下载

1下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 机械手PLC控制系统设计毕业论文

机械手PLC控制系统设计毕业论文.doc

机械手PLC控制系统设计毕业论文

万能青年zhang
2017-09-29 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《机械手PLC控制系统设计毕业论文doc》,可适用于综合领域

机械手PLC控制系统设计毕业论文扬州大学广陵学院本科生毕业设计毕业设计题目机械手PLC控制系统设计学生姓名专业电气工程及其自动化班级指导教师完成日期年月日扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)摘要随着工业自动化的不断发展,工业机械手在现在的生产过程中来越重要是我们日常生产中不可或缺的重要部分本文综合了PLC控制的相关理论和计算机模拟仿真,根据相关的机械手控制要求,完成了机械手的控制设计和系统组态仿真建设。同时对控制系统的总体结构、控制过程和构成系统的各个模块的功能和控制方式进行了研究。整个系统由控制器和驱动模块、执行部位和相应的组态仿真系统组成。可编程控制器采用了三菱的FXN系列并且利用了组态王软件进行了仿真。本文的主要工作重点是机械手的运动控制设计以及组态仿真。控制方面的工作有:对软件控制流程的制定和控制程序的编写该部分使得系统可以按照控制要求工作在自动循环模式中,从仓库中拿到工件然后移动到加工点进行切角最终放置在成品处结束工作。此外,模拟仿真部分的设计工作主要包括组态王的设备配置、仿真画面设计、动画连接,数据库建设,命令语言编写等等。通过触发相应的按钮可以形象地看到机械手系统的工作状况。通过上述工作,机械手最终可以按照控制程序的要求完成相应动作,并通过组态王进行机械手运行的仿真,达到本次设计的目的和要求。关键词:PLC机械手控制系统模拟仿真扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)AbstractWiththecontinuousdevelopmentofindustrialautomation,industrialrobotsandmoreimportantinthepresentproductionprocess,isanimportantpartofourdailyproductionindispensableThisarticlecombinestheoryandcomputersimulationPLCcontrolledrobotcontrolaccordingtotherelevantrequirements,thecompletionofthecontroldesignandsimulationsystemconfigurationconstructionrobotAtthesametimetheoverallstructureofthecontrolsystem,controlprocessesandfunctionsandcontrolconstituteeachmoduleofthesystemwerestudiedThesystemconsistsofacontrolleranddrivermodule,executionsiteandthecorrespondingconfigurationsimulationsystemProgrammablecontrollerusesMitsubishi'sFXNseries,andusetheConfigurationsoftwaresimulationThemainfocusofthispaperistodesignarobotmotioncontrolandconfigurationsimulationWorkcontrolare:Writingsoftwaredevelopmentcontrolprocessandcontrolprocedures,theportionsothatthesystemcanworkinaccordancewiththerequirementsofautomaticcyclecontrolmode,togetartifactsfromthewarehouse,andthenmovetothemachiningpointbevelledfinalPlaceinthefinishedproductattheendoftheworkInaddition,partofthedesignworksimulationincludesKingviewdeviceconfiguration,simulationscreendesign,animationconnection,databasedevelopment,commandlanguage,andsoonYoucanvisualizetheworkingconditionsoftherobotsystembytriggeringtheappropriatebuttonThroughthiswork,theroboteventuallycanbecompletedinaccordancewiththerequirementsofthecontrolproceduresofthecorrespondingaction,andthroughKingViewrobotsimulationrun,thepurposeandrequirementsofthisdesignKeywords:PLC,manipulator,thecontrolsystem,simulation扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)目录绪论机械手研究的意义机械手的发展机械手的构成和分类机械手的构成机械手的分类课题研究目的思路以及主要内容研究目的研究思路研究的主要内容系统总体设计方案机械手的工艺流程机械手实现功能功能模块概述PLC程序设计PLC的特点PLC的结构与选型PLC输入输出设计PLC程序设计程序的总体结构公用程序自动程序回原点程序监控系统的设计组态软件的选择组态王系统设计建立工程配置设备定义变量组态画面设计动画连接命令语言的编写组态系统的调试触摸屏的设计总结与展望参考文献致谢扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)绪论机械手研究的意义伴随这现代工业技术的不断发展我国的生产模式正在由劳动密集型向技术密集型转变振兴制造业提高工业生产的自动化及现代化水平是我国现阶段经济的重要发展方向。伴随着工业自动化水平的不断提高生产环境越发恶劣这对一线的工人的操作技能也提出了更高的要求同时也威胁了操作工人的生命安全工业机器人的应用及普及自然而然成为了较为理想的选择。机械手(machinehand)作为工业机器人的重要分支显然有着十分重要的研究价值。在现代的生产加工中机械手的应用较多发展较快向世人展示了他的魅力所在。目前主要应用于机床、模锻压力机的装料等方面它能按照事先制定的工作要求完成我们所需要的操作同时有些还具备有反馈的功能能对于外界的变化做到及时的反馈。如果机械手因为某些细小的误差发生了改变就会引起零件甚至机体本身的故障但有了反馈就不一样了机械手可以根据反馈量进行自我调整。通过PLC的强大的处理力可以很方便地实现系统的自动化。基于此思路设计的机械手能够在实现各种要求的工序前提下同时大大提高工业过程的质量提高了工作效率在这样的大环境之下我国的工业机器手发展面临一个充满挑战的机遇工业机械手市场扩大不论是从数量还是技术层面上都迎来了新一轮的挑战同时也是我国机械手发展的一个良好契机。因此自主发展技术先进的工业机械手这对我国产业层次的提升拥有十分重要的作用。机械手的发展机械手通过类似于人手臂的设计并且按照所写的要求对元件完成吸附、搬运或者处理等工作的一种自动化装置它囊括了控制、计算机、传感器、人工智能等多学科于一体是现代化装置。机械手作为最初的微型机器人对机器人领域影响深远。如今机械手应用在了社会生产的方方面面他的发展规模以及技术水平是评价一个国家工业水平的重要指标。机械手的研制始于二十世纪中叶。伴随着制造业的不断发展对高效、快捷的需求推动了机械技术的进展为机器人的发展夯实了基础同时提高了发展速度另外随扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)着现代社会对核能的大量需求也迫切需要机械来代替人工进行危险性操作。在这样发展背景下美国领先于其他国家开始了对于机械手的开发。年美国的UNIMATION公司推出的"LTNIMATE"可实现伸缩、回转和俯仰等运动采用的液压驱动这是最早的实用机型机器人产品标志着第一代机器人的产生。二代工业机器人为感知型机器人这类工业机器人充分运用了传感技术使机器人能及时对外界反馈出来的信息进行整合从而调整自己的功能。“Beast”机器人能根据环境的变化通过声纳系统等装置实现自己位置的校正。世纪六十年代中期起美国和英国的一些实验室引领了一波研究拥有反馈功能的二代机器人的热潮。第三代工业机器人为智能化机器人它能针对环境的改变并做出处理并且识别对象同时对程序做出相应的改变来完成预定工作任务年美国斯坦福研究所成功创造了世界上第一款机器人“Shakey"该机器人通过安装的可见传感器在得到指令后寻找并抓取积木虽然控制他的计算机本过于笨重但“Shakey”机器人仍然被公认为最初的智能机器人并且由此开始了第三代机器人的发展。我国的机器人的研究开始于年代分为三个发展阶段过程:年代的萌芽期年代的迅速发展和年代的蓬勃发展期。年代受到了各种影响发展速度缓慢年代开始因为国家政策的扶持科研人员研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人取得了丰硕的成果。