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1、电气工程学院电气工程学院一、课程设计任务书一、课程设计任务书 1.课程题目机械手PLC控制系统设计2.设计内容PLC 课程设计图图1 机机械械手手动动作作示示意意图图设计一个用 PLC 控制的将工件从 A 点移到 B 点的机械手控制系统。其控制要求如下：1手动操作，每个动作均能单独操作，用于将机械手复归至原点位置；2连续运行，在原点位置按起动按钮或当光电探测器探测到有工件时，机械手按图 1 连续工作一个周期，一个周期的工作过程如下：原点下降夹夹紧(T)上上升右移下降放松(T)上升左移到原点，时间 T 由教师现场规定。3. 课程设计报告要求 （1）画工艺流程图，分析 I/O 性质，计算 I/O
2、点数、存储容量，PLC 选型；（2）编写程序（在 PC 机上编程并下载到 PLC 中） ；（3）运行并调试程序，运行调试记录，在调试过程中出现的问题，解决办法等；（4）画 PLC 控制系统外部接线图（含主电路及供电图） ；（5）课程设计总结。包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等；（6）参考文献列表；（7）报告使用 B5 纸打印，全文不少于 2000 字。4. 参考资料1 史国生主编. 电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.20042 王永华.现代电气及可编程控制技术. 北京:北京航空航天大学出版社.20023 徐世许.可编程序控制器原理应用网络.合肥:
3、中国科学技术大学出版社.20015. 设计进度（2012 年 11 月 19 日至 11 月 30 日）时 间设计内容11 月 19 日布置设计任务、查阅资料11 月 20 日-11 月 21日方案论证及总体设计11 月 22 日-11 月 29日系统调试及整理课程设计报告11 月 30 日课程设计答辩6. 课程设计时间及地点2012 年 11 月 19 日2012 年 11 月 30 日 上午 8：0011：00；下午 13：0016：00综合自动化实验室（新实验楼 308）考核项 目考核内 容评估标准等级优 良 中 及 不 及方案设 计 （15）优：设计方案合理，内容正确，有独立见解或 创
4、造性； 良：方案正确，有一定见解； 中：设计方案及内容基本正确，分析问题基本 正确，无原则性错误； 及：设计方案及内容基本合理，分析问题能力 较差，但无原则性错误； 不及：设计方案不合理，有严重的原则性错误；优 良 中 及 不 及技术指 标 （20）优：各项指标均完全达到 良：各项指标基本达到，只有一项指标有微小 差距 中：有一项指标没有达到 及：有两项指标没有达到 不及：有三项指标以上没有达到优 良 中 及 不 及完成情 况 （50）设计报 告 （15）优：设计报告内容正确，完整，规范，图面质 量好，且符合国家制图标准； 良：设计报告内容正确，较完整，规范，图面 质量较好，且符合国家制图标准
5、； 中：设计报告内容有个别错误，较完整，较规 范，图面质量一般； 及：设计报告内容基本正确完整，较规范，有 多个错误； 不及：设计报告内容中不加消化，照搬照抄；优 良 中 及 不 及综合能 力 （30）设计实 施能力 （15）优：能够自行利用现有设备，对设计方案进行 合理检验，接线正确规范，程序设计合理，工 具软件使用熟练； 良：在教师指导下能够利用现有设备，对设计 方案进行合理检验，接线正确规范，程序设计 合理，工具软件使用熟练； 中：在教师指导下能够利用现有设备，对设计 方案进行检验，接线较正确规范，程序设计较 合理，工具软件使用较熟练；二、评语及成绩二、评语及成绩及：教师指导参与过多，才
6、能够利用现有设备， 对设考核项 目考核内 容评估标准等级设计实 施能力 （15）计方案进行检验，接线较正确规范，程序设计 较合理，工具软件使用较熟练； 不及：不能在教师指导下完成规定的设计方案 检验。优 良 中 及 不 及综合能 力 （30）故障处理能力 （15）优：能够自行对硬件和程序出现的问题，进行 合理、高效的解决； 良：在教师指导下能够较好处理硬件和程序出 现的问题，并能够消化吸收； 中：在教师指导下能够基本处理硬件和程序出 现的问题，有一定的分析能力； 及：教师指导参与过多，才能够完成硬件和程 序出现的问题； 不及：不能在教师指导下完成故障的处理。优 良 中 及 不 及安全文 明操作
7、 （10）优：没有发生任何安全事故和设备、元器件损 坏，使用材料无浪费，设计现场整齐规范； 良：没有发生任何安全事故和设备、元器件损 坏，设计现场较整齐规范； 中：没有发生任何安全事故和设备、元器件损 坏，设计现场欠整齐； 及：没有发生安全事故，或有元器件损坏，现 场长期脏、乱差，或造成材料浪费； 不及：发生安全事故，或有元器件损坏，或现 场长期脏、乱差，或造成材料浪费。优 良 中 及 不 及基本素 质 （20）劳动纪 律 （10）优：能完全遵守课程设计管理制度和作息制度， 无违纪行为； 良：能遵守课程设计管理制度和无旷工行为， 迟到/早退 1 次； 中：能遵守课程设计管理制度和无旷工行为，
