基于PLC和组态王的搬运机械手控制系统的设计Word文档格式.docx
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1系统的控制要求
搬运机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸、气夹等机械部件组成;
电气方面有步进电机、步进电机驱动器、传感器、开关电源、电磁阀等电子器件组成。
其结构示意图如图1所示。
点击图片查看大图
图1搬运机械手示意图
机械手转盘部分由直流电机驱动,升降和伸缩部分由步进电机驱动,夹紧部分由气泵和电磁阀控制。
机械手的工作过程为:
从原点开始,按下启动按钮,系统初始化,气夹正转,到位后机械手下降,下降到底时,碰到下限位开关,下降停止,同时机械手夹紧;
夹紧后机械手上升,上升到顶时,碰到上限位开关,上升停止;
基座正转,到位后机械手右移,右移到位时,碰到右限位开关,右移停止;
机械手下降,下降到底时,碰到下限位开关,下降停止;
同时气夹电磁阀断电,机械手放松,放松后,机械手上升,上升到顶时,碰到上限位开关,上升停止;
机械手开始左移,左移到位时,碰到左限位开关,左移停止,基座反转,到位后回到原点位置。
至此,机械手经过12步动作完成了1个动作周期。
2系统的PLC控制部分设计
2.1PLC输入输出点分配
2.1.1控制系统输入输出
控制系统输入输出分配如表1和表2所示。
表1可编程序控制器(PLC)输入点
表2可编程序控制器(PLC)输出点
2.1.2PLC外部接线图的设计
PLC外部接线图如图2所示;
气夹电机接线图如图3所示;
基座电机接线图如图4所示
图2PLC外部接线图
图3气夹电机接线图
图4基座电机接线图
2.2系统的顺序功能图
系统的顺序功能图如图5所示
图5系统的顺序功能图
3组态部分的设计
在本设计中,交通信号灯监控系统的监控软件采用了北京亚控公司的Kingview6.5组态王软件。
3.1定义I/O设备
首先双击工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1”,弹出串口设置对话框,如图6所示。
要用,组态王通讯参数应与PLC的通讯参数设置保持一致。
由于本系统是PLC与组态王间进行通讯,因此将PLC的生产厂家、设备名称、通讯方式等填入相应的对话框即可。
在本设计中采用的是三菱FX系列可编程控制器,当使用RS232与上位机相连时,PLC与组态王连接的I/O设备的缺省与推荐设置如表3所示。
按照表3中给定参数设置串口设置对话框
图6串口设置对话框
表3I/O设备的通讯参数
然后选择工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1”,在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标,运行“设备配置向导”,选择PLC三菱FX2系列产品中“编程口”,如图7所示。
图7设备配置向导对话框
单击“下一步”,为外部设备取一个名称,输入“PLC”,再单击“下一步”,为设备选择连接串口;
假设为COM1,单击“下一步”,填写设备地址为“1”,单击“下一步”,设置通信故障恢复参数(一般情况下使用系统默认设置即可),单击“下一步”,弹出“设备配置向导—信息纵览”。
请检查各项设置是否正确,确认无误后,单击“完成”。
3.2构造数据库
要在组态王中知道外部设备的状态,以及能够输出控制信号到机械手,需要建立相应的变量。
建立完成的数据库如图8所示。
图8构造好的组态王数据库
然后是动画连接,接着是脚本程序的编写。
3.3脚本程序的编写
1)事件命令语言的编写。
在组态王工程浏览器窗口左侧选择命令语言目录中的“事件命令语言”,在右侧双击新建图标,则出现“事件命令语言”对话框,在“事件描述”中输入“停止按钮==1”,在“发生时”语言编辑区域输入:
停止标志=1;
运行标志=0;
∥本站点\复位按钮=0;
∥本站点\启动按钮=0;
单击右下方的“确认”按钮,则完成第一段事件命令语言的编写。
类似可编写“复位按钮”“下降”“启动按钮”“横轴回缩”的事件命令语言。
2)应用程序命令语言的编写。
在组态王工程浏览器窗口左侧选择命令语言目录中的“应用程序命令语言”,双击右侧图标,则出现“应用程序命令语言”对话框,在这里编写机械手动画的主要控制程序。
在“运行时”栏里输入:
if(运行标志==1)
{if(次数>=0&&次数<50&&下降==1)
{机械手y=机械手y+2;
次数=次数+1;
}
if(次数>=50&&次数<60&&气夹电磁阀
==1)
{次数=次数+1;
if(次数>=60&&次数<110&&上升==1)
3.4运行和调试
进入组态王运行系统。
显示出组态王运行系统画面(如图9所示),达到了预期的目标。
图9搬运机械手的组态界面
4结论
设计综合了计算机和PLC的长处:
计算机作为上位机提供良好的人机界面,进行全系统的监控和管理,PLC作为下位机执行可靠有效的分散控制。
监控系统不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号,亦可向PLC发出各种命令信号,还可以与PLC之间进行各种状态数据的传输。
基于组态王的搬运机械手的PLC控制系统的设计正确,实现了搬运机械手的自动控制,加强了远程监控的能力,提高了控制系统的准确性和稳定性。
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