年代开始国家发展计划“计划”开始实施建立了多个产业化基地与科研场所。机械手的构成和分类机械手的构成机械手的种类虽然多种多样但是组成结构大体是相同的他们分别为执行机构、传动机构、控制系统和辅助机构。执行机构:机械手的执行机构与人的手臂类似。机械手是抓取机构可以抓取和放开工件类似于人的手指能完成人手的类似动作。支柱一般用来固定手臂按照我们具体的控制需求可以加入移动效果。传动系统:执行机构的动作一般通过传动系统来完成。时下非常普及的机械手传动系统一般由机械传动、液压传动、电力传动等几种形式组成。其中电气与气动被广泛使用液压、机械驱动用得较少。电气驱动时直线运动可以采用电动机来工作。通用机械手一般都是使用的步进电动机、伺服电动机、变速箱等。机械驱动只适用于动作固定扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)的场合。控制系统:机械手控制系统的主要任务是控制机械手按预先设定的程序完成规定的动作简单的机械手没有专用控制系统通过各种元件就能实现系统的控制使执行机构按给定的要求动作。图机械手系统构成机械手的分类对于机械手的分类现在还暂时没有形成统一在国内大部分人用驱动方式、适用范围以及手臂坐标来进行分类。如果按照适用对象来分类机械手一般分成三种。第一种是通用机械手它不一定需要依附于某一主机就可以运行。可根据需要编写适合的程序来达到我们所需要的工作。第二类是需要人参与到工作过程中去我们称它为操作机。这类机械一开始是用于原子、军事工业等方面后来随着技术的进步渐渐发展成可以在超远程地方实现控制例如火星、月球等。第三类是专用机械手用于某些特定的生产领域。这类机械手在国外被称为“MechanicalHand”。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)课题研究目的思路以及主要内容研究目的本文设计的机械手控制系统要求在传送带切角机和成品库之间进行动作用以实现工件在这三个工位之间的位置转换切角和装箱的动作可以自动进行此外还有单周期工作模式并能通过组态进行系统地独立仿真形象地观察系统地运行状态研究思路本次设计的系统结合了plc控制、传感器技术、组态监控等多方面的技术。根据所给的控制要求书拟定采用如下方式进行系统设计:()依据我们设计的要求确定对应的PLC的输入输出口的控制量从而完成PLC的选型再根据要求确定系统的控制流程。()按照控制流程编写对应的PLC控制程序。PLC控制程序是实现系统控制功能的核心输入量通过PLC程序运算完成相应的动作。()建立监控系统。根据我们的需要在监控系统中进行数据库的构建和监控画面的设计分析对应的输入输出量完成组态中变量的改变达到通信。()进行画面调试与程序的修改以达到更加好的效果。研究的主要内容本次课题的主要研究内容大致如下:()初步规划本次的系统设计。分析控制系统各部分的功能然后设计出一套总体的设计方案()研究控制器同时对系统进行设计了解三菱PLC的实现的作用以及控制方法()可编程控制系统的软件设计。主要包括PLC的选型、输入输出的分配、控制流程图和PLC控制程序的建立与调试()构建对应的组态监控系统。主要包括组态王数据库的建立定义对应的数据变量与现场数据的关系建立、组态画面的建立还有控制按钮的设计、命令语言的编写等。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)系统总体设计方案本章主要介绍了本机械手控制系统的实现功能并根据我们所需要的功能来设计总体的设计方案同时对组成系统的关键模块及其相应的功能作了概述。采用模块化方式进行系统构建发挥各模块的特点来实现集成化程度高的系统建立对工程人员实现优化控制有重要意义。机械手的工艺流程本次设计要求在传送带切角机和成品库之间设置两个个机械手来完成工件在三个工位之间实现位置转换。根据控制要求机械手可以在循环模式跟单周期模式之间进行切换。对于循环控制方式按照时间推移具体动作顺序如下:()等待工件到位信号()机械手纵轴下降吸附工件()机械手纵轴上升横轴移动到切角机处纵轴下降释放工件()切角机工作同时机械手回到原点()切角完成机械手横轴移动到切角机处纵轴下降()机械手吸附工件()机械手横轴右移到成品库纵轴下降松开工件()机械手竖轴上升。上述为一个动作循环。机械手实现功能基于上面所说的工艺流程本机械手控制系统实现下述功能()机械手可以按照循环单周期两种方式来工作。在循环模式中机械手根据编制的自动控制程序实现自动运行完成工件的抓取、切角和放置成品过程。()组态仿真:在计算机上构建一个组态仿真系统实时模拟机械手在现场的工作状态通过计算机内组态王中构建的数据库与对应变量实现实时数据交换通过设计的画面完成动画连接形成组态仿真。功能模块概述组态仿真系统组态仿真系统的核心是装有组态软件的计算机。通过组态软件可以实时模拟机械手的工作状态控制器用来做下位机主要完成信号的检测以及处理功扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)能而组态软件一般用于仿真。