機械手傳送帶plc課程設計--plc在機械手控制系統(tǒng)中的應用

1、<p>　　PLC技術應用項目設計說明書</p><p>　　PLC在機械手控制系統(tǒng)中的應用</p><p>　　院（系） 機械工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 機械工程及自動化 </p><p>　　班 級 10級創(chuàng)新班 </p><p>　　學生姓名

2、 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　2011 年 7 月 11 日</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p>　　茲發(fā)給 機電創(chuàng)新 班學生 課程設計任務書，內容如下：</p><p>

3、;　　設計題目： PLC在機械手控制系統(tǒng)中的應用 </p><p>　　圖1 機械手系統(tǒng)構成圖</p><p>　　1、機械手上升限位接近開關（SP1） 2、機械手下降限位接近開關（SP2）</p><p>　　3、機械手左轉限位開關（SL1） 4、機械手右轉限位開關（SL2）</p><p&g

4、t;　　5、工件檢測光電開關（SL3） 6、空氣壓縮機電動機（M1）</p><p>　　7、一號傳送帶電動機（M2） 8、機械手旋轉電動機（M3）</p><p>　　9、二號傳送帶電動機（M4） 10、機械手下降電磁閥（YA1）</p><p>　　11、機械手上升電磁閥（YA2） 13、機械手夾緊電磁閥（YA3

5、）</p><p>　　2 機械手控制系統(tǒng)動作要求</p><p>　　按下工作啟動按鈕，空氣壓縮機M1工作，60秒后一號傳送帶電動機M2工作，一號傳送帶帶動工件運行，當光電開關SL3檢測到工件時，一號傳送帶電動機停止運轉，機械手下降電磁閥YA1工作，機械手下降，到達限位接近開關SP2，機械手停止下降, 夾緊電磁閥YA3工作，夾緊工件，2秒鐘后機械手上升電磁閥YA2工作，機械手上升，到達

6、限位接近開關SP1，機械手旋轉電動機M3左轉，將工件運到二號傳送帶上方，機械手左轉壓到左轉限位開關SL1，機械手旋轉電動機M3停止運轉，同時機械手下降，到達限位接近開關SP2，機械手停止下降并松開釋放工件，2秒鐘后機械手上升，到達限位接近開關SP1，二號傳送帶電動機M4工作，二號傳送帶帶動工件運行，同時機械手旋轉電動機M3右轉，機械手右轉壓到右轉限位開關SL2，二號傳送帶電動機M4停止運轉，一號傳送帶電動機M2又開始工作，機械手開始循環(huán)

7、工作……</p><p><b>　　應完成的項目：</b></p><p>　?。?）選擇元器件的型號和參數(shù)； </p><p>　?。?） 設計電動機、電磁閥控制原理圖

8、 </p><p>　?。?） 設計可編程控制器（PLC）外圍電路圖 </p><p>　?。?） 編制可編程控制器（PLC）梯形圖

9、 </p><p>　　注：標題欄和明細表使用《機械設計課程設計》的標準。</p><p><b>　　參考資料以及說明：</b></p><p>　?。?）王為,汪建曉.機械設計 [M]. 武漢：華中科技大學出版社，2009.

10、 </p><p>　?。?）唐增寶,常建娥. 機械設計課程設計[M]. 武漢：華中科技大學出版社，2007 </p><p>　?。?）

11、 </p><p>　?。?） </p><p>　　本設計任務書于2011 年 6 月 27 日發(fā)出，應于2011 年 7 月 7 日前完成，然后進行答辯。</p><p>　　指導教師

12、 簽發(fā) 2011 年 6 月 27 日</p><p><b>　　課程設計評語：</b></p><p><b>　　課程設計總評成績：</b></p><p><b>　　指導教師簽字：</b></p><p>　　年 月 日<

13、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　一 緒論2</b></p><p>　　二.課程設計題目及要求3</p><p>　　2.1:PLC在機械手控制系統(tǒng)中的應用

14、3</p><p><b>　　2.2控制要求3</b></p><p>　　2.3系統(tǒng)總體方案設計4</p><p>　　三．設備和元器件選型5</p><p>　　3.1 電動機和電磁閥5</p><p>　　3.2交流接觸器、熱繼電器、控制變壓器、可編程控制器7</p>

