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基于PLC的机械手臂控制课程设计样本.docx
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基于PLC的机械手臂控制课程设计样本.docx
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课程设计阐明书
课 程 名 称:电气控制 PLC 课程设计
课 程 代 码: XXXXXXXX
题 目:基于 PLC 机械手控制系统
学 生 姓 名: X X
学 号: XXXXXXXXXXXXX
年级/专业/班:XXXX 级电气自动化 X 班
学院(直属系) : XXXXXXX 学院
指 导 教 师: X X
学院名称: XXXXXX 专业: XXX 年级: 级
机械手控制系统设计
一、 选题背景及题目来源
工业实际项目,可在天科 TKPLC-A 实验装置机械手装置模仿控制实验区完毕本模仿实验。
二、训练目
(1)通过使用各基本指令,进一步熟悉掌握 PLC 编程和程序调试;
(2)学会绘制电气原理图及接线图;
(3)选取电气元器件;
(4)完毕系统硬件和软件设计;
(5)完毕模仿实验;
(6)编写技术文献。
三、规定实现功能
启动机械手,将物体从 A 处移动到 B 处,机械手将完毕原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放
松、上升、左移、循环或者回到原位动作过程。在执行动作时由限位开关对机械手位置进行控制,并
且由双线圈二位电磁阀推动气缸完毕。提出改进方案:在机械手夹紧过程进行探究,增长压力传感器
用于机械手爪压力并进行反馈控制;增长超声波传感器检测物体与否滑落。当物体浮现滑落或操作错
误时发出报警等。
四、实验设备
1、安装了 STEP7-Micro/WIN32 编程软件计算机一台
2、天科 TKPLC-A 实验装置
3、机械手模块
五、设计任务
(1)依照控制规定分析控制及动作过程,设计硬件系统;
(2)绘制电气原理图及 PLC I/O 接线图;
(3)设计软件系统;
(4)构成控制系统;
(5)进行系统调试,实现(三)所规定控制功能,完毕模仿实验。
(6)撰写课程设计阐明书。
六、参照资料
1、天科 TKPLC-A 实验装置实验手册
2、《S7-200 可编程序控制器手册》,西门子技术服务中心,四川省机械研究设计院,.9
3、《当代电器控制及 PLC 应用技术》第 2 版,王永华,北京航空航天大学出版社
指引教师: XX 签名日期: 年 06 月 1 日
摘要
可编程控制器是一种以微解决器为核心工业控制装置。它采用了可编程序存储器,可
以再其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定期器、计数器和算术运算等操作指令,并通
过数字式、模仿式输入输出,控制各种类型设备或生产过程。可编程控制器构造简朴、操
作以便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长,应用范畴广。
本课题设计了机械手控制系统。重要应用于机床加工工件装卸,装配印制板电路板,组
装零部件;劳动条件较差,危险等场合。采用西门子公司 S7-200 系列,CPU224 型 PLC 进行
实验,运用 STEP7-Micro/WIN32 编程软件进行编程,并通过 TKPLC-A 型可编程控制器实验
箱机械手装置模仿控制实验区完毕本模仿实验。重要功能是循环地将物件从 A 地运往 B 地。
为了使动作操作更加精确,加入压力传感器、超声波传感器,进行检测改进。该装置涵盖
了可编程控制技术、位置控制技术、检测技术等。由 PLC 接受来自外部输入信号(涉及开
关机、限位指令、传感器信号指令等),并控制双线圈二位电磁阀来控制机械手夹紧和松开。
在设计过程中,涉及流程图、原理图、主电路图。
核心词:PLC、机械手、传感器、检测技术
目录
引言 .........................................................................1
第 1 章 机械手控制系统方案设计 ...............................................2
1.1 方案设计原则 .............................................................2
1.2 系统的整体设计要求 ......................................................2
1.3 控制系统的设计 ...........................................................3
1.3.1 继电器控制系统 ...........................................3
1.3.2 单片机控制 ................................................3
1.3.3 工业控制计算机控制 ........................................3
1.3.4 可编程序控制器控制 ........................................4
第 2 章 机械手控制系统的硬件设计 .............................................5
2.1 硬件选型 ................................................................5
2.1.1 PLC 机型选择 ..............................................5
2.1.2 PLC 容量选择 ..............................................6
2.1.3 I/O 模块的选择 ............................................6
2.1.4 电源模块的选择 ............................................7
2.2 机械手的基本构造及 PLC I/O 点分配 ........................................8
2.2.1 系统组成 .................................................8
2.2.2 执行机构 .................................................9
2.2.3、机械手 PLC 的模拟实验面板 ................................11
2.2.4 机械手 PLC 的 I/O 分配 ....................................12
2.3 主电路的设计 ............................................................13
2.3.1 机械结构和控制要求 ......................................13
2.3.2 主电路图的设计 ..........................................13
第 3 章 机械手控制系统的软件设计 ............................................14
3.1 程序设计的一般方法 ......................................................14
3.1.1 经验设计法 ..............................................15
3.1.2 逻辑设计法 ..............................................15
3.1.3 顺序设计法 ...............................................15
3.2 PLC 控制的相关流程图 ....................................................16
3.2.1 控制流程图 ..............................................16
3.3 可编程控制器梯形图 .....................................................17
3.3.1 可编程控制器梯形图简介 ...................................17
3.3.2 相关程序段 ..............................................17
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zzzzl333
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