plc課程設(shè)計(jì)--機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　《PLC技術(shù)與工程應(yīng)用》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課題名稱： 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)102班 </p><p>　　姓 名： </p>

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

3、;　　機(jī)械手實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示。該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)手臂的左右擺動(dòng)、伸出與退回、上下移動(dòng)、機(jī)械手指的夾緊與張開等四自由度動(dòng)作。</p><p>　　圖1. 機(jī)械手實(shí)驗(yàn)設(shè)備</p><p>　　1.1 輸出驅(qū)動(dòng)單元</p><p>　　該設(shè)備四自由度動(dòng)作由四臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)可進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。左右擺動(dòng)由齒輪組嚙合實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)；伸出與退回、上下移動(dòng)由直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)

4、絲杠--螺母結(jié)構(gòu)完成；機(jī)械手指的夾緊與張開由直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備共有8個(gè)動(dòng)作，由控制器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　1.2 輸入檢測(cè)單元</p><p>　　每個(gè)自由度運(yùn)行極限位置設(shè)置了兩個(gè)行程開關(guān)，用于判斷當(dāng)前動(dòng)作是否到位。該設(shè)備共有8個(gè)行程開關(guān)作為控制器的輸入信號(hào)。</p><p>　　2、輸入輸出接口電路介紹</p><

5、;p>　　機(jī)械手實(shí)驗(yàn)設(shè)備既是所謂控制對(duì)象，對(duì)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(jì)輸入輸出接口電路 (如圖2所示) 的目的是為解決機(jī)械手設(shè)備輸出驅(qū)動(dòng)單元、輸入檢測(cè)單元與PLC之間的信號(hào)接口問題。圖中上層電路板是驅(qū)動(dòng)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(hào)(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(hù)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(gè)輸入信號(hào)，對(duì)應(yīng)輸入接口電路板的8根輸入信號(hào)線。各信號(hào)線對(duì)應(yīng)的行程開關(guān)如

7、表1所示。</p><p>　　表1. 輸入信號(hào)線與行程開關(guān)對(duì)應(yīng)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(dòng)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(hào)用于驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，從而控制電動(dòng)機(jī)正向或反向運(yùn)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(dòng)電路板電氣原理圖，繼電器A吸合、B釋放，對(duì)應(yīng)的電機(jī)正轉(zhuǎn)；繼電器A釋放、B吸合，對(duì)應(yīng)的電機(jī)反轉(zhuǎn)；繼電器A、B同時(shí)釋放，電機(jī)停止運(yùn)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(dāng)PLC輸出的某路控制信號(hào)有效時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)有效，從而可以使得對(duì)應(yīng)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(dòng)電路板，右圖為輸出接口電路板)</p><p>　　本設(shè)備有8個(gè)輸出控制信號(hào)，對(duì)應(yīng)輸出接口電路板的8根輸出信號(hào)線。各輸出信號(hào)線對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)作關(guān)系如表2所示。</p><p>　　表2. 輸出信號(hào)線與電動(dòng)機(jī)動(dòng)作對(duì)應(yīng)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(jī)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(dòng)畫連接</p><p><b>　　輸入輸出I/O表</b></p><p><b>　　輸入I/O點(diǎn)</b></p><p><b>　　輸出I/O點(diǎn)</b></p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b><

12、;/p><p>　　[1]王永華. 現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京航空航天大學(xué)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(yīng)用