氣動(dòng)機(jī)械手plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文</p><p>　　機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　指導(dǎo)老師姓名： </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) ： 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí) ： 生產(chǎn)1班</p><p>　　學(xué) 號(hào) ：

2、 </p><p><b>　　2013年3月4號(hào)</b></p><p>　　【摘要】: 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)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(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機(jī)械手可在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔

3、性自動(dòng)線。PLC機(jī)械手設(shè)計(jì)主要是依靠限位開(kāi)關(guān)和電磁閥的控制及推動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械手的所有動(dòng)作均采用電控制、氣壓驅(qū)動(dòng)。它的上升/下降、左移/右移和左旋轉(zhuǎn)/右旋轉(zhuǎn)均采用雙線圈雙位電磁閥推動(dòng)氣壓缸完成。機(jī)械手的動(dòng)作轉(zhuǎn)換依靠限位開(kāi)關(guān)來(lái)控制并且按照一定的順序動(dòng)作。在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)安裝檢測(cè)燈來(lái)檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)的啟停。本設(shè)計(jì)所用機(jī)械部件有模擬機(jī)械手爪，電氣方面有可編程控制器（PLC）、開(kāi)關(guān)電源、電磁閥、等部件。按鈕發(fā)出兩路脈沖到機(jī)械手驅(qū)動(dòng)，控制它的前后

4、移動(dòng)由氣動(dòng)閥Y4控制，左右移動(dòng)由氣動(dòng)閥Y5控制，左右旋轉(zhuǎn)由氣動(dòng)閥Y6控制，夾緊和放松由氣動(dòng)閥Y7控制，另外還有啟動(dòng)和停止兩個(gè)按鈕。機(jī)械手自動(dòng)完成全部動(dòng)作。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】: 電磁閥 限位開(kāi)關(guān) 繼電器 機(jī)械手</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.1 PLC概述</p>&

5、lt;p>　　1.1.1 可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展</p><p>　　1.2 PLC的主要功能 </p><p>　　1.2.1 PLC基本組成 </p><p>　　1.2.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　2.1 PLC機(jī)械手的原理</p><p>　　2.1.1 PLC機(jī)械手的原理及流程

6、圖</p><p>　　2.2 電路中主要元器件的介紹</p><p>　　2.2.1 電磁繼電器的原理及應(yīng)用</p><p>　　2.2.2 電磁閥的工作原理及應(yīng)用</p><p>　　2.2.3 接近開(kāi)關(guān)工作原理及應(yīng)用</p><p>　　3.1 輸入輸出點(diǎn)分配表</p><p>

7、　　3.2 機(jī)械手的接線圖</p><p>　　3.3 PLC機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 PLC機(jī)械手的梯形圖語(yǔ)言</p><p>　　3.3.2 PLC機(jī)械手指令表語(yǔ)言</p><p>　　4.1 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟</p><p>　　4.2 調(diào)試過(guò)程中要注意的事項(xiàng)</p

8、><p><b>　　結(jié)論</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)械手的出現(xiàn)大大減輕

9、了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，但傳統(tǒng)的繼電器控制的半自動(dòng)化裝置因設(shè)計(jì)復(fù)雜、接線繁雜、易受干擾，從而存在可靠性差、故障多、維修困難等問(wèn)題，為解決以上問(wèn)題，可以采用可編程序控制器械手控制系統(tǒng)機(jī)械手在專(zhuān)用及自動(dòng)生產(chǎn)線上應(yīng)用的十分廣泛，主要用于搬動(dòng)或卸零件的重復(fù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化.電磁閥控制氣動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制機(jī)械手手爪的張合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動(dòng)的功能。本課題擬開(kāi)發(fā)的物料搬運(yùn)機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危

10、險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)。各動(dòng)作由氣壓驅(qū)動(dòng)，并由電磁閥控制。動(dòng)作順序及各動(dòng)作時(shí)間的間隔采用按時(shí)間原則。該機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手從原點(diǎn)開(kāi)始前進(jìn)，前進(jìn)到底時(shí)，碰到前限位開(kāi)關(guān)，前進(jìn)停止。同時(shí)接通定時(shí)器，機(jī)械手開(kāi)始上升工件，定時(shí)結(jié)束，上升完成。機(jī)械手左旋，左旋到頂時(shí)，碰到左限位開(kāi)關(guān)，左旋停止。機(jī)械手

