第一篇：基于PLC的六軸機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

牡丹江師范學(xué)院 本科學(xué)生課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

題

目 基于PLC的六軸機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

班

級(jí)

2010工業(yè)電氣

指導(dǎo)教師

白

龍

牡丹江師范學(xué)院

2013 年5月30日 電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

課程名稱：基于PLC的六軸機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)時(shí)數(shù)：2周

學(xué)分?jǐn)?shù)：3.5（本門課程）

開(kāi)課院、系（部）、教研室：工學(xué)院 電氣工程及其自動(dòng)化教研室 執(zhí)筆人：白 龍 編寫(xiě)時(shí)間：2014.5.30

一、設(shè)計(jì)目的

（1）掌握六軸機(jī)械手控制的工作時(shí)序和繼電器控制電路。（2）掌握經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)梯形圖的一般方法。

二、設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)基于PLC的六軸機(jī)械手控制系統(tǒng)的繼電器控制電路和梯形圖。

三、基本內(nèi)容與要求（1）設(shè)計(jì)I/O及內(nèi)存表；（2）設(shè)計(jì)工作時(shí)序圖；（3）設(shè)計(jì)繼電器控制電路；（4）設(shè)計(jì)梯形圖。

四、設(shè)計(jì)資料及有關(guān)規(guī)定

1.設(shè)計(jì)過(guò)程可參考教材P317第九章。2.PLC采用歐姆龍公司的CP1H。

五、設(shè)計(jì)成果要求

設(shè)計(jì)論文

六、物資準(zhǔn)備

1.到圖書(shū)館和相關(guān)網(wǎng)站查閱相關(guān)資料。2.到可編程控制器實(shí)驗(yàn)室了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

七、主要圖式、表式

各繼電器控制電路和梯形圖要求用繪圖軟件畫(huà)出。

八、時(shí)間安排

2014.6.1 設(shè)計(jì)動(dòng)員，發(fā)放設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2014.6.2-2014.6.3 查閱資料、擬定設(shè)計(jì)程序和進(jìn)度計(jì)劃 2014.6.4-2014.6.10 確定設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2014.6.11-2014.6.13 完成設(shè)計(jì)，交指導(dǎo)教師審閱 2014.6.14 成績(jī)?cè)u(píng)定

九、考核內(nèi)容與方式

考核的內(nèi)容包括：學(xué)習(xí)態(tài)度；技術(shù)水平與實(shí)際能力；論文(計(jì)算書(shū)、圖紙)撰寫(xiě)質(zhì)量；創(chuàng)新性；采取審定與答辯相結(jié)合的方式，成績(jī)?cè)u(píng)定按百分制記分。

十、參考書(shū)目

1.謝克明，《可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社。2.鐘肇新，《可編程控制器原理及應(yīng)用》，華南理工大學(xué)出版社。3.王兆義，《可編程控制器教程》，機(jī)械工業(yè)出版社。

第二篇：基于plc機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于plc機(jī)械手控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì) 課題背景及研究意義

機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。近年來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展機(jī)械手逐漸成為一門新興學(xué)科，并得到了較快的發(fā)展。機(jī)械手廣泛地應(yīng)用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機(jī)加、噴漆、熱處理等各個(gè)行業(yè)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視?？傊?，機(jī)械手是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一個(gè)重要手段。國(guó)內(nèi)外都十分重視它的應(yīng)用和發(fā)展。

可編程序控制器（PLC)是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)工業(yè)控制裝置。隨著微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC在硬件配置、軟件編程、通訊聯(lián)網(wǎng)功能以及模擬量控制等方面均取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已經(jīng)成為工廠自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。

由于自動(dòng)化可以節(jié)省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊優(yōu)越性，如通用性好、實(shí)用性強(qiáng)、硬件配套齊全、編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，因此工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用PLC。機(jī)械手在美國(guó)、加拿大等國(guó)家應(yīng)用較多，如用果實(shí)采摘機(jī)械手來(lái)摘果實(shí)、裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用智能機(jī)器人等。我國(guó)自動(dòng)化水平本身比較低，因此用PLC來(lái)控制的機(jī)械手還比較少。本次課題設(shè)計(jì)的機(jī)械手就是通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的。通過(guò)此次設(shè)計(jì)可以更進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC的相關(guān)知識(shí)，了解世界先進(jìn)水平，盡可能多的應(yīng)用于實(shí)踐。

組態(tài)王是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)通過(guò)組態(tài)軟件對(duì)機(jī)械手進(jìn)行監(jiān)控，將機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)畫(huà)顯示，使機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程更加形象化。機(jī)械手

2.1 機(jī)械手介紹

Mechanical hand也被稱為自動(dòng)手，Auto hand能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

2.2機(jī)械手的分類

機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用 機(jī)械手有2~3個(gè)自由度。

機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。

機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。

機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。

2.3機(jī)械手的特點(diǎn)

機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：

1.機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。

2.在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。

3.可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。

4.可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。

5.宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。

6.軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。

2.4 機(jī)械手的構(gòu)成

機(jī)械手簡(jiǎn)述：機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡(jiǎn)單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。

1.執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來(lái)夾緊和松開(kāi)工件，與人的手指相仿，能完成人手的類似動(dòng)作。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動(dòng)作。簡(jiǎn)單的機(jī)械手可以沒(méi)有手腕。支柱用來(lái)支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動(dòng)。

2.傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要由傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)等幾種形式。

3.控制系統(tǒng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動(dòng)作，簡(jiǎn)單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開(kāi)關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實(shí)現(xiàn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動(dòng)作。動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制 機(jī)械手控制方式的選擇

3.1 控制方式的分類

傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備自動(dòng)控制主要由繼電器或分立的電子線路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種控制方式投資相對(duì)少一些，目前僅在一些舊式的、簡(jiǎn)單的工業(yè)設(shè)備中還有一定市場(chǎng)，但該控制方式卻有以下致命缺陷：

(1)僅適合于簡(jiǎn)單的邏輯控制；

(2)僅適合特殊的工程項(xiàng)目，而沒(méi)有通用性；

(3)沒(méi)有改動(dòng)和優(yōu)化的可能性。伴隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了從繼電器控制到計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)變，計(jì)算機(jī)控制方式具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

(1)硬件上至少有一個(gè)微處理器；

(2)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)控制思想。

目前，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域比較典型的控制方式有：

(1)可編程序邏輯控制器（PLC）；

(2)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）；

(3)集散控制系統(tǒng)（DCS）。

3.2 PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）和集散控制系統(tǒng)（DCS）的比較及選型

1.各自技術(shù)發(fā)展的起源

計(jì)算機(jī)是為了滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求的設(shè)備。硬件結(jié)構(gòu)方面，總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜和計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)。

