基于PLC来控制物体的移动.doc
《基于PLC来控制物体的移动.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC来控制物体的移动.doc（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
苏州大学本科生毕业设计（论文）
目录
摘要 1
前言 2
第一章PLC概述 3
1.1PLC的概述 3
1.1.1基本原理 3
1.1.2PLC的发展简介 3
1.1.3PLC的特点 4
1.2PLC控制 4
1.2.1PLC的组成 4
1.2.2PLC控制的工作过程 5
1.2.3PLC控制的优越性 6
1.2.4PLC的分类及编程语言 7
1.3PLC在机械手中的应用 8
第二章西门子S7－200概述 9
2.1S7-200概述 9
2.1.1SIMATICS7－200的新特性 9
2.1.2S7－200的扩展模块 11
2.2STEP7－Micro/WIN编程软件 12
2.2.1计算机配置要求 12
2.2.2安装STEP7－Micro/WIN 12
2.2.3通讯方式选择 12
2.2.4显示面板 12
2.2.5TP070和TP170触摸屏 12
第三章硬件介绍 13
3.1基本任务 13
3.2控制要求 13
3.3机械手移动控制系统的操作步骤 14
第四章用PLC控制物体移动的控制系统程序设计 15
4.1PLC控制机械手输入输出及继电器软元件分配表 15
4.2PLC控制机械手移动物体控制系统源程序 16
4.2.1主程序 16
4.2.2挡位管理子程序（SBR_0） 18
4.2.3自动挡子程序（SBR_1） 19
4.2.4手动调试挡子程序（SBR_2） 25
4.2.5回原点子程序（SBR_3） 26
结束语 32
参考文献 33
致谢 34
摘要
可编程逻辑控制器（PLC）是编程后体现其控制功能的组件。
和继电逻辑控制器相比，PLC有着许多优越之处：
易编程和安装，有着很高的控制速度、软硬件的安全性、网络工作的兼容性，可以发现并修理故障，而且测试方便，有很高的可靠性。
机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全。
本设计使用PLC来控制机械手的运动从而实现自动控制。
在PLC的控制下，机械手可以自动完成包括上升，下降，左移，右移，抓紧，放松动作的移动工件任务。
关键词：
PLC
Abstract
AProgrammableLogicController（PLC）isadevicethatiscapableofbeingprogrammedtoperformcontrolfunctions.ThefirstPLCwasintroducedinthelate1960storeplacerelaylogiccontrolsintheautomotiveindustry.Comparedtorelaylogiccontrols,thePLC'sadvantagesincludeeasyprogrammingandinstallation,highcontrolspeed,hardwareandsoftwaresecurity,networkcompatibility,troubleshootingandtestingconvenience,andhighreliability.
Manipulatorisamanualoperationoftheautomaticmachinery.Itcanbefixedprocedurescrawling,handlingobjectsortoolstomaintainthecompletionofcertainoperations.Manipulatorapplicationscanbemechanizedandautomatedproductiontoreplacethehazardousenvironmentinthemanualtoimprovetheworkingconditions,toensurepersonalsafety.
Keywords:
PLC
前言
多级传送带的电气系统由传送系统和控制系统两部分组成。
传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。
目前传送带设计使用可编程控制器（PLC），要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。
维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。
当物品进入传送带，按下“开始“按钮，传送带自动运行．控制系统进行下列运作：
根据物品所处位置及乘员所处层数及当前状态，控制物品的运动。
机械手广泛用于各种行业,能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本次设计采用PLC来控制机械手的移动，按照各种不同的方式使其完成工件的搬运工作。
首先有必要对PLC的工作原理进行了解，其次要进行PLC的选型及对编程软件的了解，然后开始硬件部分的设计，包括步骤的确定和流程的确定，最后是程序设计，包括I/O接口和地址的分配和每个步骤的程序设计。
第一章PLC概述
1.1PLC的概述
1.1.1基本原理
可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。
PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计.它采用可编程的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械动作过程。
PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。
普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机接口好就可以了。
而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性以及信息的使用等问题。
特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。
可编程控制器及其相关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则设计。
1.1.2PLC的发展简介
在市场经济的推动下,人们要求产品品种齐全且质优价廉。
为适应市场的需求,工业产品的品种就要不断更新换代,从而要求产品的生产线及附属的控制系统不断地修改甚至更换。
在20世纪60年代,生产线的控制主要采用继电器控制。
修改一条生产线,要更换许多硬件设备,进行复杂的接线,既浪费了许多硬件又大大拖延了施工周期,增加了产品的成本。
于是人们寻找研制一种新型的通用控制设备。
1968年,美国通用汽车公司（GM）液压部提出了10项招标指标:
A.编程简单,可在现场修改和调试程序;
B.维护方便,各部件最好采用插件方式;
C.可靠性高于继电器控制系统;
D.设备体积小于继电器控制柜;
E.数据可以直接送给管理计算机;
F.成本可与继电器控制系统相竞争;
G.输入电压是115V交流电;
H.输出电压也是115V交流电,输出电流达2A以上,能直接驱动电磁阀;
I.系统扩展时,原系统只需做很小的变动;
J.用户程序存储容量可扩展到4KB。
美国数字设备公司（DEC）中标,于1969年研制成功了一台符合要求的控制器,称为可编程控制器,在通用汽车公司（GM）的汽车装配生产线上试验并获得成功。
美国电气制造商协会（NEMA）经过四年的调查,于1980年把这种控制器正式命名为可编程控制器（ProgrammableController）,英文缩写为PC。
为与个人计算机PC相区别,就在PC中间加入L（Logical）而写成PLC。
可编程控制器的出现,立即引起了各国的注意。
日本于1971年引进可编程控制器技术,德国于1973年引进可编程控制器技术。
中国于1973年开始研制可编程控制器,1977年应用到生产线上。
1.1.3PLC的特点
1.学习PLC编程容易
PLC是面向用户的设备，考虑到现场普通工作人员的知识面及习惯，PLC可以采用梯形图来编程，这种编程方法形象直观，无需专业的计算机知识和语言，所以普通人可以在很短的时间内学会。
2.控制系统简单，更改容易，施工周期短
PLC及外围模块品种多，可灵活组合完成各种要求的控制系统。
只需在PLC的端子上接入相应的输入输出信号线即可，绝不像传统继电器控制系统那样需使用大批继电器及电子原件和复杂繁多的硬件接线。
对比继电器控制系统，PLC系统当控制要求改变时，只需用画图的方法把梯形图改画即可，因此PLC控制系统施工周期明显缩短，施工工作量也大大地减少。
3.系统维护容易
PLC具有完善的监控及自诊断功能，内部各种软元件的工作状态可用编程软件进行监控，配合程序针对性编程及内部特有的诊断功能，可以快速准确地找到故障点并及时排除障碍。
还可配合触摸屏显示故障部位或故障属性，因而大大缩短了维修时间。
[参考文献：
从入门到精通（人民邮电出版社）]
1.2PLC控制
1.2.1PLC的组成
PLC型号品种繁多，但实质上都是一种工业控制计算机。
学习PLC的编程无需深入细致了解其内部结构，大致上按以下5部分组成就足够了。
A.中央处理器（CPU）
CPU进行逻辑运算及数学运算，并协调整个系统的工作。
B.存储器
用于存放系统编程程序及监控运行程序、用户程序、逻辑及数学运算的过程变量及其它所有信息。
C.电源
包括系统电源、备用电源及记忆电源。
D.输入/输出单元
输入单元用来进行输入信号的隔离滤波及电平转换；输出单元用来对PLC的输出进行放大及电平转换，驱动控制对象。
输入单元接口是PLC获取控制现场信号的输入通道。
输入接口电路由滤波电路、光电隔离电路和输入内部电路组成。
E．通信接口
它是PLC与外界进行通信的通道。
如与个人电脑、扩展接口及其它通信设备。
1.2.2PLC控制的工作过程
PLC系统通电后，首先进行内部处理，包括：
1系统的初始化：
设置堆栈指针，工作单元清零，初始化编程接口，设置工作标志及工作指针等。
2工作状态选择，如编程状态、运动状态等。
至于PLC系统工作过程对用户编程来说影响不大。
但是PLC在运行用户程序状态时的工作过程对于用户编程者来说关系密切，务必引起用户编程人员注意。
严格地讲，一个扫描周期主要包括：
为保障系统正常运行的公共操作占用时间、系统与外界交换信息占用时间及执行用户程序占用时间3部分如图1所示
内部处理
通信处理
程序执行
输入刷新
输出刷新
系统程序
用户程序
上电
STOP
RUN
图1PLC典型的扫描周期
PLC在运行状态执行用户指令的动作过程可分3个时间段。
第一阶段是输入信号采样阶段，第二阶段是用户指令执行阶段，第三阶段是结果输出阶段。
输入信号采样阶段又叫输入刷新（1刷新）阶段。
PLC以扫描方式顺序读入外面信号的的输入状态（接通或断开状态），并将此状态输入到输入映像存储器中。
PLC工作在输入刷新阶段，只允许PLC接受输入口的状态信息，对PLC的第二、三阶段的动作是在屏蔽状态。
执行用户程序阶段：
PLC执行用户程序总是根据梯形图的顺序先左后右、从上到下地对每条指令进行读取及解释，并从输入映像存储器和输出映像存储器中读取输入和输出的状态，结合原来的
升级会员 