機械手畢業(yè)設計說明書 (3)

1、<p>　　前言 </p><p>　　可編程控制器（Programmable Logic Controller）是一種以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的設備或生產過程?？删幊炭刂破饕云浜唵我锥⒉僮鞣奖?、可靠性高

2、、通用靈活、體積小、使用壽命長等一系列優(yōu)點，在汽車、鋼鐵、航空航天、船舶、化工、紡織、食品、造紙、軍工等工業(yè)領域獲得了廣泛的應用。</p><p>　　機械手是工業(yè)自動控制領域中經常遇到的一種控制對象，機械手可以完成許多工作，如搬運物品、裝配工件、切割、噴染等等，應用非常廣泛，應用PLC控制機械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高生產效率。為了使動作操作更加準確，加入一些檢測元件，更加完善的

3、應用于各各領域。在此做些改進。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章PLC概述.......................................................................3</p><p>　　第二章根據(jù)要求確定被控制系統(tǒng)必須完成的動作..........

4、.....13</p><p>　　第三章分配輸入、輸出設備...................................................21</p><p>　　第四章確定PLC的輸入、輸出電路.....................................24</p><p>　　第五章設計PLC程序畫出梯形圖.........

5、................................28</p><p>　　總結...........................................................................................35</p><p>　　參考文獻.........................................

6、..........................................36</p><p><b>　　第一章PLC概述</b></p><p>　　1.1 PLC的定義</p><p>　　可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，它具備了模擬量控制、過程控制以及遠程通信等強大功能，所

7、以美國電氣制造商協(xié)會將其正式命名為可編程控制器（Programmable Controller）,簡稱PC。但是個人計算機（Personal Computer）也簡稱PC，為了避免混淆，將用于邏輯控制的可編程控制叫做PLC（Programmable Logic Controller）.</p><p>　　可編程控制器有近30年的歷史，發(fā)展極為迅速。為確定它的性質國際電工委員會（International Ele

8、ctrical Committee）多次發(fā)布以及修訂有關PLC的文件。在1987年頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：</p><p>　　PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置，它其實就是一臺計算機，它采用可以編制程序的存儲器，在其內部執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，它以接入式CPU為核心，通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

9、PLC及其有關的外圍設備，都是很容易與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，容易擴展其功能的。</p><p>　　可編程控制器從內部構造、功能及工作原理上看是一臺計算機。是數(shù)字運算操作的電子裝置，它帶有可以編制程序的存儲器，能進行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算工作。 </p><p>　　可編程控制器是一種工業(yè)現(xiàn)場用計算機。它是為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的，工業(yè)環(huán)境一般辦公環(huán)境有較大的區(qū)別。由

10、于PLC的特殊構造，使它能在高粉塵、高噪音、強電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。為了能控制機械或生產過程，它要能很容易的與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，這些都是個人計算機無法比擬的。</p><p>　　可編程控制器是一種通用的工業(yè)控制計算機。它能控制各種類型的工業(yè)設備及生產過程。它的功能能夠很容易地擴展，它的程序是可以根據(jù)控制對象的不同，讓使用者來編制的。也就是說，可編程控制器較其以前的工業(yè)控制計算機，如單片

11、機工業(yè)控制系統(tǒng)，具有更大的靈活性，它可以方便地應用在各種場合。</p><p>　　通過以上定義還可以了解到，相對一般意義上的計算機，可編程控制器不僅具有計算機的內核，它還配置了許多使其適用于工業(yè)控制的器件。它實質上是經過一次開發(fā)的工業(yè)控制計算機。從另一個方面來說，它是一種通用機，經過二次開發(fā)，它可以在任何具體的工業(yè)設備上使用。自其誕生以來，電氣工程技術人員感受最強的也是可編程控制器二次開發(fā)十分容易。它在很大程度

12、上使的工業(yè)自動化設計從專業(yè)設計院走進工廠和礦山，變成了普通工程技術人員甚至普通電氣工人力所能及的工作。再加上體積小、工作可靠性高、抗干擾能力強、控制功能完善，適應性強，安裝接線簡單等眾多優(yōu)點，可編程控制器在短短的30年中獲得了突飛猛進的發(fā)展，在工業(yè)控制領域獲得了非常廣泛的應用。</p><p>　　1.2 PLC的由來及發(fā)展</p><p>　　世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字

13、設備公司（DEC）研制的。限于當時的元件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)等功能。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，成為真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件

