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基于PLC的机械手控制系统及组态设计

2020-11-06 来源:华佗健康网


PLC课程设计报告

题 目:基于PLC的机械手控制系统及组态设计

二级学院: 电气与电子工程学院

班 级: 14电气实验班 姓 名: 李浩文 学 号: 组 员: 指导老师: 成 绩: 日 期: 2017年4月

基于PLC的机械手控制系统及组态设计

摘要

随着21世纪的发展,技术科技的不断完善,人们对于机械手的控制系统运用越来越成熟,机械自动化逐步代替了人工操作,这意味着将解放人类劳动力,一些简单重复的动作将会有机器代替运作,并且在某些场所,例如高温高压,有毒气体以及威胁到人类生命安全的环境。为了适应社会需求的变化,人类不断实践和探索,机械手应运而生,相应的各种难题迎刃而解。

本设计主要介绍了国内外机械手研究现状及可编程控制器S7-200 PLC的研究发展趋势,基于PLC编程可知,组态王可以实现与S7-200编程器相结合,组建简单的仿真界面,通过仿真软件可以清晰的了解到机械手的操作,包括上移、下移、左移、右移。实验表明,由S7-200 PLC和Kingview6.55构成的控制系统人机界面简单、易于操作、经济实用、可靠性高、稳定性高。

关键词:S7-200 PLC;组态王Kingview6.55;机械手

目录

1绪论 .................................................................. 1 1.1研究该课题的重要性 .................................................. 1 1.2国内外机械手研究现状 ................................................ 1 1.3该课题研究的内容 .................................................... 2 2组态王Kingview 6.55和可编程控制器的介绍 ............................... 3 2.1组态王Kingview 6.55的介绍 .......................................... 3 2.1.1组态王的历史 .......................................................................................................... 3 2.1.2组态王的结构 .......................................................................................................... 3 2.1.3组态王的基本配置 .................................................................................................. 5 2.1.4组态王软件产生的背景 .......................................................................................... 8 2.1.5组态软件的发展方向 .............................................................................................. 8 2.2可编程控制器的介绍 ................................................. 10 2.2.1可编程控制器的概述 ............................................................................................ 10 2.2.2可编程控制器的历史 ............................................................................................ 10 2.2.3 PLC的基本结构 .................................................................................................... 11 2.2.4 PLC的工作原理 .................................................................................................... 12 2.2.5 PLC的基本配置 .................................................................................................... 12 3机械手控制系统的设计 ................................................. 15 3.1机械手控制方式的选择 ............................................... 15 3.1.1机械手控制方式的分类 ........................................................................................ 15 3.1.2 PLC与IPC和DCS的比较 .................................................................................... 15 3.2 PLC的控制电路程序设计 ............................................. 16 3.2.1 PLC的I/O分配表 ................................................................................................ 16 3.2.2编程指令的选择 .................................................................................................... 17 3.2.4 机械手的动作实现过程 ....................................................................................... 19 3.2.5 PLC控制机械手的模拟工作图 ............................................................................ 19 3.2.6 PLC梯形图设计 .................................................................................................... 21 3.3 PLC程序的调试 ..................................................... 30 3.3.1 PLC控制的安装与布线 ........................................................................................ 30 3.3.2机械手控制程序的调试 ........................................................................................ 31 4组态王Kingview 6.55在机械手控制系统中的应用 .......................... 32 4.1工程的建立与结构变量的定义 ......................................... 32

4.1.1工程的建立 ............................................................................................................ 32 4.1.2建立结构变量的步骤 ............................................................................................ 33 4.1.3设备与组态王的连接 ............................................................................................ 35 4.2动画的连接 ......................................................... 38

4.2.1指示灯的动画连接 ................................................................................................ 38 4.2.2机械手的动画连接 ................................................................................................ 39 4.3组态运行调试 ....................................................... 45 总结 ................................................................... 46 参考文献 ............................................................... 47 附录 PLC梯形图设计 ..................................................... 48

基于PLC的机械手控制系统及组态设计

1绪论

1.1研究该课题的重要性

该课题主要是研究当代机械手的控制过程以及如何实现,随着科技的不断发展,机械手运用到各个领域和产业当中,而现在机械手面临的问题主要是位置的精准性,定位精准性的准确度决定了机械手在工业的运用场所,同时随着发展的需要,机械手上位机要准备的报出发生故障的所在位置,运行维护人员要第一时间赶往现场并排除故障原因。现代的机器手己经应用于众多领域:在汽车组装线上对车身进行焊接和喷漆;用于医疗领域的微型手术方面已有许多进展。因而,机械手控制技术的发展具有极其重大的意义。主要的部分是通过控制电动机来操控机械手的手臂,手指部分的旋转或者移动来完成对物件的抓取和传送。随着工业的自动化需要,解放人类劳动力,科学技术发展逐步代替了以往以人工为劳动力的流水线工作,同时一些不适宜人类施工的成所,甚至会对人类造成伤害的场所等等,对于该课题机械手的控制系统研究是非常具有重要的实际意义。

1.2国内外机械手研究现状

目前在国内的机械手主要是从事一些简单的操作工作,例如:简单的机床加工,锻造简单工程,一些热处理而已,要想实现更加自动化的操作,还需要投入大量的科学研究,对于我国来说,这是非常必要的一个研究,研究成熟之后将会对工业生产带来极大的便利,同时也意味着我国的技术更向前迈一步,这将会是革命性的变化。

而国外的机械手技术相对来说,比国内的技术要更成熟一些,能够实现更多自动化的操作,机械化的水平更是逐步完善,可以完成人类基本上的动作,包括位置的准确性、控制的速度、动作的灵敏性,这些国外的技术都是值得我们去学习和借鉴,当然国外目前也是存在缺陷的,一些触觉、视觉性能的机械手还没有完全研究成熟,这也是意味着我们研究该课题的重要性,而机械手的设计还要涉及到每一个系统细小的基本单元。

随着学科的相互渗透和大规模还有超大规模的集成电路等电子技术的发展,机械领域己经拓宽了许多,使得机械系统由简单到复杂,功能越来越强,精度越来越高,体现了生产力发展的进步和趋势。