集散系統(tǒng)從工業(yè)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，初期主要用在連續(xù)過(guò)程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，主要應(yīng)用在工序控制上，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開(kāi)關(guān)量順序控制方面。

近年來(lái)隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍。在初期邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)調(diào)節(jié)等功能，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)等功能模塊；運(yùn)算速度提高，CPU的能力趕上了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；通信能力的提高發(fā)展了多種局部總線和網(wǎng)絡(luò)(LAN)，因而也可構(gòu)成為一個(gè)集散系統(tǒng)。特別是個(gè)人計(jì)算機(jī)也被吸收到PLC系統(tǒng)中。PLC在過(guò)程控制的發(fā)展將是一智能變送器和現(xiàn)場(chǎng)總線，暨向下拓展功能，開(kāi)放總線。

2.相同點(diǎn) 在微電子技術(shù)發(fā)展的背景下，從硬件的角度來(lái)看，PLC、工業(yè)計(jì)算機(jī)、集散系統(tǒng)(DCS)之間的差別正在縮小，都將由類似的一些微電子元件、微處理器、大容量半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和I/O模件組成。編程方面也有很多相同點(diǎn)。

3.不同點(diǎn)由于PLC和計(jì)算機(jī)屬于兩類產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展都形成了自身的裝置特點(diǎn)和軟件工具，實(shí)際上它們的區(qū)別仍然存在。

PLC用編程器或計(jì)算機(jī)編程，編程語(yǔ)言是梯形圖、功能塊圖、順序功能表圖和指令表等。集散系統(tǒng)自身或用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形成組態(tài)構(gòu)成開(kāi)發(fā)系統(tǒng)環(huán)境。

特別需要提出的是，PLC與STD總線工控機(jī)的區(qū)別，無(wú)論從維修、安裝和模件功能都很相似。PLC更適用于黑模式下運(yùn)行，但在線運(yùn)行時(shí)若要進(jìn)行較大的程序修改，其能力略遜于STD工控機(jī)，但是從開(kāi)關(guān)量控制而言，PLC的性能優(yōu)于STD工控機(jī)。

總的來(lái)說(shuō)，在選擇控制器時(shí)，首先要從工程要求、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮。沒(méi)有哪種控制器是絕對(duì)完善的，也沒(méi)有哪種產(chǎn)品絕對(duì)差，只能說(shuō)根據(jù)不同的環(huán)境選擇更適用的產(chǎn)品。

本章小結(jié)

本章主要介紹了機(jī)械手的來(lái)源、研究背景及研究意義，機(jī)械手的分類、特點(diǎn)。由于機(jī)械手是在搬運(yùn)中的應(yīng)用，所以采用傳送帶加旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手類型。此機(jī)械手易于操作，性 能可靠。機(jī)械手的控制方式可以有多種，本文主要研究通過(guò)PLC來(lái)控制機(jī)械手。

第三篇：plc機(jī)械手課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

目錄 引言.................................................................5 2 設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容...................................................6 2.1設(shè)計(jì)目的.......................................................4 2.2.主要內(nèi)容.......................................................4 3 氣動(dòng)機(jī)械手的操作要求及功能...........................................4

3.1.操作要求.......................................................4 3.2操作功能.......................................................5 4 PLC及機(jī)械手的選擇和論證.............................................6 4.1 PLC............................................................6 4.1.1 PLC簡(jiǎn)介...................................................6 4.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置.......................................6 4.1.3 PLC的選擇及論證..........................................7 4.2機(jī)械手.........................................................7 4.2.1機(jī)械手簡(jiǎn)介.................................................7 4.2.2機(jī)械手的選擇...............................................8 5 硬件電路設(shè)計(jì)及描述...................................................8 5.1操作方式.......................................................8 5.2 PLC的I/O分配接線.............................................9 6 軟件電路設(shè)計(jì)及描述..................................................10 6.1機(jī)械手的操作系統(tǒng)程序..........................................10 6.2回原位程序....................................................10 6.3手動(dòng)單步操作程序..............................................11 6.4自動(dòng)操作程序..................................................12 6.5機(jī)械臂傳送系統(tǒng)梯形圖..........................................12 6.6指令語(yǔ)句表....................................................13 7 心得體會(huì)...........................................................15 參考文獻(xiàn).............................................................16

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1引 言

在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化，自動(dòng)化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效的辦法；控制機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)，金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三有50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5%。從這里看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而生產(chǎn)的。并且在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機(jī)械手可在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

可編程控制器是繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制出上開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。

機(jī)械手采用plc控制，具有可靠性高，改變程序靈活等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)論進(jìn)行時(shí)間控制還是控制或混合控制，都可以通過(guò)設(shè)置plc的程序?qū)崿F(xiàn)?？梢愿鶕?jù)機(jī)械手的動(dòng)作順序改變程序，是機(jī)械手通用性更好。

采用氣壓傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好。阻力損失和泄露減少。不會(huì)污染環(huán)境，造價(jià)低。

在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導(dǎo)體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不

一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運(yùn)送到指定目標(biāo)位置氣動(dòng)機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、半導(dǎo)體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容

2.1設(shè)計(jì)目的

1、培養(yǎng)plc設(shè)計(jì)能力；

2、擴(kuò)展知識(shí)結(jié)構(gòu)；

3、培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力；

4、是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)自己對(duì)機(jī)械手和PLC的認(rèn)識(shí)，以及它們?cè)谏钪袕V泛應(yīng)用。

2.2主要內(nèi)容

1.正確選用機(jī)械手和PLC類 2.繪制I/O分配 3.設(shè)計(jì)梯形圖 4.指令語(yǔ)句 5.模擬調(diào)試 氣動(dòng)機(jī)械手的操作要求及功能

3.1操作要求

氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作示意圖如圖1所示，氣動(dòng)機(jī)械手的功能是將工件從A處移送到B處?？刂埔鬄椋?/p>

1、氣動(dòng)機(jī)械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，電磁閥線圈失電時(shí)能保持原來(lái)的狀態(tài)，必須驅(qū)動(dòng)反向的線圈才能反向運(yùn)動(dòng)；

2、上升、下降的電磁閥線圈分別為Q0.0、Q0.2；右行、左行的電磁閥線圈為Q0.3、Q0.4；

3、機(jī)械手的夾鉗由單線圈電磁閥Q0.1來(lái)實(shí)現(xiàn)，線圈通電時(shí)夾緊工件，線圈斷電時(shí)松開(kāi)工件；

4、機(jī)械手的夾鉗的松開(kāi)、夾緊通過(guò)延1S實(shí)現(xiàn)；

5、機(jī)械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程開(kāi)關(guān)I1.0、I0.5、I1.1、I0.6來(lái)實(shí)現(xiàn)；