14、都以繼電器命名。因而人們稱可編程控制器為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入了實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型的體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得了廣泛的應用。例如，在世界第一臺可編程控制器的誕生地美國，1982年的統(tǒng)

15、計數(shù)字顯示，大量應用可編程控制器的工業(yè)廠家占美國重點工業(yè)行業(yè)廠家總數(shù)的82%</p><p>　　20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)控制的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機及超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元，通訊單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。

16、目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都的到了長足的發(fā)展。</p><p>　　1.3 PLC的特點及用途 </p><p>　?。?）PLC具有以下幾個主要特點</p><p>　　1）可靠性高、抗干擾能力強</p><p>　　高可靠性是電氣控制設備非常關鍵的性能。PLC由于采用大規(guī)模集成電路技術、嚴

17、格的生產工藝，內部電路采取了輸入輸出信號的光電隔離、濾波、電源的屏蔽、穩(wěn)壓和保護、故障診斷等先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性，它能在高粉塵、高噪音、強電磁干擾和溫暖變化劇烈的環(huán)境下正常工作。PLC的平均無故障時間可高達5~10萬小時以上。從PLC的機外電路來說，PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障率也就大大降低。</p><p>　　2）功能完善

18、、應用領域廣</p><p>　　到現(xiàn)在為止PLC已經形成各種規(guī)模、系列化的產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合，并能完成決大多數(shù)的工業(yè)控制任務。PLC所具有的完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，PLC通訊能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變的非常容易。</p><p>　　3）編程簡單，易學易用</p><

19、;p>　　PLC采用和繼電器電路圖接近的梯形圖語言，只用少量的開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。在工業(yè)現(xiàn)場，可以使用手持編程器或筆記本對PLC進行編程。當PLC聯(lián)網(wǎng)后，可以在網(wǎng)絡的任一位置對PLC編程。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制提供了方便。</p><p>　　4）系統(tǒng)安裝簡單、體積小、價格低</p><p>　　PLC在存

20、儲邏輯代替接線邏輯、采用模塊化的結構，大大地減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建設的周期大大縮短了?，F(xiàn)代集成電路技術的廣泛應用，功耗僅數(shù)瓦。由于PLC體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。使得PLC的重量越來越輕、功耗也越來越少。在集成電路技術和生產廠家越來越多的情況下，PLC的價格也越來越低。</p><p>　?。?）可編程控制器的應用領域</p><p>

21、　　PLC在鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)的應用也越來越廣泛，主要可以歸納為以下幾類：</p><p>　　1）開關量的邏輯控制</p><p>　　可編程控制器可實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，也可用于單臺設備的控制，又可用于多機群控制及自動化流水線。</p><p><b>　　2）模擬量控制</b

22、></p><p>　　在工業(yè)生產過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。</p><p><b>　　3）運動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制

23、機構配置來說，早期直接用開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。</p><p><b>　　4）過程控制</b></p><p>　　過程控制是指對連續(xù)變化的量進行控制。如對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。目

24、前已廣泛應用于冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合。</p><p><b>　　5）數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能?？梢酝瓿蓴?shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與參考值比較，完成一定的控制操作。也可以利用通訊功能傳送到其他的智能裝置，或將它們打印制表。數(shù)

25、據(jù)處理一般用于大型過程控制系統(tǒng)，如冶金、造紙、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　6）通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設備間的通信。隨著現(xiàn)代社會計算機技術的提高，網(wǎng)絡通訊技術的不斷發(fā)展，它也將和其他的工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構成大型的控制系統(tǒng)，在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。</

26、p><p>　　1.4 PLC的主要技術指標</p><p>　　PLC的性能指標較多，主要介紹與組成PLC控制系統(tǒng)關系較直接的幾個。</p><p>　　（1）編程語言及指令功能</p><p>　　梯形圖語言、助記符語言在PLC中較為常見，梯形圖語言一般在計算機屏幕上編輯，使用起來簡單方便。助記符語言與計算機編程序相似，如果對有編制程序基礎的

27、工程技術人員來說，學習助記符會容易一些，只要理解各個指令的含義，就可以像做計算機程序一樣寫PLC的控制程序。如果兩種語言都會使用更好，因為它們之間可以相互轉換。PLC實際上只認識助記符語言，梯形圖語言是需要轉換成助記符語言后，存入PLC的存儲器中。</p><p>　　現(xiàn)在功能圖語言的使用有上升趨勢。編程語言中還有一個內容是指令功能。衡量指令功能強弱可看兩個方面：一是指令條數(shù)多少；二是指令中有多少綜合性指令。一條