我国在这一领域的应用研究距离国际水平还存在着一定的差距,特别是中小型企业由于资金和技术上的因素导致一些技术性的研究还是停留在原地,要想得到快速的发展

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需要国家政策的相关支持,鼓励中小型的企业能向更加层次发展与创新,不仅带动企业的发展,更是降低对环境的污染,对国家经济的推动。然而现在PLC的技术到了一个非常成熟的境界,不仅控制功能得到质一样的飞跃,功耗和体积日益减小,成本下降,可靠性增强,编程能力得到提高以及检测故障的能力也得到提升,PLC决定了工业生产的方向,成为了自动化控制的支柱。这无疑是对机械手未来发展前景带来了希望,特别是一些中小型企业的发展,降低投资的资金获得等价先进的生产水平能力。

在20世纪中期,我国就开始对机械手的研究与发展。在1972年上海我国生产了第一台机械手,随着技术的完善和成熟,国家研究的投入使各省份开始大量的研制发展。为了实现机械手的全面推广,国家把研究机械手这领域列入到五年计划当中,并投入了大量的资金发展,也成功的制造了一系列的机器人控制。

1.3该课题研究的内容

随着科学技术的进步与成熟,当今社会的发展趋势下,社会主义市场经济控制的国民经济,传统的工业流水线、复杂有害的成所、不适应人类工作的环境等这一系列情况,运用而生的机械手将逐步代替人类工作,这是社会发展的必然趋势,同时也是人类智慧的体现。而传统的工业也无法满足社会经济的发展需求,也逐渐淘汰了,未来的发展将是推动社会进步的重要体现,也是研究机械手实现自动化存在的意义。

通过PLC编程控制机械手可以实现更加精准性,位置的准确度,速度的快慢,包括一些大件货物的搬运以及打包等等,这些都是可以在PLC控制下实现,自动化的过程也会得到大大的简化,减去繁琐的工程。然而PLC与组态王的结合,更是实现了实时监测机械手在工作当中的运作,监测运作过程中会出现的故障问题,这样大大的减少了人类的工作,提高了工作的效率,出现故障问题我们都能在第一时间发现,并做出准确的判断,实现这样的一体化的自动系统,需要我们在不断实践中摸索,在未来我国现代化发展过程中也会起到巨大的作用。

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2组态王Kingview 6.55和可编程控制器的介绍

2.1组态王Kingview 6.55的介绍

2.1.1组态王的历史

随着集散型控制系统(DCS)的出现被熟知,在PC技术向工业领域渗透中占据特殊而重要的地位。

(1)20世纪60年代:计算机较少地用于工业过程控制中。

(2)20世纪70年代:随着计算机控制技术的成熟逐渐在DCS中得到运用,但是软件方面的技术仍然存在不足和封闭专用,导致其成本非常昂贵。

(3)80年代中后期:基于PC计算机的监控系统开始进入市场,并发展壮大。美国wonderware公司推出第一个商业化组态软件intouch。

(4)80年代末国外组态软件进入中国(开始不是很接纳) (5)90年代国内开始研究并开发,各个国组态公司开始成立。 (6)90年代后期国内组态产品开始成熟。 1、国外软件商提供的组态软件产品: (1)德国Seimens公司的WinCC (2)美国Wonderware公司的Intouch (3)美国Intellution公司的iFix/Fix (4)美国Rockwell公司的RSView (5)美国NI的Labview

2、国内自行开发的产品的组态软件产品: (1)北京亚控的组态王、三维力控科技的力控、 (2)昆仑通态的MCGS、易控、世纪星、紫金桥等

2.1.2组态王的结构

1、使用软件的工作阶段划分

根据组态系统环境划分,组态软件Kingview6.55主要是两大部分组成的: (1)组态系统的开发环境:根据组态王的软件设计,自动化工程师为了能设计一

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个可靠的控制方案,同时能够在组态王软件支持下进行应用程序系统生成的一个工作环境。建立用户所需要的数据库文件,生成图形目标应用系统,这些开发环境下的系统能够在组态运行环境中运行使用。

(2)组态系统的运行环境:该运行环境可以实现投入实时运行,简单的来说就是可以支持在线组态的设计技术,将目标应用程序可以在计算机内存中实时运行,简化繁琐的流程,操作易于方便,且灵活性高等特点。同时组态运行环境在不退出的状态下,可以进入组态系统环境直接修改有问题的部分,而且修改的这部分在该组态运行环境下会直接生效运行,大大的提高了工作的效率也降低了成本价值。

2、按照成员构成划分

组态王Kingview6.55仿真软件中,每一个功能都具有其一定的独立性,而每个功能相对能实现较大的应用,每个独立的功能形式能组成一个集成软件平台,同时由若干个程序构件组成,其中必备的典型组件包括:

(1)工程管理器

工程管理器是给设计的工程师提供了一个方便的操作界面,包括程序的搜索、新建、删除、属性、备份、恢复、开发和运行等一系列功能管理工具。但是在设计的过程当中往往会遇到很多问题,例如:组态数据需要经常备份、组态仿真界面需要借鉴别人成功的范例、同时还需要经常了解保存的工程项目。这些繁琐的步骤也给设计工程师带来了额外的许多负担,而且效率低下又容易出错。工程管理器的简单操作界面,使上述繁琐的事情得到简单化。

(2)图形界面开发程序

为了能使设计的方案得到合理的实施,设计工程师需要在一个开发环境中生成相关的图形系统,然后通过建立数据库文件的信息,生成最终需要的目标应用程序,同时供运行环境运行时使用。

(3) 图形界面运行程序

组态系统软件运行的环境中,计算机内存设计的图形目标系统及其图形设计的运行程序,这些都能在计算机中实行实时运行状态。

(4)实时数据库系统组态程序

目前比较成熟的组态软件已经具备了独立的实时数据库系统件,这成熟的条件解决了很多问题,不仅提高了系统的实时性还增强了系统的处理能力,改变以往组态程序中只能简单的数据管理功能,给设计工程师带来了更有价值的创造,因为实时数据库系统

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组态程序能定义数据库的结构、连接、来源、类型等等。

(5)实时数据库系统运行程序

实时数据库系统运行程序都是在组态系统运行环境中实现的,并且在计算机内存中实现各种的数据计算和处理等一些基本的任务。实时数据库系统运行程序能够实现对历史数据的查询监测,故障报警处理等等。

(6) I/O驱动程序

该驱动程序主要是和I/O设备通讯并起到交换数据的作用,在组态系统软件中通用标准的I/O驱动程序主要是DDE和OPC Client两个。DDE驱动程序相对来说比较成熟,整合到实时数据库系统中,然而OPC Client驱动程序大多数是单独存在的,这也是两者之间的区别与不同。