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3.2操作功能

機(jī)械手的操作面板如圖2所示。機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。

1、手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；

2、連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，只要按下啟動(dòng)安鈕，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)工作，直到按下停止安鈕；

3、單步工作方式時(shí)，每按下一次啟動(dòng)安鈕，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；

4、單周期工作方式時(shí)，每按下一次啟動(dòng)安鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期；

5、傳送工件時(shí)，機(jī)械手必須升到最高點(diǎn)才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其他工件；

6、出現(xiàn)緊急情況，按下緊急停車按鈕時(shí)，機(jī)械手停止所有的操作。

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) PLC及機(jī)械手的選擇和論證

4.1 PLC 4.1.1 PLC簡(jiǎn)介

可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）：是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。

4.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置

一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào)，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對(duì)模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無(wú)任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開(kāi)

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放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。

CPU：PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺(tái)PLC至少有一個(gè)CPU。與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。

存儲(chǔ)器：可編程序控制器的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。I/O模塊：PLC的對(duì)外功能，主要是通過(guò)各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的。電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開(kāi)的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。

PLC 的外部設(shè)備：外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 1.編程設(shè)備2.監(jiān)控設(shè)備3.存儲(chǔ)設(shè)備.4.輸入輸出設(shè)備.4.2 機(jī)械手

4.2.1機(jī)械手簡(jiǎn)介

mechanical hand 也被稱為自動(dòng)手，auto hand能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

機(jī)械手簡(jiǎn)述:機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡(jiǎn)單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。

1．執(zhí)行機(jī)構(gòu)

機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來(lái)夾緊和松開(kāi)工件，與人的手指相仿，能完成人手的類似動(dòng)作。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動(dòng)作。支柱用來(lái)支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動(dòng)。

2．傳動(dòng)系統(tǒng)

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執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要由傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)等幾種形式。

3.控制系統(tǒng)

機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動(dòng)作，簡(jiǎn)單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開(kāi)關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實(shí)現(xiàn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動(dòng)作．動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

4.2.2機(jī)械手選擇

由于機(jī)械手是在搬運(yùn)中的應(yīng)用，所以采用傳送帶加旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手類型。此機(jī)械手易于操作，性能可靠。并且根據(jù)要求，我們?cè)O(shè)計(jì)的是氣動(dòng)機(jī)械式。硬件電路設(shè)計(jì)及描述

5.1 操作方式

設(shè)備的操作方式一般可分為手動(dòng)和自動(dòng)兩大類，手動(dòng)操作方式主要用于設(shè)備的調(diào)整，自動(dòng)操作方式用于設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行。

手動(dòng)操作方式------手動(dòng)操作：用單個(gè)按鈕接通或斷開(kāi)各自對(duì)應(yīng)的負(fù)載。

自動(dòng)操作方式------單步運(yùn)行：每按一次啟動(dòng)按鈕，設(shè)備前進(jìn)一個(gè)工步。------單周期運(yùn)行：在原點(diǎn)位置時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)周期后停止原位；途中按下停止按鈕，設(shè)備停止運(yùn)行；再按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，設(shè)備從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，直到原位停止。

-------連續(xù)運(yùn)行：在原點(diǎn)位置按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)備按既定工序連續(xù)反復(fù)運(yùn)行。中途按下停止按鈕，設(shè)備運(yùn)行到原位停止。

5.2 PLC的I/O分配接線

I/O分配及接線圖I 軟件電路設(shè)計(jì)及描述

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6.1 主程序設(shè)計(jì)

主程序是整個(gè)程序的開(kāi)始，系統(tǒng)讀取的時(shí)候一定從主程序開(kāi)始，至于之后需執(zhí)行哪個(gè)子程序，都在主程序中體現(xiàn)。SM0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)一直閉合，鏈接公用程序，公用程序是無(wú)條件執(zhí)行的；在手動(dòng)控制方式中，I2.0為ON時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“手動(dòng)”子程序；在回原點(diǎn)控制方式中，I2.1為ON時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“回原點(diǎn)”子程序；在單步、單周期和連續(xù)控制方式中，I2.2、I2.3、I2.4并聯(lián)，其中任何一個(gè)為ON時(shí)，執(zhí)行“自動(dòng)”子程序。主程序梯形圖為：

圖2-1 主程序梯形圖

6.2 公用程序設(shè)計(jì)

公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務(wù)，以及不同的工作方式之間相互切換的處理。左限位開(kāi)關(guān)I0.4、上限位開(kāi)關(guān)I0.2的常開(kāi)觸點(diǎn)和表示機(jī)械手松開(kāi)的Q0.1的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)接通時(shí)，“原點(diǎn)條件”M0.5變?yōu)镺N，機(jī)械手處于原點(diǎn)狀態(tài)，在開(kāi)始執(zhí)行用戶程序、系統(tǒng)處于手動(dòng)或自動(dòng)回原點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，初始步對(duì)應(yīng)的M0.0將被置位，為進(jìn)入單步、單周期和連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。若M0.5為OFF狀態(tài)，M0.0被復(fù)位，初始步為不活動(dòng)步，按下啟動(dòng)按鈕也不能進(jìn)入步M2.0，系統(tǒng)不能在單步、單周期和連續(xù)工作方式下工作。

當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式和回原點(diǎn)方式時(shí)，必須將單步、單周期以及連續(xù)工作方式程序中，除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位（M2.0~M2.7）復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式，然后又返回自動(dòng)工作方式時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)部的異常情況，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。如果不是回原點(diǎn)方式，I2.1的常閉觸點(diǎn)閉合，代表回原點(diǎn)中的各步

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M1.0~M1.5復(fù)位。在非連續(xù)方式，I2.4的常閉觸點(diǎn)閉合，表示連續(xù)工作狀態(tài)的標(biāo)志M0.7復(fù)位。公用程序梯形圖為：

圖2-2 公用程序梯形圖

6.3 手動(dòng)程序設(shè)計(jì)

在手動(dòng)程序中，為了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，設(shè)置了上升與下降之間、左行與右行之間的互鎖，防止功能相反的兩個(gè)輸出同時(shí)為ON；限位開(kāi)關(guān)I1.2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合使得輸出Q0.1置位得電，表示工件已夾緊；當(dāng)左限位開(kāi)關(guān)或右限位開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合同時(shí)限位開(kāi)關(guān)I0.7常開(kāi)觸點(diǎn)閉合時(shí)，輸出Q0.1復(fù)位失電，表示工件已松開(kāi)；I0.1~I0.4的常閉觸點(diǎn)，限制機(jī)械手移動(dòng)的范圍；上限位開(kāi)關(guān)I0.2的常開(kāi)觸點(diǎn)與控制左右行的Q0.4和Q0.3的線圈串聯(lián)，機(jī)械手升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)與別的物體碰撞；只允許機(jī)械手在最左邊或最右邊時(shí)上升、下降和松開(kāi)工件。

