【毕业论文】基于西门子PLC机械手控制系统设计

基于西门子PLC机械手控制系统设计I摘要可编程控制器是在继电接触控制器的基础上,结合先进的微机技术发展起来的一种新型的工业控制机。它发展迅速,应用广泛,特别适合于顺序控制,是机械自动化中一种基础的控制设备。它将填补继电接触控制与微机数控之间的一大块空白。此机械手系统是一个教学模型，它模拟工业生产过程中的某种自动化设备，可以完成零组件的组装、检测、移送等任务。本文以该模型为例，论述了机械手的结构组成及工作原理，提出了五种工作方式的控制要求，并针对这些控制要求提出了S7-300型PLC控制系统的控制方案，进而阐述了PLC控制系统的设计过程以及步进程序的梯形图实现方法，并在PLC系统上进行了调试。实践证明，此机械手能按预定的顺序动作，设计方案合理，控制特性良好，对应用PLC进行工业设计有一定的借鉴作用。关键词：机械手，PLC，控制，西门子基于西门子PLC机械手控制系统设计IIAbstractPLCisanew-styleindustrycontrol,basedonthecontrolofrelay-contactinstrumentsandcombinedwithadvancedcomputertechnology.Ithasdevelopedfastandiswidelyused,inparticular,itisquitesuitableforthecontrolofsequence.Anditbecomesabasicequipmentofmechanicautomation.PLCwillfillawidegapbetweenthecontrolofrelay-contactandcomputerNC.Thismanipulatorsystemisateachingmodel,whichsimulatessomeautomationequipmentintheprocessofindustrialproduction,andcancompletethetaskofassembling,testing,transferringthecomponentsandothertasks.Takingthismodelasanexample,thispaperdescribesthecomposition,thestructureandtheworkingprincipleofthemechanicalhand.ItalsoputsforwardthecontrolrequirementsoffiveworkingmethodsandthecontrolprogramofS7-300typePLCcontrolsystem,thenexpoundedthedesignprocessofthePLCcontrolsystemsandtheproceduresoftheladderstep,whichhasbeendebuggedonthePLCsystem.Practicehasshownthatthismechanicalhandcanactaccordingtothescheduledorder,andhasreasonabledesignandgoodcontrol,whichcangivesomereferencetotheindustrialdesignofthePLCapplication.Keywords：manipulator，PLC,control,simens基于西门子PLC机械手控制系统设计III目录第一章绪论......................................................11.1研究背景......................................................11.2课题的研究目的及意义..........................................11.3气动机械手发展概况............................................21.4研究内容和拟解决的问题........................................2第二章机械手的结构及工艺要求......................................32.1机械手的结构..................................................32.2机械手的工作原理..............................................52.3机械手的控制要求..............................................5第三章机械手的硬件设计............................................73.1控制方案设计..................................................73.2气动驱动系统设计..............................................73.3控制面板设计..................................................83.3.1电源..............................................................93.3.2操作方式转换按钮..................................................93.3.2输入按钮.........................................................103.3.3指示灯...........................................................10第四章机械手的控制系统设计.......................................114.1电气主回路设计...............................................114.2系统控制电源设计.............................................114.3输入、输出点统计.............................................124.4PLC硬件设计.................................................154.4.1硬件选择.........................................................154.4.2硬件配置图.......................................................154.4.3I/O信号地址分配表................................................164.4.4DI32×24VDC数字量输入模板的端子接线图和框图....................184.4.5DO32×24VDC/0.5A数字量输出模板的端子接线图和框图...............21第五章机械手的软件设计...........................................255.1工艺流程图...................................................255.2程序设计.....................................................27基于西门子PLC机械手控制系统设计IV5.3符号表.......................................................285.4源程序.......................................................285.4.1手动电路控制程序................................................295.4.2循环电路控制程序................................................295.4.3单周期电路控制程序...............................................295.4.4步进电路控制程序.................................................295.4.5回原点电路控制程序...............................................295.4.6故障报警电路控制程序.............................................295.4.7输出电路控制程序.................................................295.5系统调试.....................................................295.6调试过程中遇到的问题.........................................305.7本程序的特点.................................................30第六章结论与展望.................................................316.1结论.........................................................316.2展望.........................................................31参考文献........................................................32致谢...........................................................33附录...........................................................34①手动电路控制程序（network1-network11）..............................34②循环电路控制程序（network12-network30）.............................36③单周期电路控制程序（network31-network49）...........................40④步进电路控制程序（network50-network110）............................45⑤回原点电路控制程序（network111-network117）.........................55⑥故障报警电路控制程序（network118）.................................57⑦输出电路控制程序（network119-network128）...........................57基于西门子PLC机械手控制系统设计1第一章绪论机械手是一种模仿人手动作，并按设定的程序、轨迹和要求代替人手抓取、搬运工件或操持工具进行操作的机电一体化自动化装置。[1]以往的机械手是采用继电器—控制器控制气压系统，其控制系统复杂，机械触点多，大量的接线使系统的可靠性降低，设备的工作效率下降，自动化程度不高，安全