plc課程設(shè)計--機械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　《PLC技術(shù)與工程應用》</p><p><b>　　課程設(shè)計任務書</b></p><p>　　課題名稱： 機械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)班級： 電氣自動化技術(shù)102班 </p><p>　　姓 名： </p>

2、<p>　　學 號： </p><p>　　2012-06-01</p><p><b>　　1、概述</b></p><p>　　機械手是工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的自動化設(shè)備，它具有工件的自動取拿、移動和輸送功能。機械手機構(gòu)控制涉及了PLC、傳感器、電機驅(qū)動等技術(shù)。</p><p>

3、;　　機械手實驗設(shè)備如圖1所示。該設(shè)備可以實現(xiàn)手臂的左右擺動、伸出與退回、上下移動、機械手指的夾緊與張開等四自由度動作。</p><p>　　圖1. 機械手實驗設(shè)備</p><p>　　1.1 輸出驅(qū)動單元</p><p>　　該設(shè)備四自由度動作由四臺直流電動機驅(qū)動，每臺電動機可進行正反轉(zhuǎn)運行。左右擺動由齒輪組嚙合實現(xiàn)減速傳動；伸出與退回、上下移動由直流減速電機驅(qū)動

4、絲杠--螺母結(jié)構(gòu)完成；機械手指的夾緊與張開由直流減速電機驅(qū)動連桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。該設(shè)備共有8個動作，由控制器輸出信號驅(qū)動。</p><p>　　1.2 輸入檢測單元</p><p>　　每個自由度運行極限位置設(shè)置了兩個行程開關(guān)，用于判斷當前動作是否到位。該設(shè)備共有8個行程開關(guān)作為控制器的輸入信號。</p><p>　　2、輸入輸出接口電路介紹</p><

5、;p>　　機械手實驗設(shè)備既是所謂控制對象，對于一般工業(yè)控制，其控制核心使用可編程控制器(PLC)。設(shè)計輸入輸出接口電路 (如圖2所示) 的目的是為解決機械手設(shè)備輸出驅(qū)動單元、輸入檢測單元與PLC之間的信號接口問題。圖中上層電路板是驅(qū)動電路板，下層電路板左側(cè)是輸入接口電路板，右側(cè)是輸出接口電路板。</p><p>　　圖2. 輸入輸出接口電路板</p><p>　　2.1 輸入接口電路

6、板</p><p>　　輸入接口電路板原理圖如圖3所示，其功能是將設(shè)備上行程開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電平信號(邏輯1：24V DC ；邏輯0：0V DC)。板上設(shè)有光電隔離電路，將內(nèi)外電源隔離，以保護設(shè)備安全。</p><p>　　圖3. 輸入接口電路板電氣原理圖</p><p>　　本設(shè)備8個輸入信號，對應輸入接口電路板的8根輸入信號線。各信號線對應的行程開關(guān)如

7、表1所示。</p><p>　　表1. 輸入信號線與行程開關(guān)對應關(guān)系表</p><p><b>　　2.2 輸出接口</b></p><p>　　輸出接口(如圖4所示)由兩塊電路板構(gòu)成：驅(qū)動電路板和輸出接口電路板。它們的功能是將PLC輸出的控制信號用于驅(qū)動繼電器動作，從而控制電動機正向或反向運行。輸出接口電路板上也設(shè)有光電隔離電路，可將內(nèi)外電源

8、隔離。</p><p>　　左圖為驅(qū)動電路板電氣原理圖，繼電器A吸合、B釋放，對應的電機正轉(zhuǎn)；繼電器A釋放、B吸合，對應的電機反轉(zhuǎn)；繼電器A、B同時釋放，電機停止運行；不允許二者都吸合。右圖為輸出接口電路板電氣原理圖，當PLC輸出的某路控制信號有效時，對應的輸出信號有效，從而可以使得對應的繼電器吸合。</p><p>　　圖4. 輸出接口電路電氣原理圖</p><p&g

9、t;　　(左圖為驅(qū)動電路板，右圖為輸出接口電路板)</p><p>　　本設(shè)備有8個輸出控制信號，對應輸出接口電路板的8根輸出信號線。各輸出信號線對應的電動機動作關(guān)系如表2所示。</p><p>　　表2. 輸出信號線與電動機動作對應關(guān)系表</p><p><b>　　3、電氣原理圖</b></p><p><b&

10、gt;　　控制流程圖</b></p><p><b>　　組態(tài)控制</b></p><p>　　5.1 創(chuàng)建系統(tǒng)畫面</p><p>　　5.2 I/O口設(shè)備組態(tài)，建立組態(tài)與PLC的設(shè)備連接</p><p>　　5.3 通過使用開發(fā)系統(tǒng)中工具箱的工具畫出機械手控制系統(tǒng)的監(jiān)控畫面</p><

11、p>　　5.4 定義立體車庫的動畫連接</p><p><b>　　輸入輸出I/O表</b></p><p><b>　　輸入I/O點</b></p><p><b>　　輸出I/O點</b></p><p><b>　　參 考 文 獻</b><

12、;/p><p>　　[1]王永華. 現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術(shù).北京航空航天大學出版社，2007</p><p>　　[2]西門子(中國)有限公司.S7-200可編程控制器產(chǎn)品目錄.2004</p><p>　　[3]張鳳珊,祖龍起.電氣控制及可編程序控制器.中國輕工業(yè)出版社,2006</p><p>　　[4]張興國.可編程序控制器技術(shù)及應用