2.1.3组态王的基本配置

1、总体说明

(1)组态系统仿真过程当中,能够在设备Modem拨号进行数据的采集和分析,并且在监控的平台上查看相关的数据信息,这样大大的减少了现场的监控和维护,大大提高工作的效率。但是简单的232串口通讯设备Modem拨号还是可以实现的,对于232C链路和其他一些复杂的或者是特殊的串口设备可能不支持。当设备为标准RS485/RS422时,需要先通过标准RS485/232转换模块先转换成232接口再接到modem上。

(2)只支持传输数据为10位的Modem。

(3)组态系统在拨号之前,需要进行初始化指令对初始化设置,达到Modem拨号的要求,这样就可以确保数据通讯的正常进行。

2、MODEM初始化设置

(1)主叫MODEM(插在PC上的MODEM)设置如下: AT&F&W0&W1 //恢复出厂设置// ATS0=1 //设置自动应答方式// AT&D0 //MODEM忽略DTR信号// ATS37=9 //设置波特率为9600// AT&K0 //不使用流控

AT&Y1 //设置文件1为活动状态// AT&W1 //保存当前设置到文件1中//

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(2)被叫MODEM(插在设备上的MODEM)设置如下: AT&F&W0&W1 //恢复出厂设置// ATS0=1 //设置自动应答方式// AT&D0 //MODEM忽略DTR信号// ATS37=9 //设置波特率为9600// AT&K0 //不使用流控 ATQ1 //MODEM不返回结果码 AT&Y1 //设置文件1为活动状态// AT&W1 //保存当前设置到文件1中//

简单的介绍了初始化指令设置,不同的Modem拨号一般指令的含义是不同的,具体Modem的指令还是需要参考Modem的指令集。

3、组态王拨号设置步骤

(1)点击组态王Kingview6.55软件,弹出一个“工程管理器”的设置界面,新建一个工程,命名仿真的软件,点击设备设置COM1/COM2串口,会弹出设置串口的界面,如图2.1所示:

图2.1组态设置串口界面

在该设置串口界面可以清楚的看到,可以设置相关的参数,例如:波特率、奇偶校

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验、通信超时等等,下面点击“使用Modem”即可,剩下的不用设置。点击“确定”按钮即可返回。在组态软件设备中出现“Modem_COM1”设备,如图2.2所示:

图2.2组态设备界面

(2)设备拨号使用

一、IPC:控制拨号通断积存器。 数据类型:INT型,只写 采集频率:0

数值标识:1-开始拨号; 99-挂断 二、IPS:拨通状态积存器。 数据类型:INT型,只读 数值标识:0-未拨通;1-拨通 三、IPN:用户所要拨的电话号码。 数据类型:字符串型,只写 采集频率:0

四、CommErr:可以表示控制设备通讯状态。 数据类型:Bit,离散型,可读写

数值标识:“0”表示通讯正常或者允许通讯;“1”表示通讯故障或者暂停设备通讯。“IPCO”、“IPSO”、“IPNO”、“Cerro”这四个新建的变量分别对应以上的四个寄存器。

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4、组态王运行时设置:

(1)组态王系统启动运行后,执行以下操作: a) 在IPNO对应的变量中输入电话号码; b) 将IPC0对应的变量置1;

(2)组态王软件进行拨号设置:当“IPSO”值为1时,此时拨号为拨通状态。然而外部设置采集设备的寄存器值为0,即可恢复组态王软件与该设备的通讯,同时还能进行数据的采集与分析。

2.1.4组态王软件产生的背景

随着技术的成熟,集散型控制系统(Distributed Control System,简称DCS)在运用中得到广泛的关注同时也给自动化工程师熟练掌握,“组态”的概念也运用而生。在工业控制技术的发展过程中,PC相比以往的系统具有明显的优势。这些优势主要体现在:

PC技术在多年经验积累下逐步成熟,构建的工控系统的成本也相对降低,无论软件和硬件等资源都十分丰富,软硬件之间可以互相操作,简化了操作的程序,实用性强。由于PC技术渗透到工控的各个领域当中,组态软件起到非常重要的作用。

组态王软件的出现之前存在的问题,例如:工作效率低下、可靠性不高、开发应用时间长,往往得不到工业生产的需求,而且与外部设备数据处理能力较弱等,这些问题都得到很好的解决,自动化工程师还可以根据自己的需求利用组态软件构建属于自己的一套应用系统。组态王还可以实现对数据的采集,实时进行监控过程,这些技术也得到不断的完善与改进,未来也将会赋予新的内容。

2.1.5组态软件的发展方向

现在市场上看见的组态软件都可以完成一些类似的功能和基本上的操作,由于组态王的实用性比较强,一般都可以运行在Windows32位的平台上并且可以在浏览器的窗口界面中打开,进行对组态的仿真进行设计,配置和编辑等基本功能,同时还能提供多种的脚本语言和数据驱动程序。但是,不同的组态软件存在着差异,一些基本上的功能方法可能各不相同,正是有这些不同之处,随着工业PC技术的发展,我们可以看出组态软件在未来的发展。

(1)数据采集的方式

不同的组态软件能提供不同的数据采集程序,这是该组态本身上的设计,也能给用

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户提供不同配置的方式。但是,这些都是取决于开发商的设计编程,无论是驱动程序,还是组态软件接口的规范编写,这样的设计产品,对于用户来说必须要掌握更高的要求。随着技术的发展和成熟,在微软技术方面下,提供了一整套比较全面的解决方案,主要是针对在分布式的系统下,组态软件组件可以相互交换同时数据可以实现共享,支持OPC的系统,服务器作为数据的提供者,客户作为数据的请求者,服务器和客户之间可以通过DCOM接口通讯,可以不用知道对方内部实现的一些细节问题。

(2)脚本的功能

不同的组态软件可以提供不同的脚本语言功能,脚本语言功能可以实现的方法有三种;第一组态软件内部设置的类C/Basin语言;第二是采用微软软件VBA的编程语言;第三是实用性的范围比较小,个别的组态软件面向对象的脚本语言。第一种方式可以完成一些高级的系统功能,但是它要求使用类似高级语言的语句来书写脚本,结合组态系统的函数调用来完成和实现,虽然说可以实现一些高级的系统功能,但还是存在一些不足之处,例如:这种方式多数是国内设计的组态,对一些脚本语言还是不能使用,没有具备完善的功能,很多脚本语句只能提供一些简单的IF、THEN、ELSE的语句结构,循环控制语句暂时还没有提供的,这样就给书写脚本语句带来了一定的困难。