11、夾緊，夾緊碰到夾緊限位開(kāi)關(guān)時(shí)，夾緊停止。機(jī)械手下降，下降到底，碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)，下降停止。同時(shí)接通定時(shí)器，機(jī)械手放松工件，定時(shí)結(jié)束，工件已松開(kāi)。機(jī)械手后退，后退到頂碰到后退限位開(kāi)關(guān)時(shí)，后退停止。于是機(jī)械手動(dòng)作的一個(gè)周期結(jié)束。</p><p>　　第一章 PLC的介紹</p><p>　　1.1 PLC概述</p><p>　　1.1.1 可編程控制器的產(chǎn)生和

12、發(fā)展</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器--接觸器控制系統(tǒng)，由繼電器、接觸器和各種開(kāi)關(guān)按一定的邏輯關(guān)系用線連接而成。要改變控制邏輯，需要重新布線、連接，甚至要增減元器件，由于接線多，非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此只適用于工作模式固定、控制邏輯簡(jiǎn)單、大批量生產(chǎn)的制造設(shè)備和一些自動(dòng)化程度較低的制造設(shè)備。20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了電子管順序邏輯控制器，解決了因繼電器等開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)通斷延時(shí)太長(zhǎng)而引起的不穩(wěn)定問(wèn)題；20世紀(jì)50年代半導(dǎo)體二極管、

13、三極管邏輯控制電路取代了電子管控制器，解決了電子管熱絲大功率耗能問(wèn)題；20世紀(jì)60年代中小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)大大減少了邏輯控制器連接點(diǎn)數(shù)量，降低了故障率。20世紀(jì)60年代末，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論的發(fā)展，以及汽車(chē)制造業(yè)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)生產(chǎn)線具有柔性的要求，美國(guó)通用汽車(chē)公司首先提出了將繼電器—接觸器控制的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，將繼電器—接觸器控制的

14、硬件連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想。1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)上述設(shè)想，研制開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)可編程邏輯控制器。20世紀(jì)80年代超大規(guī)模集成電路的</p><p>　　1.2 PLC的主要功能 </p><p>　　1.2.1 PLC基本組成 </p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件輸入給PLC各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)

15、關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量等，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將CPU送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件?！　?lt;/p><p><b>　　輸入接口　</b></p><p>　　輸入接口用于接收和采集兩種類(lèi)型的輸入信號(hào)，一類(lèi)是由按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼電器

16、觸頭等開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)?！　?lt;/p><p><b>　　輸出接口　　</b></p><p>　　輸出接口電路向被控對(duì)象的各種執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。常用執(zhí)行元件有接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥(模擬量)、調(diào)速裝置(模擬量)、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電

17、路組成，與輸入接口電路類(lèi)似，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路集成在芯片上，CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線將輸出信號(hào)送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號(hào)放大。 　　</p><p><b>　　其它接口　　</b></p><p>　　若主機(jī)單元的I/

18、O數(shù)量不夠用，可通過(guò)I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元(不帶CPU)相接進(jìn)行擴(kuò)充。PLC還常配置連接各種外圍設(shè)備的接口，可通過(guò)電纜實(shí)現(xiàn)串行通信、EPROM寫(xiě)入等功能?！　?lt;/p><p><b>　　編程器　　</b></p><p>　　編程器作用是將用戶編寫(xiě)的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過(guò)程，顯示PLC

19、狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。編程器有簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語(yǔ)句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。圖形編程器既可用語(yǔ)句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。目前PLC制造廠家大都開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC

20、運(yùn)行狀態(tài)等。　　</p><p><b>　　電源　　</b></p><p>　　PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。</p>

21、<p>　　1.2.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　由PLC的定義可知道，它是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，因此在設(shè)計(jì)OLC時(shí)從硬件和軟件上都采取了抗干擾的措施，提高了其可靠性。</p><p>　?、儆布胧浩帘?、濾波、隔離、采用模塊式結(jié)構(gòu)</p><p>　?、谲浖胧汗收?/p>

22、檢測(cè)、信息保護(hù)和恢復(fù)、設(shè)置了警戒時(shí)鐘WDT、對(duì)程序進(jìn)行檢查和檢驗(yàn)</p><p><b>　　通用性強(qiáng)，使用方便</b></p><p>　　用戶在進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，不需要自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只需根據(jù)控制要求進(jìn)行模塊的配置。對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，當(dāng)控制要求改變時(shí)，只需修改程序，就能變更控制功能。</p><p>　　采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組

