基于西门子S7-200的气动机械手搬运系统电气控制设计与应用.docx

基于西门子S7-200的气动机械手搬运系统电气控制设计与应用

内容摘要

本文研究了基于可编程控制器的气动机械手搬运系统。介绍了国外电气控系统发展现状和国内电气控制器的发展现状及其工作原理。采用了西门子S7-200可编程控制器，控制气动机械手。气动机械手，用于将目标点A的物件搬运到目标点B。机械手的上升、下降、左右移动由双线圈3位4通电磁阀推动气缸而实现。接近放松由单线圈2位2同电磁阀推动气缸完成，线圈在通电以后会夹紧，反之则会放松。

关键词：可编程控制器；电气控制；发展现状；气动机械手

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外发展现状 3

1.2.1国外电气控制发展现状 3

1.2.2我国电气控制发展现状 3

1.3本文的主要内容 4

2可编程控制器简介 5

2.1可编程控制器的定义和特点 5

2.2可编程控制器的结构 8

电源 8

中央处理单元 9

存储器 9

输入单元 9

输出单元 9

2.3可编程控制器的工作原理 10

3基于可编程控制器的气动机械手搬运目标物件系统设计与实现 12

3.1系统控制要求 12

3.2可编程控制器的选型 13

3.3I/O点及地址分配 13

3.4电气控制系统原理图 14

4系统控制程序的设计 16

4.1系统控制流程图 16

4.2控制程序的设计 17

5结论 21

参考文献 22

1绪论

1.1课题的背景及意义

随着科学技术的不断发展，在信息时代背景下，可编程控制器的功能不断得以优化，其突破了传统概念，使其在电气控制领域中应用越来越广泛，甚至超越在工业领域的应用，逐步延伸到楼宇自动化等领域。电气自动化是整个工业在今后发展的一个主要方向，实现工业的现代是国家重要决策的方向之一，所以已电气自动化为基础的工业发展就显得格外重要。可编程控制器在工业发展过程中是必不可少的一个重要环节。

本文就可编程控制器的发展特点、工作原理、结构、在电气控制过程中的实际设计应用进行分析。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外电气控制发展现状

电气自动化控制系统是由多个部分组成，包括：电路、软件等。借其可有效的提升控制效率。再者，在使用电气自动化控制技术的时候充分的依托于微电子的优势，则能够促使各大设备的精准性得以显著提升。所以，在很多领域都可见到此项技术。现阶段，西方发达国家所开设的专门用于生产的企业达到了200家以上，而所研发的产品大约有400种，这就为欧美国家推广和使用电气自动化技术而提供了较为有利的条件。而依照地区分布状况来看，产品类别主要有美国、日本系。不同地区所生产的产品，它们的性能具有很大的差异性。如日本重点研发的是中小型，该类产品的特点是成本低、结构紧致，在市场上得到了很多使用者的认可与支持。

生产厂家包括：美国的（Allen-Bradly）公司；日本的三菱电机（）公司；德国的公司等。

1.2.2我国电气控制发展现状

我国在开发、生产和推广上取得了良好的效果。在上世纪七八十年代，中国从海外引入了很多的设备及技术。在这以后，开始在多个领域使用，而且创造的价值也不断增多。从客观的角度来看，这将有助于进一步的提升中国工业领域的自动化运行效率。

现阶段，国内专门用于制作和生产的公司较多，如厦门A-B公司等。

电气自动化控制系统在我国已经发展了多年，而国内的生产企业在此方面已经取得了不小的成绩，但与发达国家相比，我国再这方面还略有不足，亟待进一步发展，当前，我国电气自动化控制系统的研发情况如下：

电气自动化工程分布式控制系统。依托于集中式控制系统，使电气自动化工程分布式控制系统（DCS）得以真正建立。其具有多元化的优势，包括：具有较强的可靠性和良好的延展性等。为此在生产中得到了广泛的应用。但是，随着应用的不断深入，导致其所存在的缺陷也逐渐的呈现出来。如因尚未将行业标准设置出来，所以各大厂商所研制出的DSC在维修上存在很多的问题；为一种模拟混合系统，其缺乏较强的可靠性，且不方便维修；同时DCS价格也比较昂贵，以致于无法被应用到各大领域。对此，必须要对当前的技术进行升级和优化，以便研制出更先进的产品。

电气自动化工程信息集成化控制系统。在电气自动化控制系统中，信息技术的使用所呈现出的特点有：第一，在该系统中信息技术可横向拓展，随着微电子技术的应用，导致界面设备存在较大的不确定性。与此同时，一些结构软件等的应用效果会更加的凸显。在该种环境下，通过特定的浏览器来存储、获取数据信息，这样