28、綜合性指令一般就能完成一項專門操作。用戶編制的程序完成的控制任務，取決于PLC指令的多少，指令功能越多，編程越簡單和方便，完成一定的控制任務越容易。</p><p><b>　?。?）輸入輸出點數(shù)</b></p><p>　　輸入輸出點數(shù)是PLC可以接受的輸入開關信號和輸出開關信號的最大數(shù)量，值得注意的是輸入點數(shù)往往的大于輸出點數(shù)的，且二者不能相互替代。</p&

29、gt;<p>　?。?）掃描速度數(shù)是指PLC掃描1k（1k=1024）字用戶程序所需的時間，通常以ms/k字為單位，掃描速度越快越好。</p><p><b>　?。?）存儲容量</b></p><p>　　存儲容量是存放用戶程序的存儲器的容量。通常用k來表示。也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。在編制PLC程序時，需要用到大量的寄存器來存放變量、中

30、間結果、保持數(shù)據(jù)、定時計數(shù)、模塊設置和各種標志位等信息。這些寄存器的多少，直接關系到程序的編制，該存儲器的容量越大，就可以編制出更復雜的程序。</p><p><b>　　（5）可擴展性</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)生產中PLC的可擴展性也顯的非常重要。主要包括：</p><p>　　1）輸入輸出點數(shù)的擴展；</p>&

31、lt;p>　　2）存儲容量的擴展；</p><p>　　3）聯(lián)網(wǎng)功能的擴展；</p><p>　　4）可擴展的模塊數(shù)；</p><p>　　另外，可編程序控制器的可靠性、易操作性及經濟性等功能指示也受用戶的關注。</p><p>　　第二章 根據(jù)要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動作</p><p>　　2.1 控制要求

32、分析</p><p><b>　　1）機械結構</b></p><p>　　圖2-1是某機械手的工作示意圖，該機械手的任務是將工件從傳送帶A搬往傳送帶B。</p><p>　　在圖2-1中，機械手的所有動作均采用電液控制、液壓驅動。它的上升/下降和左移/右移均采用雙線圈三位電磁閥推動液壓缸完成。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持當前的機械動作，直

33、到相反動作的線圈通電為止。例如，當下降電磁閥線圈通電后，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持當前的下降動作狀態(tài)，直到上升電磁閥線圈通電為止。機械手的夾緊/放松采用單線圈二位電磁閥推動液壓缸完成，線圈通電時執(zhí)行夾緊工件，斷電時執(zhí)行放松動作。</p><p>　　為了使動作準確，機械手上安裝了限位開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分別對機械手進行下降、上升、右行、左行等動作的限位，并給出了動作到位的信號。另外，還安裝

34、了光電開關SP1和SP2負責SP1檢測傳送帶A上的工件是否到位，如果有光電開關SP1監(jiān)測到有工件出現(xiàn)，傳送帶A就停止運動。SP2檢測傳送帶B上的工件是否移走，從而產生無工件信號，為下一個工件的下放做好準備。</p><p><b>　　2）工藝過程</b></p><p>　　機械手的動作順序、檢測元件和執(zhí)行元件的布置如圖2-2所示。機械手的初始位置在原位，按下啟動按

35、鈕后，機械手依次完成：下降→夾緊→上升→右移→下降→放松→上升→左移→傳送帶A運動（檢測到有工件停）九個動作，實現(xiàn)機械手一個周期的動作。機械手的下降、上升、左移、右移的動作轉換靠限位開關來控制，而夾緊、放松動作的轉換是由時間繼電器來控制的。</p><p>　　為了保證安全和提高效率，機械手右移到位后，必須在傳送B上無工件時才能下降。若上一次搬到傳送帶B上的工件尚未移走，則機械手應自動暫停等待。同時還檢測了，B傳

36、送帶的運動情況。在機械手回到原位后，傳送帶A運動，直到檢測到工件為止?？梢越档湍芎暮透訙蚀_、更加智能。為此設置了兩只光電開關，以檢測“有無工件”信號。</p><p>　　在此同時介紹一下，光電開關SP1和SP2的工作原理，以方便理解和應用。</p><p>　　首先這兩個光電開關的發(fā)射光的元件均采用半導體激光發(fā)射器，因為半導體激光器是所有激光器中效率最高，體積最小的一種。而且采用激光發(fā)