23、合靈活方便</p><p>　　PLC的各個(gè)部件，均采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊之間可由機(jī)架和電纜連接。系統(tǒng)的功能和模塊可根據(jù)用戶的實(shí)際需求自行組合，使系統(tǒng)的性能價(jià)格更容易趨于合理。</p><p>　　編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單，易學(xué)，便于掌握</p><p>　　PLC的主要使用對(duì)象是廣大的電氣技術(shù)人員，所以為了便于工程技術(shù)人員方便學(xué)習(xí)和掌握PLC的編程，采用了與繼電器接觸器控制原

24、理相似的梯形圖語(yǔ)言，易學(xué)易懂。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短</b></p><p>　　由于系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)任務(wù)僅僅是根據(jù)對(duì)象的控制要求配制適當(dāng)?shù)哪K，而不要去設(shè)計(jì)具體的接口電路，這樣大大縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)所花費(fèi)的時(shí)間，加快了整個(gè)工程的進(jìn)度。</p><p>　　安裝簡(jiǎn)單,調(diào)試方便,維護(hù)工作量小</p><p>

25、;　　PLC控制系統(tǒng)的安裝接線比繼電器接觸器控制系統(tǒng)少的多，只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連。PLC軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，用模擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)代替輸入信號(hào)，其輸出狀態(tài)可以觀察PLC上的發(fā)光二極管，也可以另接輸出實(shí)驗(yàn)板。模擬調(diào)試好后，再將PLC控制系統(tǒng)安裝到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行連機(jī)調(diào)試，這樣既省時(shí)間又很方便。由于PLC本身的可靠性高，又有完善的自診斷能力，一旦發(fā)生故障，可以根據(jù)報(bào)警信息，迅速查明原因。如果是PLC本身，則可用更換模塊

26、的方法排除鼓掌。這樣提高了維護(hù)的工作效率，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。</p><p>　　第二章 PLC機(jī)械手的介紹</p><p>　　2.1 PLC機(jī)械手的原理</p><p>　　2.1.1 PLC機(jī)械手的原理及流程圖</p><p>　　1．機(jī)械手在原始位置時(shí)（右旋到位）動(dòng)作，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手臂開(kāi)始上升，機(jī)械手放松，機(jī)械手開(kāi)始

27、前進(jìn)。</p><p>　　2．機(jī)械手上升到上限位置，狀態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，上升動(dòng)作結(jié)束，機(jī)械手開(kāi)始左旋。</p><p>　　3．機(jī)械手左旋到左限位置，狀態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，左旋動(dòng)作結(jié)束，機(jī)械手開(kāi)始抓緊。</p><p>　　4．機(jī)械手抓緊到抓緊位置，狀態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，抓緊動(dòng)作結(jié)束，機(jī)械手開(kāi)始右旋。</p><p>　　5．機(jī)械手開(kāi)始右旋，狀態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，抓緊動(dòng)

28、作結(jié)束，機(jī)械手開(kāi)始下降。</p><p>　　6．機(jī)械手下升到下降位置，狀態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，下降動(dòng)作結(jié)束，機(jī)械手開(kāi)始后退。</p><p>　　7．機(jī)械手右旋到右限位置，狀態(tài)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，右旋動(dòng)作結(jié)束，機(jī)械手開(kāi)始下降。</p><p>　　8．機(jī)械手后退到后退位置，機(jī)械手開(kāi)始放松，一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程完畢。</p><p>　　9．機(jī)械手的工作方式為：?jiǎn)尾?/p>

29、。</p><p>　　機(jī)械手的動(dòng)作順序如下：機(jī)械手初始位置是后退、下降、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)均到底部，機(jī)械手成放松狀態(tài)。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手開(kāi)始前進(jìn)，前進(jìn)到底碰到限位開(kāi)關(guān)，前進(jìn)動(dòng)作停止，機(jī)械手開(kāi)始上升，上升到頂端，碰到限位開(kāi)關(guān)，上升動(dòng)作停止，機(jī)械手開(kāi)始執(zhí)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，碰到限位開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止，機(jī)械手開(kāi)始執(zhí)行夾緊動(dòng)作，碰到限位開(kāi)關(guān)，夾緊動(dòng)作停止，機(jī)械手開(kāi)始執(zhí)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，碰到限位開(kāi)

30、關(guān)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止，機(jī)械手開(kāi)始下降，下降到底部時(shí)，碰到限位開(kāi)關(guān)，下降動(dòng)作停止，機(jī)械手執(zhí)行后退動(dòng)作，碰到限位開(kāi)關(guān)，后退停止，機(jī)械手放松，此時(shí)回到初始位置， 一個(gè)周期動(dòng)作完成。根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作順序，可以畫(huà)出如圖2.1所示的流程圖：</p><p>　　圖2.1 機(jī)械手控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　2.2 電路中主要元器件的介紹</p><p>　　2.2.