第二种方式是微软开发的一种书写脚本语句的编程程序,该方式采用了一种比较方便的VBA组态技术,可以通过组态系统中的对象以组件的方式来实现同时也可以进行访问。可是VBA程序在执行语句才能发展存在的语句错误,但这对编程来说没有造成太大的影响,系统中的对象可以通过其属性和方法进行访问,容易学习和掌握。

(3)组态环境的可扩展性

可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下,向系统内增加新功能的能力,这种增加的功能可能来自组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的手段是ActiveX组件的应用,目前还只有少数组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能及实现引入对象在脚本语音中的访问。

(4)组态软件的开放性

目前组态软件可以实现对数据的采集分析和实时监控的功能,随着计算机集成模块生产的普及,让组态软件往更高一个层次发展,不仅仅局限于采集和监控的过程,在工业生产过程中,还需要进一步对组态软件平台下的数据进行流程分析和过程的控制,同时对工业生产过程的流程化进行调整。目前的组态软件对数据采集的信息只能以报表的形式提供,而且还需要导出外部数据才能在其他系统中使用。在未来发展趋势,可以清

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晰的看出组态软件与管理信息系统之间的紧密联系,很可能实现数据采集分析和决策功能模块在组态系统中得以实现和应用。

(5)组态软件的控制功能

组态的控制功能在多年经验的积累下逐渐成熟起来,在画面控制,实现的功能等等都得到大大的提高,优化了每个设置的界面操作,这使工程师要求相对来说也得到提高,在不断发展进步的过程中,过去的工业控制已经不能满足客户和生产的要求,现在的开发商更加注重于组态软件的实用性和操作性,控制功能也得到完善,例如:组态软件的PLC和先进过程的控制技术等等,这些的发展使组态在控制方式得到提高,方便性,实用性得到广大市场的普及和推广,同时也受到社会的关注。

2.2可编程控制器的介绍

2.2.1可编程控制器的概述

西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列,分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列,CPU22X系列,其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号,常见的有CPU221,CPU222,CPU224和CPU226四种基本型号。

2.2.2可编程控制器的历史

早期的时候还没有组态系统的应用,计算机技术的发展带来了全新的局面,但是由于技术条件的不成熟,仍然没有得到广泛的推广和使用,当时的生产工业中,还是以简单的继电-接触器组成的系统来控制,实现一些比较简单的操作。

在上个世纪60年代,为了寻求一种能适应工业生产的要求,同时为了减少繁琐的工作流程和成本资金,把计算机技术应用到工业发展过程中,美国的通用汽车制造公司(GM),开始研发设想把计算机的功能和继电-接触器控制系统功能想结合,研发出一种全新的系统,以满足工业发展的需求。同时,计算机编程方法简单化,实现同样的功能,面向一种全新的“自然编程”进行编程,使操作计算机繁琐过程得到简化,也同样得到广发的推广使用。

针对上述设想,通用汽车公司提出了这种新型控制器所必须具备的十大条件: (1)编程简单,可在现场修改程序;

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(2)维护方便,最好是插件式; (3)可靠性高于继电器控制柜; (4)体积小于继电器控制柜; (5)可将数据直接送入管理计算机; (6)在成本上可与继电器控制柜竞争; (7)输入可以是交流115V;

(8)输出可以是交流115V,2A以上,可直接驱动电磁阀; (9)在扩展时,原有系统只要很小变更; (10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K字节;

美国投入大量的资金进行研发,在1969年,美国数字设备公司成功的制造了第一台可以编程的程序控制器,从此打开了自动控制的局面,使工业生产得到了一个全新的发展阶段。

2.2.3 PLC的基本结构

可编程控制器,简称为“PLC”,它主要通过梯形图编程来实现一系列功能,和一般的微型计算机具有相同的功能,由硬件系统和软件系统两部分组成,具体组成部分如图2.3所示:

编程器 A 外设接口系统程序用户程序I/O 扩展接口B 其他外设 存储器 I/O 扩展单元 微处理器CPU 接收现场信号 输入部件 输出部件驱动 受控元件 电源部件 图2.3 PLC硬件结构图

基本单元

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2.2.4 PLC的工作原理

可编程控制器有两种基本的工作状态,即运行(RUN)状态与停止(STOP)状态。在运行状态,可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号,用户程序不是只执行一次,而是反复不断地重复执行,直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。

除了执行用户程序之外,在每次循环过程中,可编程序控制器还要完成,内部处理、通信处理等工作,一次循环可分为5个阶段。可编程序控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高,从外部输入-输出关系来看,处理过程似乎是同时完成的。

2.2.5 PLC的基本配置

1、PLC的特点 (1)灵活、通用

在继电器控制系统中,使用的控制器件是大量的继电器,整个系统是根据设计好的电器控制图,由人工布线、焊接、固定等手段组装完成的,其过程费时费力。

针对以上出现的问题,可编程控制器控制功能大大的简化了这样繁琐的流程,不用因为一时的失误而导致全部修改,现在通过存储在存储器中的程序来实现控制的整个过程,还可以控制不同的对象,达到不同的要求,简单灵活、通用得到广泛的推广和使用。

(2)可靠性高、抗干扰能力强

机械手的控制设计会受环境影响比较大,为了使机械手能在不同的场所,环境下工作,必须在设计方面考虑全面,例如:潮湿场所,高温高压环境、大量灰尘等等,为了解决这一系列问题,就必须要提高机械手的工作稳定性可靠性,以其适应各个不同的环境,得到全面推广的重要的因素。现在的PLC通过革新,开始采用一些集成度相对来说比较高的电子元件,由无触点的半导体电路来实现和完成,这样的可靠性是触点继电-接触器无法比较的,而且PLC由硬件和软件系统组成,大大的提高了抗干忧能力,能够适应比较恶劣工业生产环境。

(3)操作方便、维修容易

PLC编程的梯形图,大大的方便了操作人员的修改和编程,以往繁琐的工作流程有失误存在都要大量全部修改,现在得到简化应用,同时操作容易不需要太多的计算机专

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业知识,我们都可以在短时间学会使用,这也方便了使用者操作。

(4)功能强

目前的PLC控制功能逐渐完善,可以实现很多控制功能,在工业生产中得到快速的发展和使用,例如:可以进行A/D、D/A的转换;可以对设备进行远程的数据采集分析和进行实时监控;还可以实现现场本地的控制,也可以实现远程的控制等。