组态软件是为一款工控开发软件为用户提供了多种常用的工具模块用户即使没有掌握相关的专业知识也能完成设计一个复杂工程的设计。这样用户就能将更多的时间与经历集中在控制模式选择这些提高控制品质的关键问题上。硬件部分通过带有组态软件的系统一般不需要额外设计电路。软件部分由于使用了专用的组态软件进行系统设计使得开发时间变短效率更加高效。另外从管理角度来看组态软件的系统操作界面形象而直观非常利于操作者的操作管理。控制器控制器是机械手系统的核心它在系统控制中的任务是产生控制命令和使系统输出信号跟随参考位置。本设计采用的控制器是三菱公司的FXN型PLC。PLC是以微型计算机为核心的工业自动化控制装置被誉为现在工业生产自动化的三大支柱之一现已在工业控制领域得到极广泛的普及。PLC具有很高的可靠性这归功于其电路设计技术和生产制造工艺PLC还能够自我检测系统的硬件故障在软件设计中可以编写相关的故障自诊断程序在硬软件两个方面保证了PLC的高可靠性。现代PLC在性能方面比以前的PLC有了大大提高它所能控制的对象也越来越复杂PLC将控制系统的外部程序表达出来让硬件的维护工作量减少很多完成内部程序的改变即可实现。传感器模块在控制系统中传感器能够获取系统中的有用的物理量的信息然后将这些信息处理后提供给运动控制器从而实现有效的控制。检测装置向运动控制器反映系统状况同时也可以在闭环或半闭环的系统中形成反馈回路将指定的输出量反馈回运动控制器控制器再依据这个作出控制决策。检测装置可以用来检测相关的运动参数和力学参数前者是类似于速度或者加速度等的信息后者一般是电压或者电流类型的信息。没有信息反馈这样的控制非常不稳定的然而错误的反馈容易造成故障因此检测装置的准确性和实时性是是我们选择PLC的重要指标。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)PLC程序设计我们在控制机械手系统的时候方式是多样的继电器、单片机PLC等是非常常用的控制方式。因为PLC可编程控制器具有灵活的操作性和较好的稳定性所以本次设计我选择PLC控制。PLC的特点可编程控制器同时运用了通信技术和继电器控制等技术在工业控制的各个领域得到了广泛的运用。可编程控制器的关键部位是一个微型处理机利用所写的程序完成逻辑控制、定时、计数和算术运算等功能并通过改变对应的变量完成对机械设备的生产与控制。高可靠性()光电隔离技术应用在所有的输入输出接口电路中得到了充分的使用可以隔离工厂的外部电路与PLC的内路部分()使用了性能较好的开关电源。())具有较好的自保护一旦系统发生异常严格的确认使用到的器件以防出现不兼容(情况CPU就能采取有效措施防止故障的进一步扩大。多样的IO接口模块PLC处理不同的现场信号时。有与之相对应的IO模块以及工业现场的器件设备如按钮、行程开关、传感器、变送器、电磁线圈和控制阀等。安装容易维修便捷控制器不需要专门的场所能适应不同的恶劣环境。工作时只需要将现场与PLC相应的接口完成连接就能运行PLC。为帮助用户实时了解运行状态各个部位上均装有状态指示装置。综上控制器是一台可以适应不同工业环境的微型的计算机。系统输入输出端口很齐全同时拥有很强的驱动力。PLC不仅仅是为了适应某一特定的工作而被设计的实际工作时它的硬件部分要根据实际情况进行选择替换并完成与之对应的软件控制的设计。PLC的结构与选型在进行PLC的选型时我们必须考录到各种因素对系统的影响如扫描的快慢内存大小指令的数目等。同时还要加入经济实用性以及环境适应能力的考虑。经过多年的发展可编程控制器技术进步迅速种类也是非常多生产的种类也有区别所以我们必须根据根据控制需要因地适宜地选择适合的PLC。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)西门子在中国的各个领域中运用广泛其中信息传递、自动控制、电子、照明以及家用电器尤其使用的多其最主要的服务是基础设施的建设和作业方案的抉择。欧姆龙S系列PLC可靠性高、操作方式浅显易懂还具有丰富的内置集成功能拥有强劲的通讯能力丰富的扩展模块简单、易用的MicroWIN编程软件。欧姆龙的可编程序控制器更加微型。有的大小仅相当于一个计算机卡使占用空间减小同时减小了控制柜所占的空间。它不仅功能齐全还可以作为终端连接程序创造了新一代的生产环境。三菱FX系列可编程控制器是时下国内外最热门的微型PLC。在FX中除基本的指令表编程方式外还有其他多种编程方式比如梯形图编程、SFC顺序功能图编程等等而且这些程序可相互替换。同时在PLC中加入了高数计数器大大提高了PLC的使用领域。可编程控制器结构这次设计我决定采用的是PLC是三菱公司的FX系列该系列的PLC控制系统一般由基本单元、拓展单元、拓展模块和其他功能模块组成。FXN系列主要有如下特点:基本单元(I点)最多可以扩展到点内置有K步他的RAM最多可以拓展到K步可选择存储盒。控制器的硬件部分一般由CPU、存储器、输入输出、通信端口、拓展部分和电源等组成。