15、;<p>　　3.3 接近開關、限位開關、光電開關、按鈕8</p><p>　　四．PLC工作原理13</p><p>　　五.基本工作模式15</p><p>　　5.1 PLC有運行模式和停止模式15</p><p>　　5.2 PLC工作過程15</p><p>　　5.3 PLC工作方式

16、與特點16</p><p>　　六. FX2N-48MR型PLC介紹16</p><p>　　七.控制系統(tǒng)設計17</p><p>　　7.1控制系統(tǒng)設計17</p><p>　　7.2 PLC（I/O）分配17</p><p>　　7.3 程序設計18</p><p><b&

17、gt;　　八．運行調試21</b></p><p>　　8.1 調試過程21</p><p>　　8.2調試中出現(xiàn)的問題及解決方法22</p><p>　　8.3結果分析22</p><p><b>　　九..總結23</b></p><p><b>　　參考文獻

18、24</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本ＰＬＣ課程設計是基于機械手控制系統(tǒng)動作下進行課題研究。本課程機械手設計主要采用了可編程邏輯控制器，簡稱PLC，來實現(xiàn)工業(yè)場合的的自動控制，PLC以微控制器為核心，綜合了計算機技術，自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置，它具有功能強，可靠性高，配置靈活，使用

19、方便以及體積小，重量輕等優(yōu)點。被廣泛用于自動化控制的各個領域。</p><p>　　機械手，它能模仿人手和手臂的某些動作功能，用以按照特定的程序設計來抓取，搬運物體或操作某些工具的自動裝置。從而實現(xiàn)了工業(yè)場合的機械化和自動化。因而廣泛用于機械制造，冶金，電子，輕工和航空航天領域?？刂频姆绞交鞠嗤珡碗s度基本不同。</p><p>　　關鍵詞：可編程邏輯控制器、機械手</p>

20、<p><b>　　一 緒論</b></p><p>　　在發(fā)達國家，機械手已廣泛地應用于工業(yè)、國防、科技、生活等各個領域。產業(yè)部門應用最多的當推汽車工業(yè)和電子工業(yè)，在金屬加工、塑料成型、機械制造等行業(yè)也有普遍應用，并逐漸向纖維加工業(yè)、食品工業(yè)、家用產品制造等行業(yè)發(fā)展。在工業(yè)生產和其它應用領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫，腐蝕，有毒氣體以及人的有限體能等種種劣勢的限制，

21、工作效率很低。自從機械手問世以來，相應的各種難題應刃而解。機械手由耐高溫，防腐蝕的材料制成，工作效率極高，而且不受體能的限制，非常方便。</p><p>　　機械手是一種能模擬人的手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡及其它要求，實現(xiàn)抓取、搬運工件或操縱工具的自動化裝置；而可編程控制器(P L c)由于其具有的高可靠性、編程方便、易于使用和修改，易于擴展和維護，環(huán)境要求低、體積小巧，安裝調試方便，在工業(yè)控制中有著廣泛

22、的應用。</p><p>　　二.課程設計題目及要求</p><p>　　2.1:PLC在機械手控制系統(tǒng)中的應用</p><p>　　在工業(yè)生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。自從機械手問世以來，相應的各種難題迎刃而解。機械手可在空間抓、放、搬運物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產品種

23、的中、小批量自動化生產，廣泛應用于柔性自動線。機械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應現(xiàn)場惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。機械手是工業(yè)機器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱為工業(yè)機器人。工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。廣泛采用工業(yè)機器人，不僅可以提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，

24、節(jié)約原材料消耗以及降低生產成本，有著十分重要的意義。可編程控制器是繼電器控制和計算機控制出上開發(fā)的產品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。本文應用三菱公司生產的可編程控制器FX系列PLC，實現(xiàn)機械手搬運控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（PLC）控制功能。使該系統(tǒng)</p><p>　　本課題要求設計一個由可編程控制器（PLC）、異步電動機、電磁閥等組成

25、的機械手控制系統(tǒng)，完成PLC接線圖和控制梯形圖、電動機控制電路的設計，利用實驗室設備完成PLC控制梯形圖并進行運行調試。</p><p><b>　　2.2控制要求</b></p><p><b>　　機械手系統(tǒng)構成圖</b></p><p>　　1、機械手上升限位接近開關（SP1） 2、機械手下降限位接近開關（SP2）