37、射器抗干擾，非接觸式動態(tài)響應好。</p><p>　　在信號接受方面兩者各不相同，首先介紹SP光電接收器，由于其任務是在檢測到有工作時，傳動帶A才停止運動。機械手才下降。所以采用如圖2—3。</p><p>　　圖2-3工作原理：光照使光敏電阻阻值下降，光敏電阻組織下降三極管導通。線圈KA的電觸頭動作。</p><p><b>　　圖 2—3</b&

38、gt;</p><p>　　圖2—3工作原理：光照使RG電阻阻值下降，RG電阻下降三極管導通，線圈KA得電，觸點動作。無光照時，使光敏電阻阻值上升，三極管截止，線圈KA失電，觸點復位。當SP1接收器接收到光照時，說明沒有工作，傳送帶A應得電運動，到SP1接收不到光照時，說明有工作，機械手下降。傳送帶A受SP1光電開關中KA線圈的常開觸點控制，常閉則控制機械手下降。</p><p>　　SP

39、2光電開關的接收器應如圖2-4所示：</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　工作原理：光照光敏二極管導通，三極管發(fā)射極無電壓，三極管截止，線圈KA失電。無光照，光敏二極管截止，三極管發(fā)射極得電壓，三極管導通，線圈KA得電，觸點動作。</p><p>　　當SP2光電開關，檢測到傳送帶B上的工件沒有走時，機械手受SP

40、2光電開關線圈KA的常開觸點控制，不能下降。即無光照時（有工件），KA線圈動作，常閉觸點斷開，機械手暫停。</p><p><b>　?。?）控制要求：</b></p><p>　　傳送帶B上工件的傳送不用PLC控制，讓傳送帶B由一臺獨立的電動機一直的帶動。機械手要求按一定的順序動作，先畫出時序圖，以便于了解流程圖，其流程圖如圖2-5所示：</p>&l

41、t;p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　啟動時，機械手從原點開始按順序動作。停止時，機械手停止在現(xiàn)行工步上，重新啟動時，機械手按停止前的動作繼續(xù)進行。</p><p>　　為滿足生產要求，機械手設置手動方式和自動方式，而自動方式又分為單步、單周和連續(xù)工作方式。</p><p>　　手動工作方式：利用按鈕對機械手每一步動作

42、單獨進行控制，例如，按“上升”按鈕，機械手上升，按“下降”按鈕，機械手下降。此種工作方式可使機械手置原位。</p><p>　　單步工作方式：從原點開始，按自動工作循環(huán)的工序，每按一下啟動按鈕，機械手完成一步的動作后自動停止。</p><p>　　單周期工作方式：按下啟動按鈕，從原點開始，機械手按工序自動完成一個周期的動作后，停在原位。</p><p>　　連續(xù)工作

43、方式：機構在原位時，按下啟動按鈕，機構自動連續(xù)地執(zhí)行周期動作。當按下停止按鈕時，機械手保持當前狀態(tài)。重新恢復后機械手按停止前的動作繼續(xù)進行.</p><p>　　第三章分配輸入輸出設備</p><p>　　1)PLC選型及I/O接線圖</p><p>　　根據(jù)控制要求，PLC控制系統(tǒng)選用西門子公司ST-200系列CPU224和EM223其I/O端子電氣接線圖如圖上3

44、-1所示。</p><p>　　圖3-1 控制系統(tǒng)外部I/O接線圖</p><p>　　2）PLC I/O地址，內部輔助繼電器的分配表</p><p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)外部I/O地址，內部輔助繼電器的分配表</p><p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)外部I/O接線圖，PLC I/O地址分配見表3-1所示。</p><p>

45、　　表3-1 外部I/O繼電器分配表</p><p>　　第四章確定PLC的輸入、輸出電路</p><p>　　首先應分析一下所選CPU型號。CPU224集成14個輸入和10個輸出共24個數(shù)字量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至168路數(shù)字量I/O或35路模擬I/O點，13KB字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。</p><p>　　S7-200系列的CPU224主機有

46、I0.0—I0.7、I1.0—I1.5共計14個輸入點和Q0.0—Q0.7、Q10—Q1.1共計10個輸出點。CPU224輸入電路采用了雙向光電耦合器，24VDC極性可任意選擇，系統(tǒng)設置1MB為I0.x字節(jié)輸入端子的公共端，2MB為I1.x字節(jié)輸入端子的公共端。在晶體管輸出電路中采用了MOSFET功率驅動器件，并將數(shù)字量輸出分為兩組，每組有一個獨立公共端，共有1L、2L兩個公共端，可接入不同的負載電源。</p><p