手動(dòng)程序梯形圖為：

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圖2-3 手動(dòng)程序梯形圖

6．4 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)

自動(dòng)程序（包括單步、單周期和連續(xù)）采用起保停電路控制。單周期、連續(xù)和單步工作方式主要用“連續(xù)”標(biāo)志M0.7和“轉(zhuǎn)換允許”標(biāo)志M0.6來(lái)區(qū)分，M0.0表示初始步，M2.0~M2.7分別表示下降、夾緊、上升、右行、下降，松開(kāi)、上升、左行標(biāo)志。當(dāng)系統(tǒng)處于單步工作狀態(tài)時(shí)，I2.2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，只有在每按下一次啟動(dòng)按鈕I2.6，M0.6才能得電一個(gè)掃描周期，程序執(zhí)行一步，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)單步執(zhí)行，此時(shí)轉(zhuǎn)換不允許。當(dāng)系統(tǒng)處于連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)，M0.6始終得電，按下啟動(dòng)按鈕I2.6后同時(shí)未按停止按鈕I2.7之前，“連續(xù)”標(biāo)志M0.7始終得電，系統(tǒng)首先通過(guò)M0.0、M0.5、I2.6使M2.0得電，進(jìn)而開(kāi)始程序執(zhí)行，由于M0.7始終得電，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使得程序執(zhí)行完一個(gè)周期后不在進(jìn)入初始步M0.0，而是直接進(jìn)入M2.0，開(kāi)始了下一個(gè)周期的執(zhí)行，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)執(zhí)行。當(dāng)系統(tǒng)處于單周期工作狀態(tài)時(shí)，M0.7不得電，M0.6得電，按下啟動(dòng)按鈕I2.6后系統(tǒng)也是首先通過(guò)M0.0、M0.5、I2.6使M2.0得電，進(jìn)而開(kāi)始程序執(zhí)行，由于M0.7不得電，其常閉觸點(diǎn)閉合，當(dāng)程序執(zhí)行完一個(gè)周期后，返回初始步M0.0，此時(shí)程序再要執(zhí)行必須重新按下啟動(dòng)按鈕I2.6，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)單周期執(zhí)行。自動(dòng)程序梯形圖見(jiàn)附錄1。

6.5 自動(dòng)回原點(diǎn)程序設(shè)計(jì)

自動(dòng)回原點(diǎn)程序用起保停電路設(shè)計(jì)。在此工作方式下，I2.1為ON，按下啟動(dòng)按鈕I2.6后，機(jī)械手可能處于三種情況下，應(yīng)分別處理。

Q0.1為0狀態(tài)，即機(jī)械手處于松開(kāi)狀態(tài)，應(yīng)直接返回原點(diǎn)應(yīng)進(jìn)入上升步M1.4或左行

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步M1.5；若Q0.1為1狀態(tài)同時(shí)機(jī)械手在最右邊此時(shí)說(shuō)明應(yīng)執(zhí)行下降步M1.2,；若Q0.1為1狀態(tài)同時(shí)機(jī)械手不在最右邊，應(yīng)將工件先送到B點(diǎn)，再返回原點(diǎn)，進(jìn)入步M1.0。

返回原點(diǎn)后，原點(diǎn)條件滿足，公用程序中的原點(diǎn)條件標(biāo)志M0.5為ON，此時(shí)I2.1為ON，M0.0在公用程序中置位，為進(jìn)入自動(dòng)工作方式作好準(zhǔn)備。因此可以認(rèn)為自動(dòng)程序中的初始步M0.0是步M1.5的后續(xù)步。自動(dòng)回原點(diǎn)程序見(jiàn)附錄2。心得體會(huì)

可編程控制器課程設(shè)計(jì)是課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)了2周的課程設(shè)計(jì)使我對(duì)plc設(shè)計(jì)過(guò)程有進(jìn)一步了解，對(duì)plc產(chǎn)品的有關(guān)的控制知識(shí)有了深刻的認(rèn)識(shí)。

因?yàn)槔碚撝R(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)遇到了不少問(wèn)題，通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合，進(jìn)一步提高觀察、分析和解決問(wèn)題的實(shí)際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，把理論運(yùn)用于實(shí)際，使理論得以提升，形成創(chuàng)新思想。通過(guò)此次設(shè)計(jì)過(guò)程，鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用可編程控制器設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，為今后的學(xué)習(xí)和工作過(guò)程打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

《可編程控制器原理與應(yīng)用》 主編：周惠文 電子工業(yè)出版社 北京，2007.8 《可編程控制器原理與應(yīng)用》 主編：涂明武 北京航空航天出版社 北京，2008.8 《PLC操作實(shí)訓(xùn)（三菱）》 主編：孫德勝 李偉 機(jī)械工業(yè)出版社 北京，2007.9 《PLC應(yīng)用技術(shù)》 主編：馮新強(qiáng) 北京郵電大學(xué)出版社 北京，2009.4

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

附錄1 自動(dòng)程序梯形圖：

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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附錄2 自動(dòng)回原點(diǎn)程序梯形圖：

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第四篇：PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)_2016

課 程 設(shè) 計(jì)

指 導(dǎo) 書(shū)

東華大學(xué)信息學(xué)院自動(dòng)化、電氣電子系

2016.8

第 1頁(yè)，共

22頁(yè)

可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

課程設(shè)計(jì)

一、PLC課程設(shè)計(jì)目的

（1）通過(guò)對(duì)實(shí)際的 PLC控制系統(tǒng)的編程訓(xùn)練，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；（2）熟悉工業(yè)生產(chǎn)中 PLC的應(yīng)用和系統(tǒng)構(gòu)成，了解 PLC控制的電路的設(shè)計(jì)方法。（3）通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)增進(jìn)實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

（4）用 PLC 實(shí)現(xiàn)物料分揀、液體混合、碼垛堆積、自動(dòng)挑選放置及自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)等模型的

三維虛擬模擬控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，掌握編程的一般方法和技巧。

二、PLC課程設(shè)計(jì)要求

（1）理解實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分解動(dòng)作過(guò)程使之容易編程。（2）列寫(xiě) PLC控制系統(tǒng)的 I/O配置。

（3）畫(huà)出硬件電路圖，實(shí)現(xiàn) PLC與控制裝置的連線。（4）編寫(xiě)梯形圖程序，完成系統(tǒng)的調(diào)試。（5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

三、考核方法

（1）平時(shí)成績(jī)（2）報(bào)告成績(jī)（3）實(shí)考成績(jī)