26、</p><p>　　3、機械手左轉限位開關（SL1） 4、機械手右轉限位開關（SL2）</p><p>　　5、工件檢測光電開關（SL3） 6、空氣壓縮機電動機（Y0）</p><p>　　7、一號傳送帶電動機（Y6） 8、機械手旋轉電動機（Y3、Y4）</p><p>　　9、二號傳送帶電動機（Y7

27、） 10、機械手下降電磁閥（YA2）</p><p>　　11、機械手上升電磁閥（YA1） 13、機械手夾緊電磁閥（YA5）</p><p>　　按下工作啟動按鈕，空氣壓縮機Y0工作，60秒后一號傳送帶電動機Y6工作，一號傳送帶帶動工件運行，當光電開關SL3(X6)檢測到工件時，一號傳送帶電動機停止運轉，機械手下降電磁閥YA1(Y1)工作，機械手下降，到達下降限位

28、接近開關SP2（X2），機械手停止下降, 夾緊電磁閥YA5(Y5)工作，夾緊工件，2秒鐘后機械手上升電磁閥YA2(Y2)工作，機械手上升，到達上升限位接近開關YA1(X5)，機械手旋轉電動機Y3左轉，將工件運到二號傳送帶上方，機械手左轉壓到左轉限位開關SL1(X3)，機械手旋轉電動機Y3停止運轉，同時機械手下降，到達限位接近開關SP2(X2)，機械手停止下降并松開釋放工件，2秒鐘后機械手上升，到達限位接近開關YA1(X5)，二號傳送帶電

29、動機Y7工作，二號傳送帶帶動工件運行，同時機械手旋轉電動機Y4右轉，機械手右轉壓到右轉限位開關SL2(X4)，二號傳送帶電動機Y7停止運轉，一號傳送帶電動機Y6又開始工作，機械手開始循環(huán)工作……</p><p>　　2.3系統(tǒng)總體方案設計</p><p>　　首先對系統(tǒng)設定啟動與停止的按鈕SB1、SB2。SB1控制系統(tǒng)的啟動，與輸入端子X0相連；SB2控制系統(tǒng)的停止，與輸入端子X1相連。對

30、于上升限位SP1、下降限位SP2、左轉限位SL1、右轉限位SL2、工件檢測光電開關SL3。分別于輸入端子的X5、X2、X3、X4、X6相連。對于系統(tǒng)的輸出有一下幾個：機械手下降電磁閥YA1(Y1)、機械手上升電磁閥YA2(Y2)、機械手左轉電磁閥YV3(Y3)、機械手右轉電磁閥YA4(Y4)、機械手夾緊電磁閥YA5(Y5)、一號(A)傳送帶電動機YA6(Y6)、二（B）號傳送帶電動機YA7(Y7)、M10、M11、M12、M13、復位輔

31、助繼電器M5，分別由Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7控制。系統(tǒng)還設置了兩個計數(shù)器C0、C1。C0對下降限位SP2(X2)計數(shù)，從而實現(xiàn)機械手到達二號（B）傳送帶時松開機械手放置物品的控制。C1對上升限位SP1(X5)計數(shù)，從而實現(xiàn)機械手在松開機械手放置物品以后上升第二次壓到上升限位SP1(X5)的時候實現(xiàn)右轉的控制。</p><p>　　復位：由輔助繼電器M5控制，按下停止按鈕X1,所有動作停止（復位），

32、手動使機械手回到原點（左移到位），手爪張開。 系統(tǒng)初始時，先將控制字寫入連續(xù)的數(shù)據(jù)存儲單元D20到D29中，同時設定一個變址寄存器Z0，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的順序讀取。每當搬運完一塊工件的時候，Z0加2。下面為控制字與數(shù)據(jù)存儲單元的對應表。存儲單元 D20 D21 D22 D23 D24 D25 D26 D27 D28 D29控制字(D) 1 7 14 21 29 37 46 55 65 75</p><p>

33、;　　三．設備和元器件選型</p><p>　　3.1 電動機和電磁閥</p><p>　?、?三相鼠籠異步電動機：Y系列、4極</p><p>　?、?空氣壓縮機電動機----億萬Y90L-4 </p><p>　　選用的億萬Y90L-4系列空氣壓縮機電動機今天參數(shù)如下表所示</p><p>　?、?機械手旋