47、>　　CPU224PLC有6個高速計數(shù)脈沖輸入端（I0.0—I0.5），最快的響應速度為30KHZ，用于捕捉經CPU掃描周期更快的脈沖信號。另外，還有2個高速脈沖輸出端（Q0.0、Q0.1），輸出脈沖頻率可達20KHZ.用于PTO（高速脈沖束）和PWM（寬度可變脈沖輸出）高速脈沖輸出。</p><p>　　擴展模塊EM223，輸出16個點，輸出16個點。足以滿足工作要求。</p><p&

48、gt;　　依據(jù)以上分析，可知輸入電路采用光電藕合器，輸出采用晶體管。對于此次動作采用交流輸入的光電耦合器如圖4-1所示，輸出采用晶體管輸出如圖4-2所示。</p><p><b>　　圖4-1交流輸入</b></p><p><b>　　圖4-2晶體管輸出</b></p><p>　　輸入接口中有濾波電路及耦合隔離電路。濾

49、波有抗干擾的作用，耦合有抗干擾及產生標準信號的作用。隔離有保護PLC內部的作用。</p><p>　　開關量輸出接口是把PLC的內部信號轉換成現(xiàn)場執(zhí)行機構，如接觸器線圈、電磁閥線圈指示燈等的各種驅動開關信號。晶體管輸出只能接直流負載。若需接交流負載就把開關量轉換成模擬量。如圖4-3</p><p><b>　　圖4-3</b></p><p>

50、　　它的作用是將可編程控制器運算處理后的若干位數(shù)字量信號轉換為相應的模擬量信號輸出，以滿足生產過程現(xiàn)場連續(xù)控制信號求。</p><p>　　還有，傳送帶A的運動也由PLC控制，由于其工作特點就是向一個方向運動，PLC控制的電動機就不需反轉?？捎脙山M電動機。如果，要傳送帶上負載大，就用三相電動機。如圖4-4所示:</p><p><b>　　圖4-4</b></p

51、><p>　　電容運轉型，電動機不論是啟動還是運轉，電容器均接在電路中而不斷開，特點：效率高，過載能力強。</p><p>　　第五章、設計PLC程序畫出梯形圖</p><p><b>　　（1）整體設計</b></p><p>　　為編程結構簡潔、明了，把手動程序和自動程序分別編成相對獨立于程序模塊，通過調用指令進行功能選

52、擇。當工作方式選擇手動工作方式時，I0.7接通，執(zhí)行手動工作程序；當工作方式選擇開關選擇自動方式（單步、單周、連續(xù)）時，I1.0、I1.1、I11.2分別接通，執(zhí)行自動控制程序，整體設計的梯形圖（主程序）如圖5-1所示:</p><p><b>　　圖5-1</b></p><p><b>　?。?）手動控制程序</b></p>&

53、lt;p>　　手動操作不需要按工序順序動作，可以按普通繼電接觸器控制系統(tǒng)來設計。手動控制的梯形圖見圖5-2所示子程序0，手動按鈕I2.0、I2.1、I2.2、I2.3、I2.4、I2.5、分別控制下降上升、右移、左移、夾緊、放松各個動作。為了保持系統(tǒng)的安全運行，設置了一些必要的聯(lián)鎖保護，基中在左右移動的控制環(huán)節(jié)中加入了I0.2作為上限連鎖。因為機械手只有處于上限位置（I0.2=1）時，才允許左右移動。</p><

54、;p>　　由于夾緊，放松動作選用單線圈雙位電磁閥控制，因此在梯形圖中用“置位”、“復位”指令來控制，該指令具有保持功能，并且也設了機械聯(lián)鎖。只有當機械手處于下限（I0.1=1）時，才能進行夾緊和放松動作。手動控制的程序如圖5-2所示:</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　?。?）自動操作程序。</p><p>

55、　　由于自動操作的動作較復雜，不容易直接設計出梯形圖，因此先畫出自動操作流程圖，用以表明動作的順序和轉換的條件，然后根據(jù)所采用的控制方法，設計梯形圖。</p><p>　　機械手的自動操作流程圖如圖2—5所示。圖中矩形方框表示其自動工作循環(huán)過程中的一個“工步”，方框中用文字表示該步的編號，方框的右邊畫出該步動作的執(zhí)行元件，相鄰兩工步之間用有向線段連接，表明轉換方向，有向線段上的小橫線表示轉換的條件，當轉換條件得到

