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1、个人资料整理仅限学习使用电气控制课程设计设计题目：基于 S7-200PLC机械手自动控制系统的设计姓名：班级：学号：指导教师：成绩评定：201*年* 月* 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用1. 控制系统的要求图1为传送工件的某机械手的工作示意图，其任务是将工件从传送带A搬运到传送带B。按下起动按钮后，传送带A开始运行直到光电开关 KF检测到物体，才停止，同时机械手下降；下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧；上升到位左转，左转到位下降；下降到位机械手松开，2s后机械手
2、上升；上升到位后，传送带 B开始运行，同时机械手右转；右转到位，传送带B停止。机械手返回原位后，自动启动传送带 A运转，进行下一个循环。当按下停止按钮时，使移位寄存器复位，机械手立即停止工作。机械手的上升、下降和左转、右转的执行，分别由双线圈两位电磁阀控制汽缸的运动控制。当下降电磁阀通电，机械手下降，若下降电磁阀断电，机械手停止下降，保持现有的动作状态，同样上升电磁阀、左转和右转电磁阀的控制过程亦然。而夹紧/放松则是由单线圈的两位电磁阀控制汽缸的运动来实现，线圈通电时执行夹紧动作，断电时执行放松动作。并且要求只有当机械手处于上限位时才能进行左/右移动，因此，在左右转动时用上限条件作为联锁保护。
3、由于上下运动，左右转动采用双线圈两位电磁阀控制，两个线圈不能同时通电，因此在上/下、左 /右运动的电路中须设置互锁环节。为了保证机械手动作准确，机械手上安装了限位开关BG1、BG2、BG3、BG4，分别对机械手进行上升、下降、左转、右转等动作的限位，并给出动作到位的信号。光电开关 KF负责检测传送带 A上的工件是否到位，到位后机械手开始动作。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用图 1 机械手控制示意图2. 系统设计思路依据系统设计要求，机械手控制的工作过程如图2所示，一个工作周期有八个顺序执行
4、的动作，即为：原位下降夹紧上升右移左移上升放松下降图 2 机械手控制工作过程从控制要求可以看出，输入信号需要一个启动按钮SF1I0. 0）来完成机械手的启动，还需要一个停止按钮SF2I0.5）用来停止运行。机械手运动的限位开关有4 个，上升限位开关BG1、下降限位开关BG2、左转限位开关BG3 和右转限位开关BG4，以及传送带 A 上光电开关KF 的输入信号 I0.6，共有 7 个输入信号。输出信号有机械手上升驱动电磁阀MB1、下降电磁阀 MB2、左转电磁阀 MB3、右转电磁阀 MB4 和机械手抓紧 /放松驱动电磁阀MB5，以及控制传送带A 和 B 运行的接触器 QA1 和 QA2，共有 7
5、个输出信号。3 . 系统硬件设计3.1 硬件设计系统选用的是西门子可编程序控制器S7-200系列，根据控制要求，系统所需的输入信号为7 个点，输出信号为 7 个点，可选用 PLC的型号为 CPU224。它共有14 个输入点，10 个输出点，能够满足系统的控制要求，其PLC输入/输出接线如图 3所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用AC220V电源进线DC24V电源进线MB11MNL1I0.0 I0.1I0.2 I0.3S7-200 CPU 224ML+1L Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4
6、MB2 MB3 MB4SF1 BG1KF启动按钮停止按钮下降限位左转限位上升下降左转右转SF2I0.4I0.5I0.6Q0.5Q0.6Q0.7BG2 BG3 BG4光电开关右转限位上升限位MB5 QA1QA2夹紧传送带A传送带B图 3 PLC 输入输出接线图2） I/O 端子的地址分配进行 I/O 设置后， I/O 端子分配如表 1 所示。表 1 I/O 端子分配表输入输出地址功能地址功能I0.0 起动按钮 SF1 Q0.1 上升 MB1 I0.1 上升限位 BG1 Q0.2 下降 MB2 I0.2 下降限位 BG2 Q0.3 左转 MB3 I0.3 左转限位 BG3 Q0.4 右转 MB4
7、I0.4 右转限位 BG4 Q0.5 夹紧 MB5 I0.5 停止按钮 SF2 Q0.6 传送带 AQA1 ）I0.6 光电开关 KF Q0.7 传送带 BQA2 ）4. 系统软件设计根据控制要求，机械手的工作过程是顺序执行的，一个工作周期由8步组成。因此，可先设计出顺序功能图，如图4所示。根据顺序功能图再设计出梯形图程序，如图5所示。顺序功能图是一个按顺序动作的步进控制系统，在本例中采用移位寄存器编程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用方图 4 机械手自动控制的顺序功能图法。用移位寄存器M1
8、0.1M11.2 位代表流程图的各步，两步之间的转换条件满足时，进入下一步。移位寄存器的数据输入端DATAM10.0 ）由 M10.1M11.1 各位的常闭接点、上升限位的标志位M1.0、右转限位的标志位M1.1 及传送带 A 检测到工件的标志位 M1.2 串联组成，即当机械手处于原位，各工步未起动时，若光电开关KF 检测精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用到工件，则M10.0 置 1，这作为输入的数据，同时这也作为第一个移位脉冲信号。以后的移位脉冲信号由代表步位状态中间继电器的常开接点和代表