34、轉電動機----全興Y80M2-4</p><p>　　選用的全興Y80M2-4旋轉電動機具體參數(shù)如下表所示</p><p>　　④ 一號傳送帶電動機----Y6：2. 2KW</p><p>　?、?二號傳送帶電動機---Y7：2. 2KW</p><p>　　選用的正大Y2-100L1-4 Y系列4極電動機具體參數(shù)如下表所示</p&

35、gt;<p>　?、?電磁閥：德國GSR 49系列</p><p>　　選用的德國GSR 49系列電磁閥參數(shù)如下表所示</p><p>　　3.2交流接觸器、熱繼電器、控制變壓器、可編程控制器</p><p>　?、?交流接觸器CJ20—10A / 127V</p><p>　　交流接觸器CJ20—10A / 127V相關參數(shù)如

36、下表所示</p><p>　?、?熱繼電器JR36-20</p><p>　　熱繼電器JR36-20的主要參數(shù)和技術性能如下表所示</p><p>　　選用的JR36-20 CJT1-10型號參數(shù)如下表所示</p><p>　?、?控制變壓器BKC—150VA 380V / 127V</p><p>　　控制變壓器B

37、KC—150VA具體參數(shù)如下表所示</p><p>　?、?可編程控制器（PLC）：三菱FX2N-48MR PLC </p><p>　　3.3 接近開關、限位開關、光電開關、按鈕</p><p><b>　　① 接近開關</b></p><p>　　接近開關一種用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中以實現(xiàn)檢測、控制并與輸出環(huán)節(jié)全盤無

38、觸點化的新型開關元件，當開關接近某一物體時，即發(fā)出控制信號。</p><p>　　接近開關在航空、航天技術以及工業(yè)生產中都有廣泛的應用；在日常生活中，如賓館、飯店、車庫的自動門，自動熱風機上都有應用；在安全防盜方面，如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關組成的防盜裝置；在測量技術中，如長度，位置的測量；在控制技術中，如位移、速度、加速度的測量和控制，也都使用著大量的接近開關。

39、</p><p><b>　　I 基本組成</b></p><p><b>　　接近開關組成原理圖</b></p><p><b>　　II 工作原理</b></p><p>　　接近開關也叫近接開關，又稱無觸點行程開關，它除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測

40、裝置，用作檢測零件尺寸和測速等</p><p>　　在各類開關中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器，利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通或斷的目的，這就是接近開關。</p><p>　　當有物體移向接近開關，并接近到一定距離時，位移傳感器才有“感知”，開關才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”，但不同的接近開關檢出距離也不同，有時被檢測驗物體是按一定的時間間

41、隔，一個接一個地移向接近開關，又一個一個地離開，這樣不斷地重復，不同的接近開關，對檢測對象的響應能力是不同的，這種響應特性被稱為“響應頻率”。</p><p>　　III 型號及其含義</p><p>　　□ J 8 M — D 1 N K □ □ </p><p>　　選用的歐姆龍TL-N5ME1接近開關參數(shù)如下表所示</p><p&

42、gt;<b>　　② 限位開關</b></p><p><b>　　1.簡介</b></p><p>　　限位開關又稱行程開關，可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上，當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合，由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和機

43、械裝置。</p><p><b>　　2 工作原理</b></p><p>　　限位開關就是用以限定機械設備的運動極限位置的電氣開關，限位開關有接觸式的和非接觸式的，接觸式的比較直觀，機械設備的運動部件上，安裝上行程開關，與其相對運動的固定點上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置，當行程開關的機械觸頭碰上擋塊時，切斷了（或改變了）控制電路，機械就停止運行或改變運行

44、，由于機械的慣性運動，這種行程開關有一定的“超行程”以保護開關不受損壞。</p><p>　　限位開關是一種常用的小電流主令電器，利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的，通常，這類開關被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。</p><p>　　在電氣控制系統(tǒng)中，限位開關的作用是實現(xiàn)

45、順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測，用于控制機械設備的行程及限位保護，構造：由操作頭、觸點系統(tǒng)和外殼組成。</p><p>　　限位開關可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上，當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和機構的動作。</p><p><