(5)体积小、重量轻和易于实现机电一体化

由于PLC采用了半导体集成电路。因此具有体积小、重量轻、功耗低的特点。且PLC是为工业控制设计的专用计算机,其结构紧凑、坚固耐用、体积小巧,并由于具备很强的可靠性和抗干扰能力,使之易于装入机械设备内部,因而成为实现机电一体化十分理想的控制设备。

2、PLC的主要功能 PLC系统主要有以下功能: (1)多种控制功能;

(2)数据采集、存储与处理功能; (3)通信联网功能;

(4)输入、输出接口调理功能; (5)人机界面功能; (6)编程、调试功能。 3、 PLC的经济分析

(1)从影响成本的各个因素综合考虑:对目前生产设备控制装置来说,有三种类型:① 继电器控制;② 半导体器件控制;③ PLC控制。

(2)继电器控制和半导体控制都存在不足的地方,例如:生产一个工艺设备,原先设定好了,设定好了就只能执行一个工艺设备,随着工业控制的发展,工艺设备存在不断更新换代,然而生产其他的工艺设备,则要把现成生产设备以及外部接线全部修改,这样给工业带来了大量的物力和人力,经济上带来了太大的负担,以上两种不能完成,但是PLC控制则可以完善存在的不足的地方,PLC可以通过软件控制,对于不同的工艺只要修改PLC的梯形图程序,按照工艺的要求设计我们需要的编程程序,这既经济又简捷,可以达到事半功倍的效果。

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4、 PLC发展状况及趋势

目前PLC发展趋势主要有两个方面:第一是为了适应方便运输,携带等,开始发展体积小,速度快,价格实惠等微小型电子模块;第二是为了适应大型可靠的发展,向稳定性可靠性,兼容性和控制多功能方面发展。

(1)大型网络化

随着科技网络的普及,实现大型的网络化,当然要向DCS方向发展,当PLC控制系统中具有DCS系统的某些功能,可以实现将工业PC计算机系统、以太网和MAP网构成整个控制网络系统,实现大型网络化及自动控制系统。

(2)多功能

为了适应多样化的环境和具备多样化的功能,PLC控制系统可以实现对远程设备控制数据的采集分析,采集分析回来的数据会在实时监控的平台上呈现,不仅如此,实时监控过程中,设备出现故障原因,监控平台上会显示故障报警,提示工作人员要到现场进行核查分析,同时排除故障原因,使设备运行在正常的工作状态中。随着现在步进电机的控制发展,伺服电机控制模块发展的出现,更是使PLC控制的领域得到更大的推广。

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3机械手控制系统的设计

本课题设计通过组态王Kingview6.55软件仿真模拟的教学实验平台。主要是通过该软件要实现机械手模拟现场工作,达到自动控制的效果,减少劳动工作,同时结合可编程控制器S7-200 PLC实现了机械手的模拟仿真,达到了工业上的预期效果,实现了教学的目的

3.1机械手控制方式的选择

3.1.1机械手控制方式的分类

目前市场上还存在一些旧时,相对来说简单的工业控制设备,这种设备主要是继电-接触器控制完成,只能完成简单的操作工作,存在以下的不足:

(1)仅适合于简单的逻辑控制;

(2)仅适合特殊的工程项目,而没有通用性; (3)没有改动和优化的可能性。

目前的PLC控制应用在工业自动化技术中,基本上的生产工业都应用自动化控制技术,从以往继电器-接触器控制中演变过来的,该控制方式有以下的优点:

(1)硬件上至少有一个微处理器; (2)通过软件实现控制思想。

目前,工业自动化领域比较典型的控制方式有: (1)可编程控制器(PLC); (2)工业控制计算机(IPC); (3)集散控制系统(DCS)。

3.1.2 PLC与IPC和DCS的比较

1、各自技术发展的起源

计算机的普及推广,到目前为止的通用性高,每家每户基本上都离不开计算机,在工业生产中更加离不开计算机给人类带来的方便,而计算机能存储大量数据并可以处理的设备,结构方面兼容性高,软件十分丰富,而且有实时操作系统的提高,能够面对一系列复杂性强的控制并占有一定的优势。

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集散型控制系统是以工业生产控制计算机为中心的控制系统,在模拟量控制处理过程中存在一定的优势,也有不足之处,无法对远程控制设备进行远方诊断和维护。传统的继电-接触器控制方式演变成如今的PLC控制系统,注重于顺序控制的方面。

随着电力电子技术的推广,大规模的集成电路技术,PLC控制系统逐渐走向成熟期,功能也得到了实际性的提高,不仅如此逻辑运算中也在增加了许多功能,例如:数值功能运算,闭环调节,模拟量和PID调节等等,PLC的控制功能逐渐向工业控制计算机靠近,各方面都得到很大的发展,构成了一个集散的系统。

2、相同点

近几年来的微电力电子技术的发展,PLC控制系统、工业(PC)控制计算机、集散型控制系统这三者从硬件方面来看,功能差异逐渐减少,基本上都是由一些电力电子元件,微小处理器,半导体模块存储器和I/O模块组成的,编程方面也有很多相同点。

3、不同点

PLC控制系统和工业计算机控制系统,随着各自发展和不断更新演变中,形成了各自独特使用功能和自身的优势,但是两者仍然存在着区别和不同。

PLC的编程语言一般都是梯形图,梯形图编程简单直观,可以根据工业的实际要求进行随时的调整,这样大大提高了使用性的环境,除了梯形图,还有一些功能快图,实现一些基本的功能,顺序功能图则可以使程序按照某个指定顺序动作,指令表能直观的反应出所实现的每个具体的操作。

PLC控制系统和STD工控机之间的区别在于,无论是哪个方面论述,从简单的安装到维修等存在着相似之处,而PLC具有更高的稳定性和可靠性,能够在其他一些模式下进行运行,不够在线性运行下的状态,可能需要进行较大的程序修改,功能略低于STD工控机的控制系统,但是从另一方面来说,PLC控制系统的性能比STD工控机更具有优势,例如:开关量控制。存在着区别,但是我们可以根据不同的环境下选择适合我们的工作环境的控制方式。

3.2 PLC的控制电路程序设计

3.2.1 PLC的I/O分配表

设计该机械手主要运用到CPU224模块,一共有24个I/O点数,14个输入和10个输出,CPU224模块可以带7个扩展模块,有两个高速脉冲输出端和一个RS-485通信口,