其中CPU是PLC的关键部位IO接口电路是用于连接现场与处理器的通道通信端口用于和外围设备进行通信基本结构如图I所示。图PLC基本结构中央处理单元作为PLC的关键部位它的主要用于处理相关的程序能够检查程序中的语法问题同时监控是否有意外状况发生。PLC在运行状态时读取寄存器中的控制程序结合了输入映像寄存器中的数据值产生结果达到对对应标志位的值和输出映像扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)寄存器的内容的更新利用输出单元完成对外部电路的控制。PLC中的CPU种类繁多大体我们将他们分为三类通用型、单片微处理型、和位片式处型。CPU按照系统的需求有顺序的进行PLC指挥。存储器PLC中的存储器主要用于存储系统的程序、用户的程序和产生的结果数据。系统程序被放在存储器中与硬件部分关系很大。它与硬件共同决定了PLC的性能这些程序处在ROM,PROM或者EPROM中用户是无法访问和修改的。用户程序存储器主要用于存放控制的程序与数据它的存储容量各不相同。用户所编写的应用程序一般被存放在内存中为保证用户数据的安全使用了备用电源。防止外部的干扰破坏程序我们将系统所必须的程序固话以防被修改。PLC运行时有的数据是不断变化和需要存取的这些数据一般以ROM的形式被存放在工作数据存储器中达到适应多次和快速存储的需求。IO接口电路能够实现将外部设备产生的多种电平信号转换为CPU能处理的标准电平信号。IO口的主要类型有数字量输入输出和模拟量输入输出等。开关量有许多输出方式这些输出方式各有各的特点我们要根据我们的需要来选择合适的类型。通信接口控制器与外部设备进行通信的主要通道。通信接口一般内置有通信处理器用来实现过程信息、系统参数等输出的打印控制过程的图像显示多台控制器的联网多级分布式控制系统的实现。特殊功能模块通过系统与PLC完成数据以及信息上的交换并且在PLC的控制下相应的工作需要。该模块是一个独立的系统包含有处理器、存储器和系统程序以及相关的通信接口。编程装置在编程装置中完成程序的编辑与调试它系统中非常重要。同时编程装置还能实现在线检测。现在用途较为广泛的编程装置是以计算机为基础的编程装置较之以往有更好的操作界面使得开发系统变得更方便。PLC输入输出设计在进行输入输出控制设计时应当注意系统的输入输出点数目。按照机械手的控制要求系统需要以下输入点他们分别为启动按钮、回原点按钮、单周期、循环按钮机械手下限位、机械手上限位、机械手左限位、机械手右限位、机械手上限位、机械手下限位、机械手左限位、机械手右限位工件就位信号。系统需要输出点具体分配为:机械手下降、机械手上升、机械手左行、机械扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)手右行、机械手吸合、机械手下降、机械手上升、机械手左行、机械手右行、机械手吸合。具体配置如表所示。表PLC输入输出分配输入设备对应PLC输入端口输出设备对应PLC输出端口启动按钮X机械手下降Y回原点按钮X机械手上升Y停止按钮X机械手左行Y单周期循环X机械手右行Y号下限位X机械手吸合Y号上限位X机械手下降Y号左限位X机械手上升Y号右限位X机械手左行Y号下限位X机械手右行Y号上限位X机械手吸合Y号左限位X号右限位X工件就位信号X扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)PLC外部电气接线图如下图图PLC外部电气接线图PLC程序设计本次设计的重点在于对控制系统的设计作为整个系统的关键部位系统的优劣都是由程序来决定的因此程序的设计在整个系统中非常重要本次所需要的控制程序需在三菱PLC软件内完成编辑。三菱公司PLC的编程软件是SWPOCFXGPWN和GXDeveloper。本文采用的编程软件为后一种它是三菱公司设计的在Windows环境下使用的全系列PLC编程软件实现PLC程序的创建、上传下载、监视、诊断和调试等。该软件自带的工具非常丰富和同时拥有非常适合的操作界面可联机操作亦可脱机编程它具有丰富的编程语言。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)另外还可以通过该软件对以太网、MELSECNET(H),CCLink,调制调解器等多种网络进行参数设定方便地实现网络监控和通过网络系统进行程序的上传和下载。程序的总体结构机械手控制系统软件设计的程序总体结构如图分为公用程序、自动程序以及回原点程序三个部分。在自动程序中包括了连续、单周期两种工作模式。CJ(FNC)是条件跳转应用指令指针标号PX是其操作数。当相应的元件导通时可以跳过CJ指令和指针标号之间的程序从标记的位置继续运行程序提高系统的效率。当我们按下“回原点按钮”即X为导通状态则控制器执行完主体程序后将跳过自动程序到P处由于P处的X触点呈断开状态就不会跳过下面的程序。如果选择“循环”工作方式同样只执行公用程序和自动程序。