46、b>　　3 型號及其含義</b></p><p>　　L X □□ ― □ □ □</p><p>　　限位開關的技術數(shù)據(jù)如下表所示： </p><p><b>　?、?光電開關</b></p><p><b>　　1 簡介</b></p><

47、;p>　　光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的，物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測，安防系統(tǒng)中常見的光電開關煙霧報警器，工業(yè)中經常用它來記數(shù)機械臂的運動次數(shù)。</p><p><b>　　2 基本組成&

48、lt;/b></p><p>　　光電開關是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉化為電流的變化以達到探測的目的。由于光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應用。 </p><p>　　圖二 光電開關原理圖</p><p><b>　　光電開關原理圖</b></p>

49、<p><b>　　3 工作原理</b></p><p>　　采用集成電路技術和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關器件，具有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關是一種采用脈沖調制的主動式光電探測系統(tǒng)型電子開關，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體

50、、柔軟體和煙霧等物質的狀態(tài)和動作。</p><p>　　接觸式行程開關存在響應速度低、精度差、接觸檢測容易損壞被檢測物及壽命短等缺點，而晶體管接近開關的作用距離短，不能直接檢測非金屬材料。但是，新型光電開關則克服了它們的上述缺點，而且體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快、檢測距離遠以及抗光、電、磁干擾能力強。</p><p>　　這種新型的光電開關已被用作物位檢測、液位控制、產品計數(shù)

51、、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標檢出、沖床和剪切機以及安全防護等諸多領域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。</p><p>　　常用光電開關的分類方法：按檢測方式可分為反射式、對射式和鏡面反射式三種類型。</p><p>　　光電開關參數(shù)如下表所示</p><p><

52、;b>　?、?按鈕</b></p><p>　　按鈕是最常用的主令電器，在低壓控制電路中用于手動發(fā)出控制信號。它由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成。按用途和結構的不同，分為啟動按鈕、停止按鈕、急停按鈕和復合按鈕等。</p><p>　　在機械手控制系統(tǒng)的設計中，選用分別選用了一個啟動按鈕，一個停止按鈕，一個急停按鈕，其原理分別為：啟動按鈕帶有常開觸頭，手指按下鈕帽，

53、常開觸頭閉合；手指松開，常開觸頭復位。停止按鈕帶有常閉觸頭，手指按下按鈕帽，常閉觸頭斷開；手指松開，常閉觸頭復位。急停按鈕按下之后，機械手移動工件立即停止；急停按鈕解除后，所有輸出重新開始。一按按鈕，機床就能鎖住，解除的方法是旋轉后解除</p><p><b>　　按鈕的技術數(shù)據(jù) </b></p><p><b>　　四．PLC工作原理</b>

54、</p><p>　　PLC的工作過程示意圖</p><p>　　⑴ CPU運算和控制中心起“心臟”作用?？v：當從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內部所認可的用戶編譯程序。橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機地結合

55、在一起。把結果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅動器。組成：CPU由控制器、運算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。⑵ 存儲器具有記憶功能的半導體電路，分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內容不可更改，斷電不消失

56、。用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機存取存儲器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。⑶ 輸入/輸出接口① 輸入接口：光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三</p><p><b>　　五.基本工作模式</b></p><p>　　5.1 PLC有運行模式和停止模式</p>&

57、lt;p>　　①運行模式：分為內部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段。</p><p>　?、谕Ｖ鼓Ｊ剑寒斕幱谕Ｖ构ぷ髂Ｊ綍r，PLC只進行內部處理和通信服務等內容。</p><p>　　5.2 PLC工作過程</p><p><b>　　① 內部處理階段：</b></p><p>　　在此階段，P

58、LC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器，以及完成一些其它內部工作。</p><p><b>　　② 通信服務階段</b></p><p>　　在此階段，PLC與一些智能模塊通信、響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容等，當PLC處于停狀態(tài)時，只進行內容處理和通信操作等內容。</p><p><b>　　③ 輸入處理階段&

59、lt;/b></p><p>　　輸入處理也叫輸入采樣。在此階段順序讀取所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將所讀取的信息存到輸入映象寄存器中，此時，輸入映像寄存器被刷新。</p><p><b>　　④ 程序處理階段</b></p><p>　　按先上后下，先左后右的步序，對梯形圖程序進行逐句掃描并根據(jù)采樣到輸入映像寄存器中的結果進行邏輯運算，運