31、1 電磁繼電器的原理及應(yīng)用</p><p>　　繼電器的工作原理和特性：繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁繼電器的工作原理和特性：電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流

32、過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉

33、觸點(diǎn)”。</p><p>　　2.2.2 電磁閥的工作原理及應(yīng)用</p><p>　　電磁閥是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動(dòng)。</p><p>　　電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油

34、孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞竿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。電磁閥是用電磁的效應(yīng)進(jìn)行控制，主要的控制

35、方式由繼電器控制。這樣，電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。所謂氣動(dòng)系統(tǒng)，就是以氣體為介質(zhì)的控制系統(tǒng)。氣動(dòng)系統(tǒng)中，這種能源的介質(zhì)通常就是空氣。在真正使用的時(shí)候，通常把大氣中的空氣的體積加以壓縮，從而提高它的壓力。壓縮空氣主要通過(guò)作用于活塞或葉片來(lái)作功。 </p><p>　　氣動(dòng)系統(tǒng)中，電磁閥的作用就是在控制系統(tǒng)中按照控制的要求來(lái)調(diào)整壓縮空氣的各種狀態(tài)，氣動(dòng)系統(tǒng)還需要其他元件

36、的配合，其中包括動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、開(kāi)關(guān)、顯示設(shè)備及其它輔助設(shè)備。動(dòng)力元件包括各種壓縮機(jī)，執(zhí)行元件包括各種氣缸。這些都是氣動(dòng)系統(tǒng)中不可缺少的部分。而閥體是控制算法得以實(shí)現(xiàn)的重要設(shè)備。</p><p>　　2.2.3 接近開(kāi)關(guān)工作原理及應(yīng)用</p><p>　　接近開(kāi)關(guān)是一種毋需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開(kāi)關(guān)，當(dāng)物體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可

37、使開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)交流或直流電器或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。接近開(kāi)關(guān)是種開(kāi)關(guān)型傳感器（即無(wú)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)），它即有行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。　　接近開(kāi)關(guān)又稱(chēng)無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸，無(wú)壓力、無(wú)火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行

38、程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。接近開(kāi)關(guān)具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此到目前為止，接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。 接近開(kāi)關(guān)的主要作用是</

39、p><p>　　第三章 應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)機(jī)械手的步驟</p><p>　　3.1 輸入輸出點(diǎn)分配表</p><p>　　為了將機(jī)械手的控制關(guān)系用PLC控制器實(shí)現(xiàn)，PLC需要10個(gè)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和八個(gè)控制開(kāi)關(guān)），4個(gè)輸出點(diǎn)。為了使用方便，所以選擇了FX2N-64MT型的PLC。</p><p>　　表3.1 輸入輸出點(diǎn)分配表<

40、/p><p>　　3.2 機(jī)械手的接線圖</p><p>　　根據(jù)PLC機(jī)械手的輸入輸出點(diǎn)分配表，畫(huà)出如圖3.1所示的PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖。</p><p>　　圖3.1 PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖</p><p>　　根據(jù)PLC機(jī)械手的實(shí)際連線，畫(huà)出如圖3.2所示的PLC機(jī)械手的接線圖。</p><p>　　

41、圖3.2 十字路口交通燈的接線圖</p><p>　　3.3 PLC機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 PLC機(jī)械手的梯形圖語(yǔ)言</p><p>　　根據(jù)PLC機(jī)械手的控制關(guān)系畫(huà)出如圖3.3所示的PLC機(jī)械手的梯形圖。</p><p>　　圖3.3 PLC機(jī)械手的梯形圖</p><p>　　3

42、.3.2 PLC機(jī)械手指令表語(yǔ)言</p><p>　　0LD X001 ；后退限位</p><p>　　1AND X003 ；下限位</p><p>　　2AND X006 ；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位</p>

43、<p>　　3AND X007 ；放松狀態(tài)</p><p>　　4OUT M10</p><p>　　5LDI M1</p><p>　　6ANI M2</p><p>　　7ANI M3</p><p>　　8ANI

44、 M4</p><p>　　9ANI M5</p><p>　　10ANI M6</p><p>　　11ANI M7</p><p>　　12ANI M8</p><p>　　13OUT M11</p><p>　　14LD M11<