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I/O分配如表3.2所示:

表3.2 PLC的I/O地址分配表

SB1 输入 I0.0 YV1 输出 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 I0.1 YV2 I0.2 YV3 I0.3 YV4 I0.4 YV5 HL SQ1 SQ2 SQ3 SQ4

3.2.2编程指令的选择

方案一:选择编程程序方式是起保停电路,该编程程序比较规范同时编程出来的程序通俗易懂而且容易发现错误点,能够及时发现并处理,但是存在大量的触点使一些程序代码较长,带来一定的困扰。

方案二:选择编程程序方式是以转换为中心,通过这种以转换为中心的编程方式实现与基本规则和严格之间的转换关系,通过这种方式对我们编程一些复杂的梯形图会有很大的帮助。

方案三:选择编程程序方式是STL的指令方式,STL步进梯形指令是专门设计来用于顺序控制的,使用该指令会更加方便,易于调试和维修。

经论证本次设计采用的编程方式选用方案三。

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3.2.3 PLC设计的总体流程图

初始化 启动 左移 N 回到原位 是否在原位 Y上升 放松 下降 下降 夹紧 上升 右移 图3.4 PLC设计的总体流程图

本PLC设计的总体流程图的过程为:初始化状态下,按下启动按钮,组态仿真机械手会判断机械手是否在原点位置,判断不是则回到原点位置,判断是则进行下一个过程。机械手开始下降,当达到下限位的行程开关时,气爪夹紧,上升,右移并且达到右限位开关,机械手下降,气爪放松,上升,然后左移回到原点位置,至此完成一个工作周期。

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3.2.4 机械手的动作实现过程

具体的控制要求是:完成一个用PLC控制的工业机械手控制系统,实现机械手从原点位置(A点)将物品抓放至终点位置(B点)的控制。机械手动作过程如图3.5所示:

原位 下降 夹紧 上升 左移 上升 放松 下降 右移图3.5机械手工作过程框图

3.2.5 PLC控制机械手的模拟工作图

1、将左限位开关SQ4、上限位开关SQ2打开,右限位开关SQ3、下限位开关SQ1断开,机械手回到初始状态,原位指示灯HL点亮,按下“SB1”启动开关,下降指示灯YV1点亮,机械手下降,上限位开关SQ2断开,下降到A处后打开下限位开关SQ1,夹紧工件,夹紧指示灯YV2点亮;

2、夹紧工件后,机械手上升,下限位开关SQ1断开,上升指示灯YV3点亮,机械手上升到位后,上限位开关SQ2打开,机械手右移,左限位开关SQ4断开,右移指示灯YV4点亮;

3、机械手右移到位后,打开右限位开关SQ3,下降指示灯YV1点亮,机械手下降; 4、机械手下降到位后,打开下限位开关SQ1,夹紧指示灯YV2熄灭,机械手放松; 5、机械手放松后上升,夹紧指示灯YV2熄灭,上升指示灯YV3点亮; 6、机械手上升到位后左移,上限位开关SQ2打开,左移指示灯YV5点亮。

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图3.6机械手动作模拟图

本次设计使用S7-200 PLC 224,以及组态王Kingview6.55仿真结合,编写程序软件 STEP 7-Micro/WIN。

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3.2.6 PLC梯形图设计

网络1为机械手的启动程序,用一个上升沿触发。在网络2和3中,M0.0、M0.1、M10.0以及M10.1为中间继电器,设置的目的是防止后续程序中出现双线圈的情况。

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S0.0为机械手下降时的程序,当上限位开关和右限位开关关断,左限位开关和下限位开关开接通时,程序跳至S0.1中,S0.0结束。

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S0.1为机械手夹紧工件的程序,工件夹紧1秒后,程序跳入S0.2中,程序S0.1结束。

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S0.2为机械手夹紧工件后上升的程序,当上限位开关和左限位开关开启,下限位开关和右限位开关关闭时,程序转入S0.3,S0.2结束。

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S0.3为机械手右移时的程序,当上限位开关和右限位开关接通,下限位开关和左限位开关关断时,程序转入S0.4中,S0.3结束。

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S0.4为机械手右移后下降的程序,当上限位开关和左限位开关关断,下限位开关和右限位开关闭合时,程序转至S0.5,S0.4结束。

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S0.5为机械手到达下限位后机械手放松工件的程序,3秒后程序转至S0.6,S0.5结束。

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S0.6为机械手放松工件后上升的程序,当上限位开关和右限位开关接通,下限位开关和左限位开关关断时,程序转至S0.7,S0.6结束。

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S0.7为机械手上升到上限位后左移的程序,当机械手的左限位开关接通时,机械手下降,至此完成一个工作周期。上面网络中的定时器T37、T39、T40、T41、T43和T44既给每一次机械手动作转换提供延时接通也是每个动作状态转换条件的区别标志。

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网络36为复位程序,当启动开关关断时,机械手返回原位,原位指示灯点亮。

3.3 PLC程序的调试

3.3.1 PLC控制的安装与布线

1、 输入接线

(1)输入接线按照规定,一般不能超过30m。如果受到环境的干扰影响较小,电压降产生不大的时候,此时输入接线可以适当的长一些,但是也有一个限定值。

(2)输入、输出线是不能使用同一根电缆的,而且输入、输出线必须是分开,这样才能确保PLC在投入运行过程中,确保其能正常稳定的运作。

(3)一般情况下,PLC的输入回路当中都必须要串接一个二极管,防止一些信号的干扰导致PLC在正常运行工作中出现失误和故障,同时也是为了能够增加PLC在控制系统中的输入信号得到提高。

2、电源接线

PLC控制系统中为了提高抗干扰的能力,一般情况下会引用电源,并且对电源的选择有一定的要求,例如:选择电压波动和波形畸变都比较少的电源设备,这对提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性都有非常大的帮助。这是一方面的,还可以通过在供电

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回路中采用隔离变压器,稳压器和晶体管等开关电源,这PLC的抗干扰的能力得到更大的提高,可以适应于一些环境相对较差的场所。

我国输送的电压一般情况下都是380V和220V,由于电压存在误差,基本上都有10%误差存在,而PLC控制系统一般是220V,50HZ的交流电压供电,该设计采用的是S7-200系列的可编程控制器,可以输出直流24V的接线端子,可以为输入及光电和接近传感器提供直流24V电源。

