示意图3.2 输入输出地址安排本系统输入输出地址安排见表3-1表 3-1输入输出地址安排1I0.0自动起动“1”有效按钮2I0.1单动起动“1”有效按钮3I0.2手动起动“1”有效按钮4I0.3停止，“1 ”有效按钮5I0.4高位，“1 ”有效限位开关6I0.5低位，“1 ”有效限位开关7I0.6左位，“1 ”有效限位开关8I0.7右位，“1 ”有效限位开关9I1.0手动下降“1”有效按钮10I
42、1.1手动上升“1”有效按钮11I1.2手动夹紧“1”有效按钮12I1.3手动左移“1”有效按钮13I1.4手动右移“1”有效按钮14I1.5A 有工件“1 ”有效光耦合器1Q0.0下降“ 1有效”电磁阀模块号输入端号输出端号地址号信息名称说明CPU2242Q0.1上升“1 “有效电磁阀3Q0.2右移“1 ”有效电磁阀4Q0.3左移“1 ”有效电磁阀5Q0.4夹紧“1 ”有效电磁阀模块号输入端号输出端号地址号信息名称说明CPU224欢迎下载精品学习资源10Q1.1第 4 章 掌握系统的软件设计4.1 用规律流程图设计程序(1) 程序流程图；为了能用规律流程图设计PLC 程序，第一要画出欢迎下载
43、精品学习资源掌握系统的规律流程图，如图4-1所示；依据工艺要求，规律流程可分为 8 个部分；系统起动之前，机械手在原始位置；原始位置的条件是：机 械 手 在 高 位 （ I0.4=1） 、 左 位 I0.6=1； 当 有 工 件 放 在 工 作 台AI1.5=1上时，在起动条件答应时，机械手开头下降Q0.0=1；当下降到低位时 I0.5=1，停止下降 Q0.0=0；机械手下降到位后，开头夹紧工件 Q0.4=1，同时起动延时10s定时器（可以取T101 ）；待T101 延 时时间到时， 机械 手开 始上升， 上升 到高 位时 I0.4=1， 停止上升Q0.1=0；这时机械手开头右移Q0.2=1，
44、当到右位时 I0.7=1，停止右 移 Q0.2=0； 这 时 机 械 手 又 开头 下降 Q0.0=1， 当 下 降 到 低 位 时I0.5=1， 停 止 下 降 Q0.0=0； 机 械 手 在 低 位 时 开 始 松 开 工 件Q0.4=0，同时起动延时10s定时器（ T102 ）. 待延时时间到时，机械手又开头上升Q0.1=1；上升到高位时 I0.4=1，停止上升 Q0.1=0；机 械 手 在 高 位 左 移 Q0.3=1， 左 移 到 左 位 时 I0.6=1， 停 止 左 移Q0.3=0；假如是自动运行，机械手就等待工作台A 再一次有工件，而进行下一周期操作；假如是单动运行，机械手就等待再一次起动单动操作；假如是手动掌握，