四、報(bào)告內(nèi)容

（1）課程設(shè)計(jì)的目的和要求（2）所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的技術(shù)要求及示意圖（3）PLC控制系統(tǒng)原理圖（4）I/O配置表（5）程序清單（梯形圖）（6）總結(jié)體會(huì) 30% 30% 40%

第 2頁(yè)，共

22頁(yè)

PLC課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

實(shí) 驗(yàn) 一

TIA Portal 的使用和基本程序編程及調(diào)試

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握 TIA Portal 的基本使用技巧和方法

2、熟悉 TIA Portal 的基本命令

3、學(xué)會(huì)和掌握 TIA Portal 程序的調(diào)試方法

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

PC機(jī)一臺(tái)，裝有 TIA Portal編程軟件；西門子 PLC S7-300一臺(tái)； 各 PC機(jī)與 S7-300通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電纜連接進(jìn)行通信。詳見(jiàn)附錄A。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉并練習(xí)TIA Portal的使用，用選定的編程語(yǔ)言編制、調(diào)試控制程序。TIA Portal 是西門子公司為其自動(dòng)化控制設(shè)備 PLC 開(kāi)發(fā)的一種可使用多種編程語(yǔ)言的 PLC開(kāi)發(fā)環(huán)境，如附錄 B所示。1．PLC硬件配置：

根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)裝置，使用 TIA Portal對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置。配置方法見(jiàn)本指導(dǎo)書(shū)附錄 B。2．實(shí)驗(yàn)程序：

試用課堂上的梯形圖（LAD）實(shí)例，觀察程序運(yùn)行結(jié)果，從中理解 LAD的編 程方法。

四.思考題

1．在 TIA Portal中為什么要對(duì) PLC系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置？ 2．為什么要為用戶編制的控制程序命名？ 3．為用戶程序選擇循環(huán)周期的原則是什么？

4． TIA Portal為用戶提供多種編程語(yǔ)言有什么好處？

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實(shí) 驗(yàn) 二

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：系統(tǒng)輸入輸出控制

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．熟悉和掌握梯形圖（LAD）的基本使用技巧和方法 2．熟悉和掌握 TIA Portal的基本使用技巧和方法 3．學(xué)會(huì)和掌握 TIA Portal程序的調(diào)試方法

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

PC機(jī)一臺(tái)，裝有 TIA Portal編程軟件；西門子 PLC S7-300一臺(tái)； 各 PC機(jī)與 S7-300通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電纜連接進(jìn)行通信。詳見(jiàn)附錄 A。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉并練習(xí)梯形圖（LAD）和 TIA Portal 的基本使用技巧和方法。TIA Portal 是西門子公司為其自動(dòng)化控制設(shè)備 PLC開(kāi)發(fā)的一種編程語(yǔ)言，如附錄 B所示。1．PLC硬件配置：

根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)裝置，使用 TIA Portal對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置。配置方法見(jiàn)本指導(dǎo)書(shū)附錄 B。

2．實(shí)驗(yàn)程序 1：

使用 LAD 編程語(yǔ)言，編制一段小控制程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：利用實(shí)驗(yàn)裝置 上的第一個(gè)模擬量旋鈕（電位器），來(lái)控制模擬量輸出，當(dāng)旋轉(zhuǎn)該電位器時(shí)，第 一個(gè)模擬量輸出隨之變化，旋鈕逆時(shí)針旋到底時(shí)（模擬量輸入為最小值 0），要 求模擬量輸出為 0（光柱無(wú)顯示），當(dāng)旋鈕順時(shí)針旋到底時(shí)（模擬量輸入為最大 值 32767），要求模擬量輸出為最大值（光柱全顯示）；同時(shí)，第二個(gè)模擬量輸出 的狀態(tài)正好與第一個(gè)模擬量輸出相反。

3．實(shí)驗(yàn)程序 2：

使用 LAD編程語(yǔ)言，編制一段小控制程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：利用實(shí)驗(yàn)裝置上 的兩個(gè)開(kāi)關(guān)，來(lái)控制模擬量輸出，當(dāng)接通（合上）其中一個(gè)開(kāi)關(guān)（另一個(gè)應(yīng)處 于斷開(kāi)狀態(tài)）時(shí)，第一個(gè)模擬量輸出從 0 開(kāi)始隨時(shí)間逐漸增大，達(dá)到其最大值 后，再?gòu)?0 開(kāi)始…，周而復(fù)始；當(dāng)接通（合上）另一個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)，第一個(gè)模擬量 輸出從 0 開(kāi)始隨時(shí)間逐漸增大，達(dá)到其最大值后，再?gòu)?0 開(kāi)始…，同時(shí)，第二

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0后，再?gòu)钠渥畲笾甸_(kāi)始…，周而復(fù)始。

四、思考題

1．在 少？ LAD中模擬量輸入的最大值和最小值是多2．在LAD中如何實(shí)現(xiàn)模擬量的賦值？

3．實(shí)驗(yàn)中，模擬量輸出指示（LED光條）旁的指示燈正常時(shí)應(yīng)為綠色，但為什么

有時(shí)會(huì)出現(xiàn)紅色？如何才能使該指示燈始終保持綠色？ 4． LAD語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類型之間如何進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換？

第 5頁(yè)，共

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課 程 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容

一、機(jī)械手自動(dòng)裝配系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)示意圖

這一機(jī)械手自動(dòng)裝配系統(tǒng)模擬了一個(gè)工件的自動(dòng)裝配控制系統(tǒng)，目的是用兩種不同工件 組裝成一個(gè)套件。該系統(tǒng)由一個(gè)機(jī)械手（加工臂）、一個(gè)工件推桿、一個(gè)裝配轉(zhuǎn)盤和一個(gè)輸 出傳送帶等組成，如上圖所示。

其工作過(guò)程如下：一開(kāi)始，機(jī)械手后退到其后限位，再前進(jìn)至其工作位（0位），同時(shí) 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)到裝配位置后停止；然后在轉(zhuǎn)盤的 2點(diǎn)位置放入組件，若轉(zhuǎn)盤的