图程序总体结构公用程序公用程序如图当X启动时M自锁触发自动程序部分当X启动时M自锁扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)触发回原点程序部分当X启动时停止整个程序。图公用程序自动程序在自动程序部分通过相应的中间继电器的自锁来完成对应的动作比如说按下启动按钮M触发当系统监测到工件信号X闭合,M吸合同时自锁完成机械手下降动作到达相应位置后触发形成开关X闭合M吸合断开M来完成下一个动作。如图部分自动程序图自动程序(部分)扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)回原点程序如图为回原点程序。当回原点按钮被触发时分别触发M的常闭与常开依次完成了机械手、的放开及回到初始位置。图回原点程序扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)监控系统的设计本章主要构造了机械手的组态仿真系统给出了详细的画面设计、动画连接、数据库建立和画面调试的过程。在本机械手控制系统中PLC作为现场控制器来运行控制程序程序控制结果被组态王软件采集使得现场机械手的信号变化情况在组态王数据库内实现实时更新。同时我们还采用了触摸屏的设计来进一步方便我们本次的设计。组态软件的选择组态软件是一款常用的工控软件用户不需要将精力用于专业知识的学习上这样工作人员可将大量的精力放在控制方法的选择上。拥有组态软件的计算机系统在硬件设计上多采用成熟的接口设备节约了时间这很大程度上节约了开发成本同时随着对可靠性要求的不断提高大量高效的组态软件得到了使用大大提高了开发的速度。从管理角度来看组态软件开发的系统操作界面形象而具体极大的方便了软件的使用者。本次设计的监控系统要对整个运行状态的实时监控我决定使用组态王这款软件并设计了系统的监控画面、动画连接、构建了实时数据库使系统可以对现场过程数据进行动态监视对异常信号进行简单报警等。组态王允许同时运行多个程序在进行其他工作时也不会影响画面的更新。组态王系统设计本次监控系统的设计由以下几个方面组成:界面设计、参数定义及通信参数设置、数据库的构建、动画连接等部分。建立工程建立本次系统的所需组态王工程指定工作路径。在操作界面里选择菜单栏“文件一新建工程”在此完成组态王路径工程名以及描述的设置。工程名称以及描述如图所示:扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)图创建工程配置设备在操作界面的“设备”中点击“新建”选择“PLC”“三菱”“FX”“编程口”取设各名为“FXPLC"选择串口COM指定设备的地址为“”该地址与PLC通信参数设备程序中设定的地址要一致。以下参数都设为默认值然后点击确定完成配置。设置完成之后可以在“COM"窗口的之、侧石‘到新建的外部设备"FXPLC"。只要将事先定义好的变量与这台设备的数据连接好就可以和仿真软件所示。交换数据。如图图建立设备FXPLC在左侧显示区中“设备”中双击“COM"对串行通信口COM进行通信参数设置。具体参数为波特率bps偶校验位数据位位停止:位RS通信扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)方式。如此保证了保证COM同PLC的通信能够正常进行。设置如图所示。图设置串口定义变量定义变量实现信号的统一建立的变童使得组态王能够实时获知外部设备的状态并且能够输出控制信号到机械手实现控制功能。这主要反映在现场数据的值和状态只有通过数据库内的变量实现更新将变化情况反映在画面上另外对于组态内的命令语言或其他的控制指令也需要数据库才能送达至现场此数据库是联系上位机和下位机的枢纽和核心。在工程浏览模式下单击左侧“数据库”上面的“数据词典”双击“新建”图标进入“定义变量”窗口完成变量名的输入。以“工件到位信号”为例在变量名中输入“工件到位信号”设置变量类型为“离散”连接设备设为“FXPLC",寄存器设置为“X"数据类型为“Bit"读写类型为“只读”采集频率为ms确定后即完成一个变量的建立如图所示。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)图定义变量组态王软件中的变量定义界面一般由“基本属性”、“报警定义”、“记录和安全区”构成。在“基木属性”页中我们可以对变量的名称、类型以及属性做出相应的修改。在本机械手监控系统中每当程序中的值发生变化时该值便会自动写入组态王系统的对应变量中实现实时更新。所以从PLC采集来的数据都需要设置成“IO变量”。内存变量是指那些固定不变的数据他们不需要从PLC中通信数据如本监控系统中的“机械手右”等变量需要设置为内存变量。类似地将控制过程中需要用到的变量分别建立在数据词典中。在这次的机械手监控系统中每当下位机PLC中应用程序中的输入输出量变化了数据就自动写入组态王系统中对应的变量最后以动画变化的形式反映在计算机上面。组态画面设计组态王的拥有很标准的图形界面通过编写命令语言能完成对画面运行的控制能在变量与计算机中的动画实现连接提高了工程人员工作的效率。