60、算結果再存入有關映像寄存器中。但遇到程序跳轉指令，則根據(jù)跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。</p><p><b>　?、?輸出刷新階段</b></p><p>　　程序處理完畢后，將所有輸出映象寄存器中各點的狀態(tài)，轉存到輸出鎖存器中，再通過輸出端驅動外部負載。</p><p>　　在運行模式下，PLC按上述五個階段進行周而復始的循環(huán)工作，

61、稱為循環(huán)掃描工作方式。</p><p>　　5.3 PLC工作方式與特點</p><p>　　集中采樣、集中輸出、周期性循環(huán)掃描，“串行”工作方式</p><p>　?、?掃描周期：PLC 的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。</p><p>　　PLC 運行正常時，掃描周期的長短與CPU

62、的運算速度有關，與I/O 點的情況有關，與用戶應用程序的長短及編程情況等均有關。通常用PLC 執(zhí)行1K 指令所需時間來說明其掃描速度( 一般1~10ms/K) 。</p><p>　?、?輸出滯后：指從PLC的外部輸入信號發(fā)生變化至它所控制的外部輸出信號發(fā)生變化的時間間隔。一般為幾十—100ms.</p><p>　　引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起

63、的滯后。</p><p>　　③ 由于PLC是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。</p><p>　?、?由于PLC是串行工作，所以PLC的運行結果與梯形圖程序的順序有關。</p><p>　　這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質的區(qū)別。避免了觸點的臨界競爭，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。</

64、p><p>　　六. FX2N-48MR型PLC介紹</p><p>　?、凫`活的配置 除了具有滿足特殊需求的大量特殊模塊外,6個基本單元中的每個單元可擴展至256I/O </p><p>　?、诟咚龠\算 基本指令:0.08us/指令,應用指令:1.52至幾百us/指令 </p><p>　　③突出的寄存器容量 FX

65、2N系列包括8K步內置RAM寄存器,用一個寄存器盒可擴展到16RAM或EEPROM </p><p>　?、茇S富的元件資源 3072點輔助繼電器,256點計時器,235點計數(shù)器,8000數(shù)據(jù)存儲器</p><p>　　FX2N-48ER擴展24入24出繼電器FX1S-10MR-001主機6入4出，繼電器FX2N-32ER擴展16入16出繼電器FX1S-30MR-D主機16入14出

66、，繼電器FX2N-16ER擴展16入FX1S-20MR-D主機12入18出，繼電器FX2N-16EYR擴展16出繼電器FX1S-14MR-D主機8入6出，繼電器FX2N特殊擴展模塊FX1S-10MR-D主機6入4出，繼電器FX2N-CNV-BDFX0N適配器連接用模塊FX2N特殊功能單元 FX2N-CNV-BC擴展電纜轉換器FX2N-2DA2通道模擬量輸出塊 FX2N-CNV-IF擴展電纜轉換器FX2N-2AD2通道

67、模擬量輸入模塊FX2N-8AV-BD8通道模擬量設定模塊FX2N-4DA4通道模擬量輸出模塊FX2N-232-BDRS-232接口1通道FX2N-4AD2通道模擬量輸入模塊</p><p>　　⑤ 三菱FX2N-48MR PLC技術參數(shù)</p><p>　　FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。除輸入出16--25點的獨立用途外，還可以

68、適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。系統(tǒng)配置既固定又靈活：在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊，可進行16--256點的靈活輸入輸出組合。備有可自由選擇，豐富的品種可選用16/32/48/64/80/128點的主機，可以采用最小8點的擴展模塊進行擴展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。令人放心的高性能程序容量：內置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。&

69、lt;/p><p>　?、?三菱FX2N-48MR PLC開發(fā)環(huán)境</p><p>　　可編程控制器的產生和發(fā)展與繼電器有很大的的關系。繼電器室一種用弱電信號控制強電信號的電磁開關，雖有上百年的歷史，但在復雜的繼電器控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除是非常困難的，可能會花大量時間，嚴重地影響生產。如果公益要求發(fā)生變化，就得衷心設計線路連線安裝，不利于產品的更新?lián)Q代。顯然，需要尋求一種新的控制裝置來取