0點(diǎn)位置上的傳感

器未檢測(cè)到有組件，則轉(zhuǎn)盤一直轉(zhuǎn)動(dòng)，直至 0點(diǎn)位置檢測(cè)到有組件；然后工件檢測(cè)傳感器檢 測(cè)到有工件時(shí)，氣缸動(dòng)作通過(guò)推桿將工件推到工作臺(tái)上；接著機(jī)械手下降；機(jī)械手到位后，其上的吸盤將工件吸?。粰C(jī)械手吸住工件后再上升到移動(dòng)位置；機(jī)械手前進(jìn)至裝配轉(zhuǎn)盤 0 點(diǎn)處的組件第一個(gè)孔（1位）上方；機(jī)械手下降，吸盤釋放，將工件放入組件的第一個(gè)孔里； 機(jī)械手再上升，并后退到其工作位，此時(shí)工作臺(tái)上工件傳感器檢測(cè)到有工件時(shí)，推桿氣缸動(dòng) 作將工件推到工作臺(tái)上；接著機(jī)械手下降；機(jī)械手到位后，其上的吸盤將工件吸住；機(jī)械手 吸住工件后再上升到移動(dòng)位置；機(jī)械手前進(jìn)至裝配轉(zhuǎn)盤 0點(diǎn)處的組件第一個(gè)孔（2位）上方； 機(jī)械手下降，吸盤釋放，將工件放入組件的第二孔位；機(jī)械手再上升，并后退到其工作位??。裝配轉(zhuǎn)盤 0點(diǎn)處的組件上兩個(gè)孔位都裝上工件后，啟動(dòng)裝配轉(zhuǎn)盤，使已完成裝配的組件轉(zhuǎn)動(dòng) 到輸出傳送帶上方并自行落在輸出傳送帶，由輸出傳送帶送至下一工位??。如此，周而復(fù) 始自動(dòng)運(yùn)行。

（二）控制要求：

1.上電運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。

第 6頁(yè)，共

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2.緊停按鈕：任何時(shí)候按下后，立即停止（或關(guān)閉）所有動(dòng)作部件，釋放后才可繼續(xù)運(yùn)行。3.啟動(dòng)按鈕可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)控制：系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。

4.停止按鈕可實(shí)現(xiàn)停止控制：按下后，系統(tǒng)停止運(yùn)行（正在裝配中的組件應(yīng)裝配完成并送 至輸出傳送帶上后才停止）。

5.切換開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)控制的切換：初始狀態(tài)為手動(dòng)狀態(tài)。

6.手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：按下各輸出按鈕（Y0～Y6）可分別控制圖中系統(tǒng)各部分的動(dòng)作，按一下 動(dòng)作，再按一下停止。（在無(wú)虛擬場(chǎng)景配合的情況下，此時(shí)可用 X0～X6作為相應(yīng)輸出的 命令按鈕。）

7.自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：此時(shí)系統(tǒng)作連續(xù)工作，其具體動(dòng)作過(guò)程控制如下：當(dāng)

檢測(cè)無(wú)

物體時(shí)系統(tǒng)不工作，當(dāng) 1、2點(diǎn)檢測(cè)有物體而 0點(diǎn)檢測(cè)

有物體時(shí)，轉(zhuǎn)盤停轉(zhuǎn)→推桿動(dòng)作（得電），延時(shí) 2秒時(shí)間后失電→加工臂前進(jìn)到 吸

盤下壓（保持）延時(shí) 1秒時(shí)間后→吸盤吸合（保持）延時(shí) 延時(shí)

1秒時(shí)間后→吸盤釋放延時(shí)

1秒時(shí)間后→吸盤上升

0位→0、1、2點(diǎn)

0點(diǎn)檢測(cè)無(wú)物體時(shí)，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。當(dāng)

秒時(shí)間后→加工臂前進(jìn)到 1位→吸盤下壓（保持）延時(shí) 1秒

時(shí)間后→吸盤上升延時(shí) 1秒時(shí)間后→加工臂后退到 秒時(shí)間后失

0位→推桿動(dòng)作，延時(shí)

2注：1.為提高生產(chǎn)效率，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械手和裝配轉(zhuǎn)盤應(yīng)同時(shí)工作并配合控

延時(shí) 1秒時(shí)間后→加工臂前進(jìn)到 電→吸盤下壓（保持）延時(shí) 1秒時(shí)間后→吸盤吸合（保持）延時(shí)

1秒時(shí)間后→吸盤上升

制！

2位→吸盤下壓（保持）延時(shí)

1秒時(shí)間后→2.裝配轉(zhuǎn)盤的 2點(diǎn)處有一個(gè)組件箱，當(dāng)組件箱中沒(méi)有組件時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出 吸盤釋放延

時(shí) 缺料報(bào)警；工作臺(tái)上工件傳感器若長(zhǎng)時(shí)間未檢測(cè)到有工件，則表明缺工1秒時(shí)間后→吸盤上升延時(shí)

1秒時(shí)間后→加工臂后退到限位→轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)→當(dāng) A點(diǎn)檢測(cè) 件，系統(tǒng)也應(yīng)發(fā)出缺料報(bào)警。

到物體（轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)判斷）啟動(dòng)傳送帶 A，延時(shí) 5秒后傳送帶

A自停。3.機(jī)械手前進(jìn)和后退是由同一電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，故這兩個(gè)動(dòng)作必須互鎖！

（三）I/O配置

輸入：

X0 X1 X2 X3 啟動(dòng)/停止按鈕 轉(zhuǎn)盤 0位有物檢測(cè)

轉(zhuǎn)盤 1位有物檢測(cè)

轉(zhuǎn)盤 2位有物檢測(cè)

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X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 加工臂后退到限位檢測(cè) 加工臂前進(jìn) 0位檢測(cè) 加工臂前進(jìn) 1位檢測(cè) 加工臂前進(jìn) 2位檢測(cè) 傳送帶 A有物體檢測(cè)

手動(dòng)/自動(dòng)控制選擇開(kāi)關(guān) 啟動(dòng)按鈕 停止按鈕 復(fù)位按鈕 緊停按鈕

輸出：

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn) 加工臂前進(jìn) 加工臂后退 推桿動(dòng)作 吸盤下壓 吸盤吸合 傳送帶 A運(yùn)行

自動(dòng)按鈕指示燈 復(fù)位按鈕指示燈

（四）設(shè)計(jì)要求

理解動(dòng)作過(guò)程，列寫(xiě) I/O配置表，畫(huà)出硬件電路圖，編寫(xiě)梯形圖程序，進(jìn) 行系統(tǒng)調(diào)試。

第 8頁(yè)，共

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二、機(jī)械手搬運(yùn)系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)示意圖

該機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)由一個(gè)四軸機(jī)械臂、一個(gè)抓手和兩條輸出傳送帶組成，如上圖所 示。

該系統(tǒng)工作過(guò)程如下（參照下圖）：在輸入傳送帶 1的A點(diǎn)檢測(cè)到來(lái)自上一工位的物料

后，機(jī)械手將該物料抓起，機(jī)械手通過(guò)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一定角度，到達(dá)輸出傳送帶 2的上方，機(jī)械 手的抓手旋轉(zhuǎn) 900并下降后將該物料放置在輸出傳送帶 2送向

