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

1、For personal use only in study and research; not for commercial use1 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;

2、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 21 PLC 输入输出点分配 211 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（ P

3、LC） 输出点 212 PLC 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2 PLC 外部接线图图3 气夹电机接线图图4 基座电机接线图 22 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。 31 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

4、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3 I /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

5、; 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”。 32 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。 33 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

6、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

7、+ 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） 34 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。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。 not for commercial use.Nur fr den persnlichen fr Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales. , , . 以下无正文