56、滿足時，便從上一工步轉到下一工步。</p><p>　　對于順序控制可用多種方法進行編程，用移位寄存器也很容易實現(xiàn)這種控制功能，轉換的條件有各行程開關，光電開關及定時器的狀態(tài)來決定。</p><p>　　為了保證運行的可靠性，在執(zhí)行夾緊和放松動作時，分別用定時器T37和定時T38作為轉換的條件，并采用具有保持功能的繼電器（Mo.x）為夾緊電磁閥線圈供電，其工作過程分析如下：</p&g

57、t;<p>　?、贆C構處于原位，上限位和左限位行程開關閉合，I0.2、I0.4接通，移位寄存器首位m1.0置“1”，Q0.6輸出原位顯示，機構當前處于原位。</p><p>　?、诎聪聠影粹o，I0.0接通，產生位移信號，使移位寄存器右移一位，m1.1置“1”（同時m1.0恢復為0），m1.1得電，Q0.1輸出下降信號。</p><p>　?、巯陆抵料孪尬唬孪尬婚_關受壓，I

58、0.1接通，移位寄存器右移一位，使m1.2置“1”（其余為0），Q0.2接通，夾緊動作開始，同時T37接通，定時器開始計時。</p><p>　　④經過延時（與設定K值有關），T37觸點接通，移位寄存器又右移一位，使m1.3置“1”（其系為0），Q0.3接通，機構上升。由于m1.2為1，因此夾緊動作繼續(xù)執(zhí)行。</p><p>　?、萆仙辽舷尬?，上限位開關受壓，I0.2閉合，移位寄存器右移

59、一位，m1.4置“1”（其系為0），Q0.4接通，機構右行。</p><p>　?、抻倚兄劣蚁尬?，I0.3接通，將移位寄存器中“1”移到m1.5，Q0.1得電，機構再次下降。</p><p>　　⑦下降至下限位，下限位開關受壓，移位寄存器又右移一位，使m1.6置“1”（其系為0），Q0.2復位，機構放松，放下搬運零件同時接通T38定時器，定時器開始計時。</p><p&

60、gt;　?、嘌訒r時間到，T38常開點閉合，移位寄存器移位，m1.7置“1”（其系為0），Q0.3再次得電上升。</p><p>　?、嵘仙辽舷尬?，上限位開關受壓，I0.2閉合，移位寄存器右移一位，m2.0置“1”（其系為0）傳送帶A運動，Q0.5置“1”，機構左行。</p><p>　　⑩左行至原位后，左限位開關受壓，I0.4接通，移位寄存器右移一位，m2.1置“1”（其系為0），傳送帶

61、A運動。</p><p>　　傳送帶A運動，直到SP，光電開關檢測到有工件后，線圈得電，常開觸上閉合，移位寄存器仍右移一位。一個自動循環(huán)結束。</p><p>　　自動操作程序中包含了單周或連續(xù)運動，程序執(zhí)行單周或連續(xù)取決于工作方式選擇開關。當選擇連續(xù)方式時I1.2使m0.0置“1”，當機構回到原位時，移位寄存器自動復俠，并使m1.0為“1”，同時I1.2閉合，又獲得一個移位信號，機構按順

62、序反復執(zhí)行；當選擇單周期操作方式時，I1.1使m0.0為“0”；當機構回到原位時，按下啟動按鈕，機構自動動作一個運動周期后停止在原位。自動操作的梯形圖程序如圖5-3所示。單步動作時每按一次啟動按鈕，機構按動作順序向前步進一步。控制邏輯與自動操作基本一致。所以只需在自動操作梯形圖上添加步進控制邏輯。在圖5-3中，移位寄存器的使用控制用m0.1來控制，m0.1的控制線路串接有一個梯形圖塊，該塊的邏輯為I0.0·I1.0+I1.0。

63、當處于單步狀態(tài)，I1.0=1時，移位寄存器能否移位取決于上一步是否完成和啟動按鈕是否按下。</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　機械手的控制對于很多場合需求很大，不論是機床使用的小型系統(tǒng)還是流水線上的這類設備，其基本動作要求類似，所以控制的實現(xiàn)也可以相互借鑒。</p><p>　　對于控制程序的編寫，這里給出的只是一種

64、實現(xiàn)手段，使用可編程控制器還有其他的方法可以實現(xiàn)這樣的控制，針對所使用的具體系統(tǒng)的情況，設計人員可以選擇使用不同的方法來進行程序編寫。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　可編程序控制器的原理及應用 機械工業(yè)出版社 主編 王衛(wèi)兵</p><p>　　可編程序控制器的原理，應用，試驗 機械工業(yè)出