机械手的PLC控制系统设计..doc

目录 第1章 前 言 1 1.1 设计的优点 1 1.2 设计的一般步骤 1 第2章 机械手设计简介 2 2.1 设备的控制要求 2 2.2 装置简介 3 第3章 PLC选型及资源配 5 3.1 PLC原理及应用 5 3.1.1 可编程控制器 5 3.1.2 PLC的发展趋势 5 3.1.3与单片机相比较PLC的特点 6 3.1.4 PLC的基本组成及工作原理 6 3.1.5 PLC各组成部分的作用 10 3.2 控制系统构成图 12 3.2.1 控制系统如图 12 3.2.2 输入/输出分析 13 3.2.3用户程序容量估计 13 3.3 PLC选型 13 3.3.1 PLC机型选择 13 3.3.2 FX2N系统的基本单元 13 3.3.3 FX系列的部分特殊功能模块 14 3.4 FX系列PLC的编程器及其它外部设备 17 3.4.1 FX系列编程器 17 3.4.2 其它外部设备 17 3.5 FX系列PLC各单元模块连接 17 3.6 FX系列PLC的性能指标 18 3.6.1 FX系列PLC性能比较 18 3.6.2 FX系列PLC 的环境指标 18 3.6.3 FX系列PLC的输入技术指标 19 3.6.4 FX系列PLC的输出技术指标 19 3.7 FX系列PLC的编程器元件 20 3.7.1 输入继电器（X） 22 3.7.2 输出继电器（Y） 23 3.7.3 辅助继电器（M） 23 3.7.4 状态器（S） 24 3.7.5 定时器（T） 24 3.7.6 常数（K、H） 25 3.8 FX系列PLC的基本指令 25 3.8.1 FX2N系列PLC的基本逻辑指令 25 3.8.2 FX系列PLC功能指令介绍 28 3.9 PLC系统资源分配 30 第4章 控制系统程序设计和调试 31 4.1 可编程序控制器的控制设计方法 31 4.1.1 梯形图的编程规则 31 4.1.2 程序的顺序控制设计法 33 4.1.3 程序的逻辑设计方法 33 4.2 PLC程序及调试说明 33 4.2.1 复杂程序的设计方法 33 4.2.2 PLC程序内容和质量 34 4.2.3 PLC程序的调试 35 第5章 机械手PLC程序 36 5.1 I/O和所用内部单元地址分配 36 5.2 机械手软件系统结构 37 5.3 机械手自动操作系统流程图 38 5.4 总程序结构框图 39 5.5 源程序 40 5.5.1 机械手手动程序 40 5.5.2 机械手自动程序 41 5.6 程序清 43 总结与展望 44 致 谢 45 参考文献 46 附 录 一 47 附 录 二 48 附录表A FX系列PLC部分功能指令一览表 49  第1章 前 言 机械手是工业生产中常用的机械设备, 是现代企业和建筑工地不可缺少的运输工具, 它的动作由相应的控制系统控制，如采用传统的继电接触控制,由于机械触点多, 接线复杂, 因而控制装置体积很大,并且故障率高, 可靠性差, 动作精确度低。而可编程控制器是以中央处理器为核心, 综合了计算机和自动控制等先进技术, 具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。它的使用大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位非常重要！ 本设计主要研究内容： 要求有两种工作方式：点动和自动操作；点动操作时，用按钮单独操作机械上升或下降，右移或左移，夹紧或放松；自动操作时，按下起动按钮，机械从“原点”开始工作，自动完成一个工作循环过程，即将工件夹紧后，从A点移动到B点放下工件，然后返回“原点”等待下一次操作。 1.1 设计的优点 用可编程控制器，具有投资省、见效快的特点。因为使用PLC控制机床电气系统后，可去掉了机械手的中间继电器、时间继电器、顺序控制二极管及电阻，使线路简化。同时，由于PLC的高可靠性，输入／输出部分还具有信号指示，这不仅使电气故障次数大大减少，而且还能给准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。 论文从plc选型开始介绍，并按照设计的全过程逐次的介绍了系统资源配置、控制系统程序设计集调试的方法、自动操作系统流程图、总程序结构框图、源程序、程序清单、梯形图、电气原理图。 1.2 设计的一般步骤 （1）先要全面的了解被控对象的机构、运行过程等，并明确动作逻辑关系； 根据系统的功能要求选择PLC的型号及各种附加的配置，并有规则，有目的分配输入输出点； （2）根据控制及流程要求，对应输入输出开发相应的应用程序；同时连接PL