3、接地

系统接地方式可以分了三种,第一是浮地方式、第二是直接接地方式、第三是电容接地方式,PLC控制系统受到的干扰性比较强,属于高速低电平的控制装置,采用直接接地方式是比较合适的,确保安全的情况下抑制干扰性。可以提高一个可靠的环境让PLC正常的工作,同时也提高了安全可靠,避免一些偶然发生的高电压冲击或者一些不必要的危险,一般情况下可编程控制器都会接上转专用的接地线。

3.3.2机械手控制程序的调试

PLC控制系统在程序调式过程中都会存在一系列的问题,最后通过自身努力,在老师和同学的带领下都能一一解决了,从开始的不懂到慢慢研究明白,之前犯下了一些不必要的问题,但是通过这些问题让我们不断成长起来。例如:机械手如何设计更符合实际操作的情况,程序出现失误该如何进行调式整改等等,通过查找一类书籍,研究和改进当中,最后程序成功,符合了一般工业上的要求,同时也达到学校教育我们的水平,让我们具备更高的要求。

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4组态王Kingview 6.55在机械手控制系统中的应用

4.1工程的建立与结构变量的定义

4.1.1工程的建立

(1)第一步双击桌面组态王Kingview6.55图标,进入组态王的工程管理器,在工程管理界面,清晰可以看到“搜索、新建、备份、恢复、开发、运行”等控制功能。

(2)第二步单击工程管理器中“新建”选项,自动弹出工程向导界面,新建一个文件夹,并命名工程名称和工程描述,点击完成即可。

(3)选择工程管理器中的“设为当前工程”选项,即可进入“工程浏览器”界面,具体的设计功能都会呈现在该界面。

(4)在工程浏览器界面,点击“画面”并命名需要设计的名称,可以进入到“开发系统”界面,进行设计和修改。如图4.1所示:

图4.1组态王开发系统界面

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4.1.2建立结构变量的步骤

(1)单击工程管理器中建立一个新的开发系统界面,在工程浏览器中点击“数据库”,然后点击“数据词典”,再点击新建,如图4.2所示:

图4.2结构变量定义界面

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(2)打开如图4.3所示的定义变量界面:需要注意的是如果是离线调试的话变量类型应该设为内存离散,在线调试的话设为I/O离散。

图4.3定义变量界面

(3)点击“确定”,至此完成结构变量建立的设置。

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4.1.3设备与组态王的连接

(1) 选择工具栏里的“设备”,点击“新建“。

(2) 打开如图4.4所示的界面,点开PLC,打开西门子,在S7-200系列中找到PPI选择之,然后点击“下一步“。

图4.4设备配置向导

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(3)在如图4.5所示的界面命名逻辑名称,命名好后点击“下一步“。

图4.5命名逻辑名称界面

(4)在如图4.6的界面选择串口号,本设计选择COM1,点击“下一步“。

图4.6串口号选择

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(5)在设置地址指南设置指南界面填写设备地址,由于设备是PLC,故地址填2,点击“下一步“。

(6)通信参数为默认值,点击“下一步”。

(7) 当弹出如图4.7的界面时点击“完成”,至此设备与组态王的连接已经建立。

图4.7设备信息界面

(8)调试时,先把程序通过STEP 7-Micro/WIN把程序下载至PLC中并设置PLC为RUN模式,然后关闭STEP 7-Micro/WIN,接着打开组态王开发系统界面,依次点击“文件”→“切换到view”,此时可以看到组态模拟的动态过程,前提是需要编写组态动画的命令语言。

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4.2动画的连接

4.2.1指示灯的动画连接

(1)双击启动指示灯按钮,弹出“单元属性设置”窗口,可以进行窗口设置。 (2)单击“动画连接”选项卡,进入该页如图4.8所示:

图4.8动画组态属性设置

(3)单击“?”按钮,弹出当前用户定义的所有数据对象列表,如图4.9所示,双击“原位”。

图4.9选择变量名

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(4) 单击“确认”按钮,退出“单元属性设置”窗口,结束启动指示灯的动画连接。 (5) 依次对其他指示灯进行设置,依照步骤(1)~(4)。

经过这样的连接,当按下机械手或画面上的启动按钮后,不但相应变量的值会改变,相应指示灯也会出现亮灭的改变。

4.2.2机械手的动画连接

图4.10组态仿真界面

如图4.10所示的画面,只用6个指示灯对机械手的工作状态进行了动画显示。如果让机械手在画面上动起来,看起来就更真实、生动了。为体现机械手上升、下降、前伸、后缩、夹紧、放松等动作,图中机械手、上工件、横滑杆等部分需要随动作进行水平移动,上工件要做垂直移动,气爪还要张开、闭合。

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(1)垂直移动动画连接(以机械手垂直方向气缸上下移动为例)

一、在工程浏览器“数据库”中的“数据词典”增加一个新变量“气缸上下”,如图4.11所示。

图4.11新建变量

二、双击新建的变量“气缸上下”,设置好变量类型,点击“确定”。

三、返回“画面”,回到开发系统的界面,右击选中垂直方向气缸,选择“动画连接”,选择“垂直移动”,如图4.12所示。

图4.12动画连接

四、点击表达式右侧的“?”,打开选择变量名界面,双击“气缸上下”打开垂直

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移动连接界面,点击“确定”,退至动画连接界面;

五、点击“确定”,退出动画连接界面,在空白处右击打开菜单,选择“画面属性”,点击命令语言按钮;

六、在画面命令语言界面编写下列命令语言: //***************下降A

if(\\\\本站点\\下降标志A==1){ \\\\本站点\\气缸上下=\\\\本站点\\气缸上下+5; \\\\本站点\\左到位=1; \\\\本站点\\上到位=0; }

if(\\\\本站点\\气缸上下>=80&&\\\\本站点\\下降标志A==1){\\\\本站点\\下降标志A=0;\\\\本站点\\夹紧标志=1; }

这是机械手首次下降时的命令语言,此时下降指示灯点亮,气缸向下移动,每执行一次脚本程序垂直移动量加5,气缸上下移动的极限范围为80,当机械手运动到下限位时,气爪夹紧标志位置1。

//***************上升A,物块上升

if(\\\\本站点\\上升标志A==1){\\\\本站点\\气缸上下=\\\\本站点\\气缸上下-5;\\\\本站点\\物块上下=\\\\本站点\\物块上下+5; \\\\本站点\\下到位=0; \\\\本站点\\夹紧=1; }

if(\\\\本站点\\上升标志A==1&&\\\\本站点\\气缸上下<=0){\\\\本站点\\上升标志A=0;\\\\本站点\\向右标志=1; }

这是机械手夹紧工件后上升时的命令语言,当上升标志A为1时,气缸向上移动,

每执行一次脚本程序垂直移动量减去5,当气缸上至上限位时向右标志置位为1.