45、;/p><p>　　15AND M10</p><p>　　16OR M8</p><p>　　17OUT M0 ；初始化</p><p>　　18LD M0</p><p>　　19AND X000</p>&

46、lt;p>　　20LD M1</p><p>　　21AND T0 ；啟動(dòng)</p><p><b>　　22ORB</b></p><p>　　23LD M2</p><p>　　24AND X002

47、 ；前進(jìn)限位行程開(kāi)關(guān)</p><p>　　25AND T1</p><p><b>　　26ORB </b></p><p>　　27LD M3</p><p>　　28AND X004 ；上限位行程開(kāi)關(guān)</p&

48、gt;<p>　　29AND T2</p><p><b>　　30ORB</b></p><p>　　31LD M4</p><p>　　32AND X005 ；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)</p><p>　　33AND

49、 T3</p><p><b>　　34ORB</b></p><p>　　35LD M5</p><p>　　36AND X010 ；夾緊行程開(kāi)關(guān)</p><p>　　37AND T4</p><p>&l

50、t;b>　　38ORB</b></p><p>　　39LD M6</p><p>　　40AND X006 ；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)</p><p>　　41AND T5</p><p><b>　　42ORB</b>

51、;</p><p>　　43LDM7</p><p>　　44AND X003 ；下限位行程開(kāi)關(guān)</p><p>　　45AND T6</p><p><b>　　46ORB</b></p><p>　　47

52、LD M8</p><p>　　48AND X007 ；放松行程開(kāi)關(guān)</p><p>　　49AND T7</p><p><b>　　50ORB</b></p><p>　　51OR T7

53、 ；循環(huán)</p><p>　　52 SFTL M0 M1 K8 K1 ；移位 K8指定bit元件長(zhǎng)指定移位bit數(shù)</p><p>　　61LD M1</p><p>　　62SET Y004 ；前進(jìn)</p><p>　

54、　63OUT T0 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　66LD M2</p><p>　　67SET Y005 ；上升</p><p>　　68OUT T1 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p

55、><p>　　71LD M3</p><p>　　72SET Y006 ；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)</p><p>　　73 OUT T2 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　76LDM4

56、 </p><p>　　77SET Y007 ；夾緊</p><p>　　78OUT T3 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　81LD M5 </p><p&

57、gt;　　82RST Y006 ；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)</p><p>　　83OUT T4 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　86LD M6</p><p>　　87RST Y005

58、；下降</p><p>　　88OUT T5 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　91LD M7 </p><p>　　92RST Y004 ；后退</p><p>　　93

59、OUT T3 K50 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　96 LD M8 </p><p>　　97 RST Y007 ；放松</p><p>　　98OUT T4 K5

60、0 ；計(jì)時(shí)5秒</p><p>　　101LD X011</p><p>　　102ZRST M0 M8</p><p>　　107ZRST Y004 Y007</p><p><b>　　112END</b>&l

61、t;/p><p>　　第四章 PLC機(jī)械手的程序調(diào)試</p><p>　　4.1 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟</p><p>　　1） 對(duì)于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)流程圖，用以清楚的表明動(dòng)作的順序和條件。</p><p>　　2） 設(shè)計(jì)梯形圖。這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一

62、定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　3） 將程序輸入到PLC的用戶存儲(chǔ)器，并查找程序是否正確。</p><p>　　4） 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。</p><p>　　4.2 調(diào)試過(guò)程中要注意的事項(xiàng)</p><p>　　1）數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)的接口必須要與軟件的端口設(shè)置保持匹配，否則運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生通信錯(cuò)誤的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)中采

63、用的是COM4端口。</p><p>　　2）連接PLC上的輸入輸出端口對(duì)應(yīng)的動(dòng)作必須與程序中的輸入輸出點(diǎn)的定義保動(dòng)作持一致，本設(shè)計(jì)中輸入端口X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10分別定義為前進(jìn)、后退、下移、上移、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、放松、夾緊的動(dòng)作，X0為啟動(dòng)按鈕，X11為停止按鈕。輸出端Y4、Y5、Y6、Y7分別代表機(jī)械手左/右移、上/下移、順時(shí)針/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、夾/放物的動(dòng)作。</p>

64、;<p>　　3）連接PLC時(shí)，要清楚PLC的供電電壓是多少伏，如果實(shí)際電壓小于供電電壓則不能運(yùn)行，PLC上的Power燈就不會(huì)亮；如果實(shí)際電壓大于供電電壓，則PLC有可能會(huì)被燒壞。</p><p>　　4）端口接線一定要牢固。</p><p>　　5）切記上電時(shí)一定要注意安全。</p><p><b>　　結(jié) 論</b>&l