9、处于该步位的转换条件接点串联支路依次并联组成。在M10.0 线圈回路中，串联M10.1M11.1 各位的常闭接点，是为了防止机械手在还没有回到原位的运行过程中移位寄存器的数据输入端再次置 1，因为移位寄存器中的“ 1”信号在 M10.1M11.1 之间依次移动时，各步状态位对应的常闭接点总有一个处于断开状态。当“1”信号移到M11.2 时，机械手回到原位，此时移位寄存器的数据输入端重新置1，若起动电路保持接通 有限公司 .S7-200CN可编程序控制器.产品样本， 2009. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页个人
10、资料整理仅限学习使用2 西门子 (中国 有限公司 .S7-200可编程控制器系统手册.8版， 2005.2、各部分具体要求如下2.1目录包括正文所有章节、参考文献、附录 (小三号、黑体、左顶格 11(空一格 (四号、黑体、左顶格 111(空一格 (四号、楷体、左顶格 正文(小四号、宋体 详见模板。2.3参考文献参考文献篇数为 3篇以上，一律放在正文后，不得放在各章之后。应根据中国学术期刊检索与评价数据规范的要求书写参考文献。作者只写到第三位，余者写 “ 等” ，英文作者超过 3人写“ etal” (斜体 。参考文献类型及其标识参考文献类型专著论文集报纸文章期刊文章学位论文报告标准专利文献类型标
11、识M C N J D R S P 电子参考文献类型数据库计算机程序电子公告电子文献类型标识DB CP EB 参考文献的编排格式和示例如下：1、专著精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用序号 作者 .文献题名 M. 出版地 :出版者 ,出版年 .起止页码 (任选 . 例： 4 牛光庭 .建筑材料 M. 北京 :水利电力出版社,1993. 2、学位论文序号 作者 .文献题名 D. 所在地 :作者单位 ,年度 . 例： 1 刘伟 .汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究D.北京 :北京师范大学心理系，1
12、998. 3、报告序号 作者 .文献题名 R. 所在地 :作者单位 ,年度 . 例： 1 白秀水，刘敢，任保平. 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究R. 西安 :陕西师范大学西北经济发展研究中心,1998.4、期刊文章序号 作者 .文献题名 J.刊名 ,年,卷号 (期号 :起止页码 . 例： 1 赵强 ,孟祥龙 .增强自调匀整混合环控制稳定性的研究J.纺织学报 ,2004,25:1105.5、论文集中的文献序号 作者 .文献题名 A. 论文集主编 .论文集名 C. 出版地：出版者,出版年 .起止页码 . 例： 1 钟文发 .非线性规划在可燃毒物配置中的应用A. 赵玮 .运筹学的理论
13、与应用中国运筹学会第五届大会论文集C.西安 :西安电子科技大学出版社,1996.468-471.6、报纸文章序号 作者 .文献题名 N. 报纸名 ,出版日期 (版次 . 例： 1 李大伦 .经济全球化的重要性N. 光明日报 ,1998-12-273 ）. 7、国际、国家标准序号 标准编号 ,标准名称 S. 例： 10 GB50023-95 ，建筑抗震鉴定标准S. 8、专利序号 专利所有者 .专利题名 P.专利国别 :专利号 ,出版日期 . 例： 6 孔一庆 .一种硅材料的制备方法P.中国专利 :CN891056088,1982-05-02.9、电子文献序号 作者 .电子文献题名电子文献及载体类
14、型标识.电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期 任选） .例： 1 王明亮 .关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展EB/OL.http:/ - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用10、各种未定义类型的文献序号 作者 .文献题名 Z. 出版地：出版者,出版年 . 以上序号用中扩号，与文字之间空一格。如果需要两行的，第二行文字要位于序号的后边，与第一行文字对齐。中文的用五号宋体，外文的用五号Times NewRoman字体。行间距单倍行距。3 几点具体要求3.1语言表述1、要做到数据可靠、推
15、理严谨、立论正确。论述必须简明扼要、重点突出，对同行专业人员已熟知的常识性内容，尽量减少叙述。2、论文中如出现一些非通用性的新名词、术语或概念，需做出解释。3.2 标题和层次标题要重点突出，简明扼要，层次要清楚。3.3 页眉和页码1、页眉从正文开始至 “ 参考文献 ” 部分，一律为 “ 武汉纺织大学课程设计 ” ，采用五号宋体字、居中书写。2、页码从正文开始至 “ 参考文献 ” 部分，按阿拉伯数字连续居中编排。3.4 图、表、公式图: a.图中术语、符号、单位等应与文中的术语、符号、单位一致。b.图必须要有图序、图名，图序及图名居中置于图的下方，用五号宋体字。表: a.表中参数应标明量和单位的
16、符号。b.表必须要有表序、表名，表序及表名居中置于表的上方。c.表序、表名和表内内容一律用五号宋体字。公式:编号用括号括起来写在右边行末,其间不加虚线，公式用五号Times NewRoman字用word 自带的公式编辑器 ）。如：1-1）图、表、公式等与正文之间要有一行的间距,一律采用阿拉伯数字分章连续编号。如：图 2-5等。若图或表中有附注，采用英文小写字母顺序编号。图纸要求：图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。用计算机绘图。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用手画，必须按国家规定标准或工程要求用计算机或手工绘制。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页