进入建立的组态王工程选择工程浏览器左侧大纲“文件”“画面”在右侧视图双击“新建”图标即可建立画面开发系统。机械手主画面如图所示。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)图机械手主画面动画连接通过动画设计出来的界面是静止不动的通过“动画连接”我们能完成画面内容跟实时数据库之间的对应关系这样当机械手运动状况发生改变时其信号通过IO接口实时更新数据库中相关变量、如此我们才能形象直接地从组态王软件中观测到机械手的实际运作情况。对于机械手横轴在“动画连接”的窗口中单击“水平移动”按钮表达式中写入变量:“本站点机械手水平移动”根据画面的设计取最小时的对应值为最大值时的对应值为“”机械手横轴的设置如图所示。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)图机械手横轴设置对于机械手纵轴的运动包含有横轴方向上的移动和纵轴方向的运动在组态动画连接里需要用个变量表示纵轴的即应当设置水平移动和垂直移动这两个位置的变化机械手纵轴设置如图。图机械手纵轴设置通过以上的设置完成画面中各元件的动画连接。如此当外部数据发生变化时通过扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)组态王数据库的对应变量的数值的变化通过构造的数据库实时反映在画面上工程人员可观测机械手的实际运行状况。命令语言的编写命令语言是一种与C语言比较相似的计算机编程语言。实现变量数据库中的变量与组态画面中各个对象间的连接使画面能够因为外部数据变化发生改变从而出现动画的效果。命令语言通过编辑器输入通过组态王完成语言的执行。()事件命令语言的编程点击“文件”大纲下面的“命令语言”选项单击“事件命令语言”选项再双击“新建”图标会出现“事件命令语言”对话框。在该对话框的“事件描述”中输入“启动按钮=”单击确认按钮则第一段时间的语言编制成功。按照此方式完成其他事件的编制()应用命令语言的编写在目录中选择“应用程序命令语言”通过右侧的图标进入应用程序命令语言的编写界面。通过完整的监视程序可以在画面上观测机械手的运作状况。组态系统的调试按照上述的步骤完成组态王工程的建设将之切换到运行界面初始的运行界面如图所示。当对应的信号置位时机械手进行动作组态王根据数据库内的变晕将现场变化的数据反映在屏幕上实现对机械手的形象观测。工程初始机械手停原位画面如图所示。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)图机械手原位所示机械手吸附工件后将工件移动到切角台处如图图机械手右移扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)工件完成切角如图所示图切角工作机械手右移将工件放置到成品库中如图图机械手右移这就是机械手工作在传送带切角台以及成品库之间的一套工作流程。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)触摸屏的设计在本次设计中为了方便我们的观察结果在指导老师的建议下我们还采用了触摸屏技术作为我们的第二套监控方案。首先我们要在软件中加入各种元件对应的开关与指示灯。在完成了对应界面的设计之后我们还需要将对应的开关与指示灯的软元件进行编辑例如“启动按钮”我们将它的软元件设置为“X”文本设置成“启动按钮”。如图与图触摸屏界面设计完成了对应的触摸屏界面的设计之后我们还需要将程序写入到硬件之中在写入程序时要注意对应的端口的设置。如图为硬件的界面图硬件部分界面扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)当系统启动后检测到工件信号机械手开始下降如图图机械手下降当机械手下降触碰到下限位行程开关机械手接下来进行吸附动作以及上升动作。如图图扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)总结与展望本次设计的是一种在流水线上加工工件实现工件在传送带、切角机和成品库之间的位置转移与加工的PLC控制系统。系统的控制设计不仅完成了预先的控制要求同时实现了精准的控制。在计算机上构建的组态系统实现了对机械手的运动状态进行实时监控。控制器采用了三菱公司的PLC因为PLC的稳定性较好、抗干扰性能较为优越控制性能好等优点。在PLC控制设计部分分析了控制系统的具体控制要求确定了PLC的输入输出点选取了合适的PLC主机机械手有循环跟单周期两种工作模式根据不同的控制要求编写了控制程序流程图以及PLC控制程序。在计算机上通过组态王软件实现对系统的监控构建了形象的监控画面。通过现场采集数据完成系统地实时更新让用户形象地看到机械手的运行状态。在做本次的毕业设计的过程中伴随我们的还有许多问题在此小结并提出方便以后的工作与学习。