后續(xù)工位??，這樣周而復(fù)始。

2上（B點(diǎn)），由輸出傳送帶

（二）控制要求

1.上電運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。

2.緊停按鈕：任何時(shí)候按下后，立即停止（或關(guān)閉）所有動(dòng)作部件，釋放后才可繼續(xù)運(yùn)行。

第 9頁(yè)，共

22頁(yè)

3.啟動(dòng)按鈕可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)控制：系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。

4.停止按鈕可實(shí)現(xiàn)停止控制：按下后，系統(tǒng)在將當(dāng)前物料放在輸出傳送帶 行。

2上后停止運(yùn)5.切換開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)控制的切換：初始狀態(tài)為手動(dòng)狀態(tài)。

6.手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：按下各輸出按鈕（Y0～Y7）可分別控制圖中系統(tǒng)各部分的動(dòng)作，按一下 動(dòng)作，再按一下停止。（在無(wú)虛擬場(chǎng)景配合的情況下，此時(shí)可用 X0～X7作為相應(yīng)輸出的 命令按鈕。）

7.自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：此時(shí)系統(tǒng)作連續(xù)工作，其具體工作過(guò)程控制如下：系統(tǒng)啟動(dòng)且機(jī)械手在 初始位置時(shí)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng) A點(diǎn)檢測(cè)到有物料時(shí)，機(jī)械手的工作過(guò)程為：機(jī)械手 前進(jìn)到位→機(jī)械手下降到位→機(jī)械手夾緊延時(shí) 2秒時(shí)間后→機(jī)械手上升到位→機(jī)械手順 轉(zhuǎn)到位→機(jī)械手后退到位→轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)（計(jì)數(shù) 10個(gè)脈沖后）到位→機(jī)械手前進(jìn)到位→機(jī)械 手下降到位→機(jī)械手放松延時(shí) 2秒時(shí)間后→機(jī)械手上升到位→機(jī)械手后退到位（同時(shí)啟 動(dòng)傳送帶 2延時(shí)

2秒后自停）→機(jī)械手逆轉(zhuǎn)到位（轉(zhuǎn)盤逆轉(zhuǎn)到 制過(guò)程結(jié)束。

這樣周而復(fù)始，連續(xù)運(yùn)行?? 下降、轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)/逆轉(zhuǎn)是由相應(yīng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，注：機(jī)械手前進(jìn)/后退、上升/

0位），一個(gè)控故相應(yīng)電機(jī)的這兩個(gè)動(dòng)作必須互鎖！

（三）I/O配置

輸入：

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 手動(dòng)/自動(dòng)控制選擇開(kāi)關(guān) 啟動(dòng)按鈕 停止按鈕 復(fù)位按鈕 緊停按鈕

第

22頁(yè)

10頁(yè)，共 A點(diǎn)物料檢測(cè) 轉(zhuǎn)盤 0位檢測(cè)

轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)脈沖輸入 機(jī)械手前進(jìn)到位檢測(cè) 機(jī)械手后退到位檢測(cè) 機(jī)械手上升到位檢測(cè) 機(jī)械手下降到位檢測(cè) 機(jī)械手抓手順轉(zhuǎn)到位檢測(cè) 機(jī)械手抓手逆轉(zhuǎn)到位檢測(cè)

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)輸出控制 轉(zhuǎn)盤逆轉(zhuǎn)輸出控制 機(jī)械手前進(jìn)輸出控制 機(jī)械手后退輸出控制 機(jī)械手上升輸出控制 機(jī)械手下降輸出控制 機(jī)械手順轉(zhuǎn)輸出控制 機(jī)械手逆轉(zhuǎn)輸出控制 機(jī)械手夾緊控制

Y9 傳送帶 2運(yùn)行輸出控制

Y10系統(tǒng)運(yùn)行指示

（四）設(shè)計(jì)要求

理解動(dòng)作過(guò)程，列寫(xiě) I/O配置表，畫(huà)出硬件電路圖，編寫(xiě)梯形圖程序，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

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11頁(yè)，共

附錄 A實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

東華大學(xué)信息學(xué)院“西門子公司與東華大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”（在建）

中西門子公司的 S7-300 PLC共有 35套，分為兩組，每組各自用 ProfiNet現(xiàn) 場(chǎng)總線相互連接（模擬工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)）；每臺(tái) PLC與工控操作站 之間用工業(yè) Ethernet相互連接（模擬工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)生產(chǎn)管理級(jí)），整 個(gè)系統(tǒng)安置在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 A-2所示。

每臺(tái) S7-300 PLC旁都配有 1臺(tái) PC機(jī)作為該

PLC的編程及監(jiān)控設(shè)備（內(nèi)

裝各種所需軟件）。每臺(tái) S7-300 PLC下方還都配置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置：16個(gè)扭子 開(kāi)關(guān)（用于數(shù)字量的輸入）、2個(gè)電位器（用于模擬量的輸入）和 柱

（用于模擬量的輸出顯示）。每臺(tái) indows7S7-300 PLC上均配置了

CPU模塊、數(shù)在每臺(tái) PC機(jī)中已裝有 W操作系統(tǒng)，以及實(shí)驗(yàn)所需的西門子

字、PLC 的編程軟件 TIA Portal（V13），用于對(duì) PLC系統(tǒng)的配置編程及人機(jī)界面的組態(tài) 模擬量輸入輸出模塊，見(jiàn)圖 A-1。

設(shè)計(jì)監(jiān)控，各臺(tái) PC機(jī)分別與各自對(duì)應(yīng)的 PLC之間通過(guò)工業(yè) Ethernet接口相連 接。

2個(gè)

LED光圖 A-1單套

S7-300 PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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A-2工業(yè)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

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附錄B 西門子TIA Portal環(huán)境及其操作

一、TIA Portal簡(jiǎn)介

TIA Portal是德國(guó)西門子公司推出的，基于

Windows平臺(tái)上的，支持用戶開(kāi)發(fā)西 門子 PLC（可編程計(jì)算機(jī)控制器）應(yīng)用程序的軟件包。TIA Portal集系統(tǒng)配置、程序編 制/編譯、調(diào)試/診斷、監(jiān)控畫(huà)面配置為一體，使用戶開(kāi)發(fā)、輸入、調(diào)試和修改應(yīng)用控制 程序都極為方便。TIA Portal提供的 令表

IL 和高級(jí)編程語(yǔ)言：結(jié)構(gòu)文本 SCL，順序功能圖 FBC等，用戶可選擇一種語(yǔ)言編程，必要 時(shí)，也可混合使用幾種語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程。

