机械手PLC控制系统监控组态设计毕业论文.doc

机械手PLC控制系统监控组态设计毕业论文 目录 摘要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1概述 1 1.2课题研究背景及意义 1 1.3 本课题在国内外研究现状及发展 2 1.4 本课题研究主要内容 2 2 机械手的简介 3 2.1机械手的概述 3 2.2机械手的组成 3 2.3机械手的工作原理 3 2.4机械手的驱动方式 4 3 机械手的控制方案设计 5 3.1机械手的工艺要求 5 3.2机械手的控制方案 5 3.3机械手的动作实现 5 3.4机械手的工作方式 7 3.5机械手的动作流程 7 4 控制系统下位机设计 9 4.1下位机设计概述 9 4.1.1可编程控制器 9 4.1.2PLC的组成 10 4.1.3PLC 的应用现状 10 4.2硬件设计 11 4.2.1机械手各关节位置的驱动方式 11 4.2.2控制系统主回路 12 4.2.3执行机构各部件的选型 11 4.2.4PLC的选型 12 4.2.5PLC的I/O分配表 13 4.2.6PLC的I/O接线图 14 4.3软件设计 15 4.3.1绘制顺控功能图 15 4.3.2手动程序设计 15 4.3.3自动程序设计 17 5 控制系统上位机组态设计 19 5.1组态软件结构 19 5.2MCGS的特点 20 5.2.1MCGS的主要功能 20 5.3组态设计步骤 22 5.3.1新建工程 22 5.3.2实时数据库构造 23 5.3.3用户窗口组态 26 5.3.4动态连接 27 5.3.5运行策略组态 33 5.3.6设备与变量连接 35 6 系统调节及设计总结 36 6.1系统调试 36 6.1.1下位机——PLC调试 36 6.1.2上位机——组态软件MCGS调试 37 6.1.3上、下位机联机调试 39 7 结论 40 参考文献 41 致 谢 42 毕业设计（论文）知识产权声明 43 毕业设计（论文）独创性声明 44 附录A PLC梯形图 45 附录B PLC语句表 54 1 绪论 1.1概述 机械手是能够效仿人的手和手臂的一些动作功能，根据预先拟好的程序抓取、搬用货物的自动操作装置。在社会与科技日新月异的今天，机械手显然已经成为现代制造生产系统中的一个重要的组成部分。它可用来搬运工件，完成在各个不同的环境中的工作，广泛的应用于机械制造、冶金、电子和轻工等部门。机械手一般情况下用作机床或者其他机器的附加装置，例如在自动机床或者自动生产线上用来装卸以及传递工件的工作。机械手系统核心的部分是执行系统和控制系统，机械手依照驱动方式的不同可以分为液压、气动式、电动式和机械式机械手。在本课题中设计的机械手是一种混合式机械手，它结合了电动式和气动式机械手的不同优点，能够实现水平运动、垂直运动、旋转、抓取并移动到相应位置来放置物品的功能，拥有操作的范围大，灵活性好，应用领域广泛的特点[1]。可编程控制器（PLC）是一种专门为工业生产应用而设计的实现数字运算操作的电子控制装置。由于它具有可靠性高，功能强，编程过程简单、人机界面友好等显著优点，使之广泛应用于各大工业控制系统。 1.2课题研究背景及意义 随着计算机技术的飞速发展，PLC（即可编程逻辑编程器的简称）已经进入日常生产、生活的各个方面，PLC的应用在各行各业已成为必不可少的内容。PLC作为通用的工业计算机，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。PLC 从诞生至今，仅有30年的历史，但是得到了异常迅猛的发展，并与CAD/CAM、机器人技术一起被誉为当代工业自动化的三大支柱。 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。随着工业化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱。无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现在生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作[2]。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射和污染的场合，应用更为广泛。在我国，近几年来也有较快发展，并取得一定效果，受到机械工业和铁路部门的重视。 1.3 本课题在国内外研究现状及发展 机械手是能够模仿人手和手臂的某些动作功能，按固定的程序抓取、搬用物件或操作工具的自动操作装置。其研究源于20世纪40年代末，最早由美国橡树岭国家实验室开始研究搬动核原料的遥控机械手，逐渐发展成为现代自动控制领域的新技术，涉及力学、机械学、电器液压技术、传感器技术和计算机技术等的综合，成