第一、三思而后行在做本次的毕设之前应当对我们的课题做相应的准备工作课题的选择尽量符合自己的专业方向、同时通过自己的努力可以进一步提高完善自己在这方面的所学。第二、认真做好开题报告的研究路线环节内容防止我们思维局限做到在本次设计开始时心中就有较清晰的思路做到胸有成竹。第三、在平时学习时候把设计WORDCAD工程制图图像处理等方面的知识尽量掌握为后面的工作带来方便。通过本次设计进一步对掌握了专业知识的学习对将来较为实用的技术有了更清晰的了解同时锻炼了自己查阅资料解决问题的能力为今后的学习工作带来了宝贵的经验是今后工作学习宝贵的财富。扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)参考文献王宇,任思璟,李忠勤编著PLC电气控制与组态设计M北京:电子工业出版社,:P蒋浩基于PLC的工业机械手运动控制系统设计D南京信息工程大学工程硕士学位论文,张萍萍基于PLC的气动机械手控制系统设计D电子科技大学专业学位硕士学位论文,郭剑辉机械手PLC控制系统设计D南昌大学专业学位论文,关明,周希伦,马立静,宋蔚基于PLC的机械手控制系统设计D中国矿业大学,牛瑞利基于西门子PLC的小型搬运机械手控制系统设计D南京理工大学学位论文,吴明亮,蔡夕忠可编程控制实训教材M北京:化学工业出版社,廉立静工业机器人在汽车制造的重要作用J汽车零部件():李瑞峰中国工业机器人产业化发展战略J航空制造技术,():宋慧欣机器人是制造业迎接挑战的关键J自动化博览,():李烈我囯工业机器人发展现状浅谈J科技向导,():曹文祥,冯雪梅工业机器人研究现状及发展趋势J机械制造,,():钱显毅,唐国兴传感器原理与检测技术M机械工业出版社,周鸿杰高速工业机械手定位控制研究硕士学位论文,姚舜才,温志明,黄刚运动控制系统分析与应用M国防工业出版社,李宇剑,巢明,我囯工业机器人产业现状与发展战略探讨J制造业自动化,,():潘丽霞论工业机器人的发展与应用J山西科技,,():周袓德机电一体化控制技术与系统M华中科技大学出版社,巫莉,黄江峰电气控制与PLC应用M中国电力出版社,周亚军,张卫,电气控制与PLC原理及应用M西安电子科技大学出版社,厉虹,杨黎明,艾红伺服技术M囯防工业出版社,赵晨,王刚我国工业机器人产业J天津大学,扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)李利,王玉菊PLC在机械手控制系统和桑德应用D青岛科技大学,王坚,墓于三菱PLC的步进电动机监控系统的设计与开发J电气应用,,():刘迎春,可编程控制器在给水泵工作顺序控制中的应用J,黑龙江科技信息,()张怀广,运料小车自动控制工程项目开发,科教文汇J,,()李先国,张金辉,组态软件中数据存储与查询的缺陷与改进,科学技术与工程,()吴润华,盾构掘进试验平台监控系统的开发和应用D,东南大学,彭晋中,大功率高压SO风机控制系统改造,湖南有色金属,()廖常初,可编程序控制器应用技术M重庆大学出版社初航,三菱FX系列PLCN,北京机械工业出版社,扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)致谢四年的学历丰富了我许多专业的只是提高了理论与实践相结合的能力提高了自学能力这都得感谢老师对我的悉心教导与培养在此我想给予我教育和帮助的老师说声感谢学校中的所学将会是我未来工作生活中的宝贵财富。通过几个月的努力我完成了这篇课程设计以前对于PLC这一方面就很有兴趣所以在课题选择的时候就毅然决然的选择了PLC。然而在真正接触了课题之后才发现以前所学的知识仅仅都是沧海一粟曾今怀疑过自己是否有能力继续完成这个课题在老师的鼓励以及同学的帮助之下我坚持了下来。通过查阅资料自学新的知识进行总结与反思成功完成了这篇凝聚了自己汗水与辛苦劳动的毕业设计。回首几个月的学习经过首先我要感谢我的导师陈云云老师陈老师不仅治学严谨为人亲和同时还及时的督促我为我排忧解难有时候还不辞辛苦牺牲自己的休息时间替我解答疑问对我做出来的东西进行仔细的检查与指点使我在完成论文的同时深受启发与教育在此我表示我衷心的感谢老师辛苦了。同时我还要感谢在做毕业设计的同时为我提供过帮助的同学及老师你们的帮助与鼓励是我完成这次毕业设计必不可少的动力。最后我还要感谢培育了我四年的扬州大学广陵学院以及各位老师们你们不仅教会了我专业知识同时教育了我做人的道理帮助我长大成人~扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)附录:PLC控制程序扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)扬州大学广陵学院本科生毕业设计(论文)

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/44

机械手PLC控制系统设计毕业论文

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利