基于S7-200PLC气动机械手PLC控制系统设计.doc

内容摘要 本课题主要目的是通过S7-200PLC的设计，实现机械手的物料搬运，其中包括手动工作方式，回原位工作方式，单步工作方式，单周期工作方式，连续工作方式，以及一些关于安全保护类要求。具体来说包括实现机械手的各种动作控制，像上升、下降、左行、右行、夹紧以及放松的控制，另外该过程中还包括分析系统硬件要求，选择合适工作方式，选择合适的CUP以及合理分配I/O地址和完成PLC外部接线图，最后完成气动机械手的程序设计梯形图，并进行调试，完成语句表。 关键词:机械手 ；S7-200PLC；可编程技术 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \t 标题 3,3,副标题,2,三级标题,3 第1章 引言 1 第2章 系统总体方案设计 2 2.1气动机械手的控制要求 2 2.2气动机械手的气压传动系统 3 2.3系统的控制面板操作与工作方式 3 2.3.1 操作面板操作 3 2.3.2 气动机械手的工作方式 3 第3章 PLC控制系统设计 5 3.1可编程控制器的CPU选择 5 3.2气动机械手的I/O地址分配表 5 3.3 PLC外部接线图 6 3.4 气动机械手控制流程图 7 3.5 程序设计梯形图 8 结论 9 附录 10 参考文献 17 PAGE 8 PAGE 1 引言 由于气压传动系统使用安全、可靠，可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、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。现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动；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；点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊力控的准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。 本课题拟开发物料搬运机械手，采用西门子系列S7-200PLC，对机械手的上升、下降、左行、右行、夹紧以及放松进行控制。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。  系统总体方案设计 2.1气动机械手的控制要求 气动机械手动作示意图如图2-1所示，气动机械手的功能是将工件从A点搬运到B点，控制要求为： 图2-1 气动机械手示意图 1、气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向的线圈才能反向运动； 2、上升、下降的电磁阀线圈分别为MB2、MB1；右行、左行的电磁阀线圈为MB3、MB4； 3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀MB5来实现，线圈通电夹紧，断电松开； 4、机械手的夹钳的松开，夹紧通过延时1.7s实现； 5、机械手下降、上升、右行、左行的限位由行程开关BG1、BG2、BG3、BG4来实现。 2.2气动机械手的气压传动系统 图2-2气动机械手的气压传动系统图 2.3系统的控制面板操作与工作方式 2.3.1 操作面板操作 机械手用来将工件从A点搬运到B点，输出Q0.1为1时工件被夹紧，为0时被松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，操作面板左下部的6个按钮式手动按钮。为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断负载电源，设置了交流接触器QA。PLC开始运行时按下“负载电源”按钮，使QA线圈得电并自锁，QA的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。 2.3.2 气动机械手的工作方式 系统设有手动、单周期、连续、单步和回原点五种工作方式（如图2-3）。 1、手动工作方式时，用I1.3—I1.5以及I2.0—I2.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的下降、上升、右行、左行、夹紧、放松； 2、回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位； 3、单步工作方式时，从初始步开始，按一下启动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下启动按钮，又往前走一步。单步工作方式常用于系统的调试； 4、单周期的工作方式时，按下启动按钮I0.0后，从初始步M10.3开始，机械手按顺序功能图的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始