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//***************下降B,物块下降

if(\\\\本站点\\下降标志B==1){\\\\本站点\\气缸上下=\\\\本站点\\气缸上下+5;\\\\本站点\\物块上下=\\\\本站点\\物块上下-5; \\\\本站点\\右到位=1; \\\\本站点\\上到位=0; }

if(\\\\本站点\\气缸上下>=80&&\\\\本站点\\下降标志B==1){\\\\本站点\\下降标志B=0;\\\\本站点\\放松标志=1; }

这是机械手右移后下降时的命令语言,此时下降指示灯点亮,气缸向下移动,每执行一次脚本程序垂直移动量加5,气缸上下移动的极限范围为80,当机械手运动到下限位时,气爪放松标志位置1。

//***************上升B

if(\\\\本站点\\上升标志B==1){\\\\本站点\\气缸上下=\\\\本站点\\气缸上下-5; \\\\本站点\\下到位=0; \\\\本站点\\夹紧=0; }

if(\\\\本站点\\上升标志B==1&&\\\\本站点\\气缸上下<=0){\\\\本站点\\上升标志B=0;\\\\本站点\\向左标志=1; \\\\本站点\\右到位=0; }

这是机械手放松工件后上升时的命令语言,当上升标志B为1时,气缸向上移动,每执行一次脚本程序垂直移动量减去5,当气缸上至上限位时向左标志置位为1.

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(2)水平移动动画连接:(以水平方向气缸为例)

一、在数据库中增加一个变量:气缸左右,内存实数型,初值为0。

二、回到开发系统的界面,右击选中水平方向气缸,选择“动画连接”,选择“水平移动”。

三、点击表达式右侧的“?”,打开选择变量名界面,双击“气缸上下”打开垂直移动连接界面,点击“确定”,退至动画连接界面;

四、点击“确定”,退出动画连接界面,在空白处右击打开菜单,选择“画面属性”,点击命令语言按钮;

五、在画面命令语言界面编写下列命令语言: //***************向右,物块向右

if(\\\\本站点\\向右标志==1){\\\\本站点\\气缸左右=\\\\本站点\\气缸左右+5;\\\\本站点\\物块左右=\\\\本站点\\物块左右+5; \\\\本站点\\左到位=0; \\\\本站点\\上到位=1; }

if(\\\\本站点\\向右标志==1&&\\\\本站点\\气缸左右>=240){\\\\本站点\\向右标志=0;\\\\本站点\\下降标志B=1; }

当向右标志置位为1时,气缸和工件工件向右移动,每执行一次脚本指令水平移动量加5,气缸移动极限距离设为240.

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//***************向左,物块向右

if(\\\\本站点\\向左标志==1){\\\\本站点\\气缸左右=\\\\本站点\\气缸左右-5; \\\\本站点\\上到位=1; }

if(\\\\本站点\\向左标志==1&&\\\\本站点\\气缸左右<=0){\\\\本站点\\向左标志=0;

\\\\本站点\\下降标志A=1; }

if(\\\\本站点\\向左标志==1&&\\\\本站点\\物块左右>=430){ \\\\本站点\\物块左右=0; } if(\\\\本站点\\物块左右==0){\\\\本站点\\生产件数=\\\\本站点\\生产件数+1;} if(\\\\本站点\\向左标志==1){\\\\本站点\\物块左右=\\\\本站点\\物块左右+5;}

if(\\\\本站点\\向左标志==1&&(\\\\本站点\\物块左右>=90&&\\\\本站点\\物块左右<=100)){ \\\\本站点\\物块左右=90; }

当向左标志置位为1时,气缸向左移动,每执行一次脚本指令水平移动量加5;工件向右移动,每执行一次脚本指令水平移动量加5,生产件数加1.

六、点击“确定”进入运行环境调试。

(3)工件移动动画的实现

一、在实时数据库中填加一个变量:夹紧标志,初值:0,类型:开关。 二、在脚本程序中加入两条语句: //***************抓紧

if(\\\\本站点\\夹紧标志==1){\\\\本站点\\夹手角度=\\\\本站点\\夹手角度+3; \\\\本站点\\下到位=1; }

夹紧标志置位为1时,气爪角度移动量每执行一次脚本程序加3,实现抓紧。

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//***************放松

if(\\\\本站点\\放松标志==1){\\\\本站点\\夹手角度=\\\\本站点\\夹手角度-3; \\\\本站点\\下到位=1; }

if(\\\\本站点\\放松标志==1&&\\\\本站点\\夹手角度<=0){\\\\本站点\\放松标志=0;\\\\本站点\\上升标志B=1;}

放松标志置位为1时,气爪角度移动量每执行一次脚本程序减3,实现放松。

三、参考4.2.1中的步骤对气夹进行动画连接设置。 四、存盘,进入运行环境调试。 五、删去画面中不需要的图符。

4.3组态运行调试

保存所有组态设置,然后关闭组态监控程序。将PLC程序下传到PLC装置中并让其运行,切换到离线状态,然后启动Kingview6.55,进入组态工程运行界面。在运行中通过对按钮的操作可检测所编程序的正确与否。经过运行测试,该组态监控软件可对机械手控制系统的动作过程进行有效监控,PLC程序达到了控制要求。

调试过程中主要运用到西门子S7-200可编程控制器的控制仪,同时结合组态王Kingview6.55实现了控制的整个过程,达到了课程设计的目的。

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总结

本次课程设计在硬件上与实验指导书中的一致,区别在于本次引用了组态王6.55进行在线模拟监控,软件上采用的是顺序控制的方法。通过这次课程设计我们熟练地掌握了组态王6.55这一软件的使用。在程序的编写过程中我发现了一个问题:程序指令在逻辑上是没有问题的,但是在调试程序时发现不能正常的工作,后来经过查阅资料得知问题的所在之处,就是在顺序控制指令中是不允许有双线圈存在的。最后在组员的建议下引入中间继电器以消除双线圈的影响,虽然课程设计与实际还是有一定的差别,但也让我们深刻地体会到PLC应用设计的具体过程,为我们未来一年的毕业设计打下了更扎实的基础。

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附录 PLC梯形图设计

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