70、代老式的繼電器控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)的工作更可靠，更容易維護，更能適應經常變動的工藝條件，因此在1969年，美國數(shù)字設備公司根據(jù)要求研制出世界上第一臺可編程控制器。在20世紀70年代后期，隨著微電子技術，計算機技術和數(shù)字控制技術的迅速發(fā)展，人們?yōu)榱伺c電腦區(qū)分，就把可編程控制器稱為PLC。</p><p><b>　　七.控制系統(tǒng)設計</b></p><p><

71、b>　　7.1控制系統(tǒng)設計</b></p><p>　　在一條自動生產線上，由機械手將傳送帶A上的物品傳送到傳送帶B上。機械手的上升、下降、左轉、右轉、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關及光電開關檢測機械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機驅動。電動機應有相應的保護。</p><p>　　7.2 PLC（I/O）分配&l

72、t;/p><p><b>　　7.3 程序設計</b></p><p>　　程序方框圖如下圖所示</p><p>　　程序流程圖如下圖所示</p><p><b>　　程序如下圖所示</b></p><p>　　這個程序是嚴格按照設計要求來編的,程序中加入的M4輔助繼電器起到復位

73、作用,啟動開關是X0,停止開關是X1,程序中還加入了了兩個計數(shù)器C0、C1。其中計數(shù)器C0對下降限位SP2(X2)計數(shù)，從而實現(xiàn)機械手到達二號（B）傳送帶時松開機械手放置物品的控制。計數(shù)器C1對上升限位SP1(X5)計數(shù)，從而實現(xiàn)機械手在松開機械手放置物品以后上升第二次壓到上升限位SP1(X5)的時候實現(xiàn)右轉的控制。</p><p><b>　　八．運行調試</b></p>&

74、lt;p><b>　　8.1 調試過程</b></p><p>　　按下啟動開關X0以后,觀察六秒鐘以后,傳送帶A(Y6)的燈是否亮,如果不亮,說明傳送帶A的電磁閥Y6沒有得電,相關開關沒有動作,重新查看程序,修改好;如果燈亮,說明這一步程序正常.接下來按下光電開關(模擬光電開關檢測到物品),觀察機械手是否下降(Y2),如果沒有下降,說明這一步程序設計得有問題,修改程序,再監(jiān)測;如果機

75、械手下降,程序正常,繼續(xù)下一步程序檢查.</p><p>　　壓下下降限位開關,不要松開,觀察機械手的夾緊(Y5)檢測燈是否同時亮起來,如果沒有,程序錯誤,修改程序,再作檢測;如果燈同時亮了,程序正常,繼續(xù)下一步檢查.看看兩秒鐘以后機械手是否上升(機械手上升[Y1]檢測燈是否亮),如果燈沒有亮,說明定時器沒有起作用,檢查修改這一步程序;如果燈亮了,說明程序正常,繼續(xù)下一步的檢查.壓下上升限位開關,同時松開之前所壓

76、的下降限位開關,觀察機械手是否左轉(機械手左轉[Y3]監(jiān)測燈是否亮),如果沒有亮,說明這一步程序有問題,檢查問題然后修改;如果燈亮了,說明程序正常,繼續(xù)下一步檢查.</p><p>　　接下來按下左轉限位開關(注:上升限位開關依然被緊壓,機械手下降才松開),觀察機械手是否下降,如果不下降,說明程序有問題,檢查程序,作相應修改;如果機械手下降(機械手下降的監(jiān)測燈亮),松開之前壓下的上升限位開關,但左轉限位開關不能松

77、開.按下下降限位開關,剛才機械手是否動作(機械手松開),如果動作,程序正常,不然就不正常,機械手動作以后,觀察兩秒鐘以后機械手是否上升,如果不上升,程序有問題;如果上升,松開下降限位開關,此時左轉限位開關依然處于壓下狀態(tài).繼續(xù)下一步檢查.</p><p>　　按下上升限位開關,觀察傳送帶B是否動作,以及機械手是否同時右轉(Y4),如果同時動作,什么程序準確,不然就有錯誤,得修改程序.然后同時松開左轉限位開關和上升