65、t;/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是考驗(yàn)我們大學(xué)這幾年來(lái)的所學(xué)，它要求我們將大學(xué)這幾年來(lái)所學(xué)到的知識(shí)能夠融會(huì)貫通、熟練應(yīng)用，并要求我能夠理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)我們的綜合運(yùn)用能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。剛接到課題的時(shí)候，我們是一頭霧水，不知道該如何下手。后來(lái)通過(guò)徐老師的講解，是我們對(duì)這個(gè)課題有了一個(gè)大體的理解。接下來(lái)我們就開(kāi)始畫(huà)原理圖，原理圖畫(huà)出來(lái)、正確之后，我們就開(kāi)始對(duì)硬件進(jìn)行連接。之后，就開(kāi)始跑線路，走一遍路線可以幫助我們

66、更好的理解，為下面的軟件設(shè)計(jì)提供鋪墊。硬件的設(shè)計(jì)完成之后，就開(kāi)始我們的軟件設(shè)計(jì)了，選擇PLC的型號(hào)，選擇輸入輸出設(shè)備等等，其中最主要的還是編程。在PLC型號(hào)的選擇上，我們選擇了三菱公司的FX2N系列的PLC，這一系列的PLC具有很大的優(yōu)點(diǎn)，它可以通過(guò)梯形圖、指令表及順序功能圖來(lái)編寫(xiě)PLC程序，建立注釋數(shù)據(jù)及設(shè)置寄存器數(shù)據(jù)等。創(chuàng)建的程序可在串行系統(tǒng)中與PLC進(jìn)行通信、文件傳送、操作監(jiān)控以及完成各種測(cè)試功能。也可以將其存儲(chǔ)為文件，并用打印機(jī)

67、打印輸出。基于這些優(yōu)點(diǎn)，所以我們選用了FX2N系列的PLC。在下面的程序編程中，我們遇到了很大的困難，因?yàn)槔锩嫔婕暗诫姶砰y的控制，所以對(duì)于這一部分的稱(chēng)序搞不懂，后</p><p>　　一個(gè)人要不斷否定自己，不斷戰(zhàn)勝自己、不斷超越自己、不斷完善自己，這樣才能不斷進(jìn)步，總之，通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，意外收獲也很大。不僅進(jìn)一步學(xué)習(xí)了PLC的一些重要知識(shí)，增強(qiáng)了自己動(dòng)手的能力，而且，還讓自己學(xué)到了平時(shí)所學(xué)不到

68、的東西，那就是——只要自己有信心，肯努力就一定能夠克服困難，做好任何事情都有可能。這次的PLC設(shè)計(jì),加深了我們對(duì)PLC軟硬件系統(tǒng)的理解與掌握,也使我深深體會(huì)到學(xué)習(xí)PLC的重要性和艱難性.同時(shí)還增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力。能把我們所學(xué)到的書(shū)本知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去,現(xiàn)在看到硬件不再是無(wú)頭緒了,對(duì)看程序也有了了解,同時(shí)學(xué)習(xí)PLC對(duì)我真的很有用,現(xiàn)在PLC與我們的生活緊密相關(guān). 不過(guò)在經(jīng)過(guò)了前面的一些努力之后，我有信心也有能力去把它完成的更加完美。<

69、;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們的指導(dǎo)老師------某某老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下順利完成的。她耐心的指導(dǎo)和認(rèn)真的工作態(tài)度，是值得我們學(xué)習(xí)的，從接到畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題一直到現(xiàn)在的論文寫(xiě)作，某老師都始終給予我們細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。幾周以來(lái)，某老師不僅在學(xué)業(yè)上給我們精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我們關(guān)懷，雖然我們和某

70、老師只有幾周的相處，但我們都很開(kāi)心，在此謹(jǐn)向某老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入設(shè)計(jì)到論文的順利完成，有多少可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!</p><p>　　最后祝愿每位忙于畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師工作順利，每位同

71、學(xué)能夠順利的通過(guò)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 田效伍. 電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[2] 韋瑞錄，麥艷紅. 可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[3] 郁漢琪

72、. 電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[4] 郭艷萍. 電氣控制與PLC控制技術(shù)[M]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[5] 楊青潔. 三菱FX系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[6] 高勤. 可編程控制器原理及應(yīng)用（三