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1、1目录目录1简介2 1.1 课题概况2 1.2 设计要求2 1.3 设计内容2 2系统总体方案设计3 2.1 总体方案选择说明3 2.2 控制方式选择3 2.3 操作界面设计（其它图见附录）4 3.PLC 控制系统的硬件设计4 3.1 PLC 的选型4 3.2 I/O 点数的估算53.3 I/O 分配表53.4 电气原理图设计5 3.5 电气元件明细表5 4. PLC 控制系统程序设计6 4.1 状态分配表6 4.2 机械手控制程序顺序功能图(或流程图)设计6 4.3 控制程序设计思路6 5系统调试及结果分析11 5.1 系统梯形图11 5.2 结果分析15 5.3 调试过程中问题及解决方法1
2、5 6系统的使用说明书15 7课程设计体会16 8参考文献16 9附录1721 1简介简介1.11.1 课题概况课题概况一个将工件由 A 处传送到 B 处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈 二位电磁阀推动气缸完成，当某个电磁阀线圈通电，就一致保持现有的机械动作，如 果线圈断电则停止机械动作。例如下降的电磁阀通电，机械手下降，如线圈断电，则 停止现有的下降动作，直到通电后继续下降；当此电磁阀相反方向的线圈通电时则进 行上升的机械动作。另外夹紧/放松有单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执 行加紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，启 动按钮 SB1、停
3、止按钮 SB2,SA1 为单次工作和循环工作的选择开关，SA2 为手动工作 和自动工作选择开关。启动按钮 SB1 按下后开始工作，有八个动作，如下所示：原位下降夹紧上升右移 左移 上升 放松 下降1.21.2 设计要求设计要求(1)初始状态：机械手运行前，处于原位状态。 (2)由 SA2 开关选择自动或手动工作。自动工作有单次循环工作和重复循环工作两种 流程；手动工作状态时，按下启动按钮，只能单步运行：按下启动按钮则运行一步， 下一步运行需要再按一次启动按钮。 (3)启动操作：按下启动按钮 SB1，机械手按如表所示的工作流程运行。 (4)停止工作：按下停止按钮 SB2 后，立即停止运行，按下启
4、动按钮 SB1 又能继续运 行。1.31.3 设计内容设计内容该机械手分为自动工作与手动工作：一、自动工作：(1)单次循环：按下启动按钮下降（YV1）下降到位，夹紧（YV2）延时 4s 上升（YV3）上升到位，右移（YV4）右移到位，下降（YV1）下降到位，放松 延时 3s上升（YV3）上升到位，左移（YV5）左移，到达原位停止工作(2)重复循环：按下启动按钮下降（YV1）下降到位，夹紧（YV2）延时 4s 上升（YV3）上升到位，右移（YV4）右移到位，下降（YV1）下降到位，放松 延时 3s上升（YV3）上升到位，左移（YV5）左移，到达原位按以上步骤循环三次。二、手动工作：单步运行：按下
5、启动按钮下降（YV1）到位停止按下启动按钮夹紧(YV2)延 时 2s按下启动按钮上升（YV3）到位停止按下启动按钮（以此类推）32 2系统总体方案设计系统总体方案设计2.12.1 总体方案选择说明总体方案选择说明1、机械手的升降和左右移行分别由不同的电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能 保持原来的状态； 2、上升、下降的电磁阀线圈分别为 YV3、YV1；右行、左行的电磁阀线圈为 YV5、YV4； 3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀 YV2 来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电 时松开工件； 4、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4 来 实现； 5、机械手的夹钳
6、的松开、夹紧通过延时 1S 实现； 6、机械手处于原点时指示灯 HL 亮2.22.2 控制方式选择控制方式选择由于 PLC 控制系统较继电-接触器控制系统有许多优点，如硬件电路简单，修改 程序容易，可靠性高等，所以本设计选择 PLC 控制系统。42.32.3 操作界面设计操作界面设计（其它图见附录）1、机械手的工作状态由开关 SB1、SB2 控制，其中开关 SB1 为启动开关、开关 SB2 为关闭开关； 2、指示灯 HL 指示机械手是否处于原点，如在原点，则 HL 亮； 3、机械手的下降、夹紧、上升、右行、左行由电磁阀 YV1、YV2、YV3、YV4、YV5 来实现； 4、行程开关的下限位、上
7、限位、左限位、右限位由 SQ1、SQ2、SQ4、SQ3 来实现；5、控制开关回原点、单步跑、单周期、连续循环由开关 I1.2、I1.3、I1.4、I1.5 来实现。3.PLC3.PLC 控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计3.13.1 PLCPLC 的选型的选型本次机械手模拟控制采用的是来自西门子公司的 S7-200 可编程控制器。西门子 公司的 SIMATIC S7-200 系列属于小型 PLC，可用来代替继电器的简单控制场合，也 可用于负载的自动化控制系统。由于他有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也 能充分发挥其作用。它可靠性高，可以用梯形图，语句表和功能图块三种语言来编程。5它是指令丰富，指令功能强大，易于掌握，操作方便，内置有高速计数器，高速输出， PID 控制器、RS-485 通信/编程接口、PPI 通信协议，MPI 通信协议和