PLC編程語(yǔ)言非常豐富，有梯形圖

LAD，指

二、TIA Portal集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

TIA Portal的操作界面包含標(biāo)題欄、菜單條、工具欄、硬件配置窗體、軟件配置窗 體、信息窗口和狀態(tài)行等，如下圖所示。

圖 B-1 TIA Portal桌面

圖中窗體分為三個(gè)部分。

左半部分是工程項(xiàng)目中用到的所有硬件的總覽，是關(guān)于硬件的配置。當(dāng)選定左邊窗 口中的一個(gè)模塊時(shí)，右邊窗口中就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的硬件模塊信息與參數(shù)配置。

界面的下方是輸出顯示窗口及狀態(tài)欄。在運(yùn)行程序后，該窗口可以給出關(guān)于程序的 一些輸出、調(diào)試、查找信息。狀態(tài)欄給出的是幫助、串口、在線/離線及控制器的類型、操作系統(tǒng)版本的相關(guān)信息。

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STEP 7 工程項(xiàng)目的建立及系統(tǒng)配置

通過(guò)點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)桌面上的 TIA Portal 圖標(biāo)或從“開(kāi)始”菜單欄中選擇“TIA Portal V13”可以直接進(jìn)入 TIA Portal環(huán)境。

第一次使用時(shí)將出現(xiàn)如下的畫(huà)面：

圖B-2 第一次進(jìn)入畫(huà)面

點(diǎn)擊 “創(chuàng)建新項(xiàng)目”，進(jìn)入新建項(xiàng)目的畫(huà)面：

圖B-3 新建項(xiàng)目

在此用戶可為項(xiàng)目命名，按“創(chuàng)建”后，將進(jìn)入下一步的選擇窗口：

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B-4 組態(tài)設(shè)備等選擇

西門子的 TIA環(huán)境允許用戶在同一項(xiàng)目中配置使用多種自動(dòng)化設(shè)備，用戶必須首先 在此選擇自己所使用的設(shè)備。首先，應(yīng)組態(tài) PLC系統(tǒng)，所以先點(diǎn)擊“組態(tài)設(shè)備”，如下：

圖B-5 組態(tài)或顯示已組態(tài)的設(shè)備

再點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”：

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B-6 添加新設(shè)備1 點(diǎn)擊“控制器”，并根據(jù)自己的 PLC硬件型號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的型號(hào)設(shè)備配置型號(hào)信息：

圖B-7 添加新設(shè)備2 然后按下“添加”，等待片刻，TIA集成環(huán)境將進(jìn)入如下畫(huà)面：

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B-8 TIA 主界面

用鼠標(biāo)點(diǎn)中左邊窗口中的“程序塊”，即可添加用戶控制程序，如下畫(huà)面：

圖B-9 添加用戶程序

點(diǎn)中“Main【OB1】”，并按鼠標(biāo)右鍵，可選擇所用的編程語(yǔ)言，再雙擊“Main【OB1】” 后即進(jìn)入相應(yīng)的編程環(huán)境。

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B-10 TIA Portal 的 LAD編程環(huán)境

圖B-11 TIA Portal 的 LAD在線監(jiān)視

四、STEP7 SCL 編程語(yǔ)言的基本命令

1．基本概念

TIA Portal SCL是一種以文本為基礎(chǔ)的高級(jí)編程語(yǔ)言，語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)符合 IEC1131-3的標(biāo)準(zhǔn)。TIA Portal SCL的命令系列不僅使自動(dòng)化任務(wù)簡(jiǎn)單化，也使程 序易于閱讀，這樣 PLC的編程效率在許多情況下遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 LAD（梯形圖）和 IL

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（語(yǔ)句表）的編程語(yǔ)言。

① 數(shù)據(jù)類型

在 TIA Portal SCL中編程語(yǔ)言所支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型有：

表 B-1 存儲(chǔ)數(shù)值

類型名稱 BOOL DINT INT REAL 位 32 16 32 寬

0 ～ 1

147483648 ～ 2147483647，減法 ④ *，乘法 ⑤ /，除法 ⑥ mod，取模 ⑵ 比較命令

① =，等于 ② <>，不等于 ③ > , 大于 ④ >=, 大于等于 ⑤ < , 小于 ⑥ <=, 小于等于 ⑶ 邏輯命令

① NOT , 非 ② AND , 與 ③ OR , 或 ④ XOR , 異或 ⑷ “IF THEN”命令

① 簡(jiǎn)單的 if語(yǔ)句（if 與then 必須在同一行中）

if 條件描述

then

條件滿足時(shí)執(zhí)行的操作;end_if;② if else 語(yǔ)句

if 條件描述

then

條件滿足時(shí)執(zhí)行的操作;else

條件不滿足時(shí)執(zhí)行的操作;end_if;⑸ “case”命令：這是多分支選擇語(yǔ)句。

case 表達(dá)式 of n0...n1:

條件滿足時(shí)執(zhí)行的操作A;n2...n3:

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條件滿足時(shí)執(zhí)行的操作B;else:

以上條件均不滿足時(shí)執(zhí)行的操作C;end_case;⑹ “FOR”循環(huán)命令

for 變量 := 表達(dá)式 1 to 表達(dá)式 2(by 增量)do 操作語(yǔ)句;end_for；

語(yǔ)句 by可以省略，如果沒(méi)有指定增量，則自動(dòng)指定為 1。⑺ “while do”命令

while 表達(dá)式 do 操作語(yǔ)句； end_while;⑻ “goto”命令：（無(wú)條件跳轉(zhuǎn)命令）

goto

標(biāo)識(shí)符；

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第五篇：搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘 要

隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及和發(fā)展，控制器的需求量逐年增大，搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用也逐漸普及，主要在汽車，電子，機(jī)械加工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的生產(chǎn)流水線或貨物裝卸調(diào)運(yùn), 可以更好地節(jié)約能源和提高運(yùn)輸設(shè)備或產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運(yùn)方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

本機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括由兩個(gè)電磁閥控制的液壓鋼來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升下降運(yùn)動(dòng)及夾緊工件的動(dòng)作，兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)兩線圈控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)小車的快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；其動(dòng)作轉(zhuǎn)換靠設(shè)置在各個(gè)不同部位的行程開(kāi)關(guān)(SQ1---SQ9)產(chǎn)生的通斷信號(hào)傳輸?shù)絇LC控制器，通過(guò)PLC內(nèi)部程序輸出不同的信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)外部線圈來(lái)控制電動(dòng)機(jī)或電磁閥產(chǎn)生不同的動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的精確定位；其動(dòng)作過(guò)程包括：下降、夾緊、上升、慢進(jìn)、快進(jìn)、慢進(jìn)、延時(shí)、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)；來(lái)滿足生產(chǎn)中的各種操作要求。

關(guān)鍵詞：搬運(yùn)機(jī)械手，可編程控制器（PLC），液壓，電磁閥

ABSTRACT With the popularity of industrial automation and development, the demand for year-on-year increase of controller, handling the application of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electronic, mechanical processing, food, 1