8、迟到/早退 2 次； 及：违反守课程设计管理制度，或有 1 次旷工、 或迟到/早退 3 次； 不及：劳动纪律出现重大问题，取消成绩。总成绩：指导教师:等级评分标准：优=90 上，良=8980,中=7970,及=6960，不及=60 下课程设计内容及要求课程设计内容课程设计内容设计要求设计一个用 PLC控制的将工件从 A点移到 B点的机械手的控制系统。其控制要求如下：1手动操作，每个动作均能单独操作，用于将机械手复归至原点位置；2连续运行，在原点位置按起动按钮或当光电探测器探测到有工件时 ，机械手按图 4.1连续工作一个周期，一个周期的工作过程如下：原点 下降夹 夹紧(T)上上升右移下降 放松
9、(T)上升 左移到原点，时间 T由教师现场规定。机械手的操作方法方式分为手动操作和自动操作， 自动操作又分为单操作和连续操作方式。 手动操作是指用按钮对机械手的每一步单独进行控制；单周期操作是指机械手从原点开始， 按启动按钮机械手自动完成一个周期的运动后停止； 连续操作是指机械手从原点开始， 按启 动按钮，机械手的动作将自动的、连续不断的自动循环。在工作中若安了停止按钮，机械手 将继续完成一个周期的工作后。后动原点自动停止。 机械手程序设计分析方案流程图方案流程图SFCSFC 图图当机械臂处于原位时， 按启动 X0 接通， 状态转移到 S20，驱动下降 Y0，当到 达下限位使行程开关 X1 接
10、通，状态转 移到 S21，而 S20 自动复位。S21 驱动 Y1 置位，延时 1 秒，以使电磁力达到 最大夹紧力。当 T0 接通，状态转移到 S22，驱动 Y2 上升，当上升到达最高 位，X2 接通，状态转移到 S23。S23 驱 动 Y3 右移。 移到最右位，X3 接通，状态转移 到 S24 下降。下降到最低位，X1 接通， 电磁铁放松。为了使电磁力完全失掉，延时 1 秒。延时时间到，T1 接通，状态转移到 S26 上升。上升到最高位，X2 接 通，状态转移到 S27 左移。左移到最左位，使 X4 接通，返回初始状态，再开始 第二次循环动作。 在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次，
11、但它驱动的线圈，却可 以使用多次，但两者不能出现在连续位置上。因此步进顺控的编程，比起用基本 指令编程较为容易，可读性较强。2-1 机械手自动运行 SFC 图2-2 手动运行程序2-3 外部接线形式020406080100第一季度第三季度东部 西部 北部2-4I/O 端子分配表 输入电器输入点输出电器输出点启动按钮 SBIO.0起始位置 Y1下限位移 SQ1IO.1左下限位Y2上限位移 SQ2IO.2抓 紧Y3右限位移 SQ3IO.3左上限位Y4左限位移 SQ4IO.4右限位Y5右下限位Y6放 松Y7右上限位Y8课程设计总结这次课程设计我们没组选择一个题目，我们组做的是机械手的 PLC 控制。
12、由于平时大家学习的是理论知识，没有实际软件的开发经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料和学习，我们基本学会了PLC 的设计不走和基本方法。分组的方式给了我和同学合作的机会。通过这次设计实践我熟悉了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的基本原理和使用方法有了更深刻的了解。通过合作我的合作意识得到了加强，合作能力得到了提高。今天我已明 白课程设计对我来说的意义， 他不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来， 提高 自己的实际洞后能力和独立思考的能力， 更重要的是同学间的团结， 虽然我们这次花去的时 间比别人多，但我相信我们得到的也会更多！ 在做本次课程设计的过程中， 我感触最
13、深的当属查阅大量的设计资料了。 为了让自己的设计 更加完善，查阅者方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。 通过这次机械手设计让我对这 PLC 的知识得到了巩固，让我在课程设计过程中学习到了 一些不了解的知识同时让我知道了现代企业在完成自动化控制中离不开 PLC 的控制，它可以使企业在生产的同时减少劳动力和生产成本。目前我国很多地区的企业整个生产设备还比 较了落后且大部分工序都是通过人工来完成， 而机械手成本比较低且操作简单很适合中小企 业的发展要求但算着科技的发展我相信， 所以在今天的学习和生活中我们还要不断学习和创 新，只有这样才能实际出符合现代社会所需求的产品。参考文献参考文献1 史国生主编. 电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.20042 王永华.现代电气及可编程控制技术. 北京:北京航空航天大学出版社.20023 邓则名.电器与可编程控制器应用技术.北京:机械工业出版社.19974 徐世许.可编程序控制器原理应用网络.合肥:中国科学技术大学出版社.20015 王泽元.可编程序控制器实验指导书.长春:自编实验指导书.2010