78、限位開關,觀察傳送帶B和機械手是否同時停止動作,及傳送帶A是否動作,如果答案是:是,那程序正常,所有程序調試完成.</p><p>　　接下來調試復位開關,當機械手傳送帶在運作中的時候,按下停止按鈕,看看能不能復位,如果可以,什么復位正常,程序準確,如果不能,就應該找出問題并且修改程序了.</p><p>　　8.2調試中出現(xiàn)的問題及解決方法</p><p>　　調

79、試過程中,由于好多按鍵是配合使用的,使用經常會出問題,對程序的設計要求比較高,有時候好難顧及到多個方面,例如:機械手還沒有上升的時候,下降限位開關必須被壓下,機械手還沒有左轉的時候,右轉限位就必須一直被按著,雖然只是簡簡單單的描述,但真正到了編程的時候,要求就比較高了,好多時候,在顧及到機械手右轉的同時,傳送帶B沒有動作;或者在松開上升限位和左轉限位的時候,傳送帶B和機械手右轉還是動作的.</p><p>　　解

80、決方式也是有好多的,最好用的就是一邊調試一邊修改程序,最終完成程序的編寫.</p><p><b>　　8.3結果分析</b></p><p>　　通過運行自己設計的正確程序，可以實現(xiàn)用機械手將物品從傳送帶A移到傳送帶B，整個過程通過手動結合程序控制，PLC控制的機械手傳送帶系統(tǒng)比較大的優(yōu)點就是容易作出相應的修改，從而適應不同的場合，而且控制比較簡單明了。</p

81、><p>　　機械手的上升、下降、左轉、右轉、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關及光電開關檢測機械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機驅動。</p><p><b>　　九..總結</b></p><p>　　這次課程設計我做的是機械手傳送帶plc控制系統(tǒng)設計，在這次的實踐過程中，我遇到了不少的困

82、難，因此有了許多體會與感悟。根據(jù)老師說提出的機械手控制系統(tǒng)的要求，我根據(jù)平時老師講過的關于機械手的相關題目，對控制系統(tǒng)的程序設計有了大概的框架，給接下來的變成提供了方向。</p><p>　　通過這一次課程設計，我對電氣的操作規(guī)范有了深刻的認識。在程序設計中要總體設計程序思路。然后分塊設計。在程序設計中我加強理解PLC基本指令的使用方法。對基本指令的具體運用有了深刻的概念。</p><p>

83、;　　通過這次課程設計，我還提高了自己的動手能力，還使自己獨立思考的能力有些提高。當然這次課程設計的成功也有同學們的幫助，互幫互助也是能使課程設計順利完成不可缺少的部分，相信這次的課程設計也會對將來的畢業(yè)設計產生一定的影響。</p><p>　　在程序的調試階段，體會到調試程序的重要性。在自己設計的程序一般來說都有許多邏輯錯誤如果不經過調試一般很難發(fā)現(xiàn)，如：輸出的覆蓋，上一句話線圈接通，而下一條指令卻又把它關斷，

84、在如該復位的再下一個模式里沒有復位?？傊?，會有許多問題。</p><p>　　經過這三周的課程設計學習，我對PLC的認識進一步加強。在設計接線圖時，理解了硬件部分。在硬件中輸入運用PLC的內部24V電源。在輸出中運用外接24V電源驅動。這些問題如果不實際操作很難深刻認識。程序設計中，復習了各種指令的運用。加強；了自己的動手能力。我們應該多參加這樣的訓練。</p><p><b>

85、　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]蔡自興.機器人學的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略.機器人技術，2001, 4</p><p>　　[2]金茂青，曲忠萍，張桂華.國外工業(yè)機器人發(fā)展勢態(tài)分析.機器人技術與應用 ，2001, 2</p><p>　　[3]吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，1995</p><p&

86、gt;　　[4]馬小軍．可編程控制器及其應用．南京：東南大學出版社，2007．</p><p>　　[5]史宜巧，田敏．PLC控制系統(tǒng)設計與運行維護．北京：機械工業(yè)出版社，2010．</p><p>　　[6]阮友德．電氣控制與PLC實訓教程．北京：人民郵電出版社，2006．</p><p>　　[7] 巫莉．電氣控制與PLC應用．北京：中國電力出版社，2008．&