（完整版）基于PLC的机械⼿⾃动控制的毕业设计论⽂物理与电⼦⼯程学院 《PLC原理与应⽤》
课程设计报告书
设计题⽬：基于PLC的机械⼿⾃动控制的设计
班级：XXX
学⽣姓名:XX
学号:XXXX
指导教师：XXXX
2013年12⽉20⽇
物理与电⼦⼯程学院课程设计任务书
专业：⾃动化班级： 3班
摘要
⼯业机械⼿是近代⾃动控制领域中出现的⼀项新的技术，是现代控制理
论与⼯业⽣产⾃动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造⽣产系统中
的⼀个重要组成部分。⼯业机械⼿是提⾼⽣产过程⾃动化、改善劳动条件、提⾼产品质量和⽣产效率的有效⼿段之⼀。尤其在⾼温、⾼压、粉尘、噪声
以及带有放射性和污染的场合，应⽤得更为⼴泛。在我国，近⼏年来也有较
2010感动中国颁奖词快的发展，并取得⼀定的效果，受到机械⼯业和铁路⼯业部门的重视。
本⽂介绍的物料搬运机械⼿可在空间抓放物体，可代替⼈⼯在⾼温和危险的作业区进⾏作业，主要作⽤是完成机械部件的搬运⼯作，能放置在各种不同的⽣产线或物流流⽔线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。关键词：PLC；机械⼿控制；程序设计
⽬录
1 课题介绍 ...............................................
1.1 课题设计内容...........................................
1.2课题设计具体要求........................................
1.3课题研究的⽬的和意义.................................... 2机械⼿和PLC的概念及选择................................
2.1机械⼿的概念............................................
南社
2.2 PLC的概念..............................................
3 PLC控制机械⼿的系统....................................
3.1机械⼿的流程图..........................................
3.2 IO地址分配.............................................
3.3 机械⼿的PLC编程语句 ...................................
3.4机械⼿⾃动控制的梯形图.................................. 4⼼得体会................................................参考⽂献 ..............................................
1 课题介绍
1.1 课题设计内容
机械⼿设有调整、连续、单周及步进四种⼯作⽅式，⼯作时要⾸先选择⼯作⽅式，然后操作对应按钮。其⼯作⽰意图如图1-1-1所⽰。 图1-1-1 机械⼿⼯作循环⽰意图
机械⼿的⼯作⽅式及过程如下：
1.调整⼯作⽅式：可按相应按钮实现左移、右移、上移、下移、加紧、放松各个动作的单独调整。
2.连续⼯作⽅式：按下起动按钮，机械⼿按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移的顺
序周⽽复始的连续⼯作；按下停⽌按钮，机械⼿将⾃动结束本周期的⼯作，回到原位后停⽌。按下急停按钮，系统⽴即停车。
3.单周⼯作⽅式：按下起动按钮后，机械⼿按下降→加紧→上升→右
移→下降→放松→上升→左移的顺序⾃动⼯作⼀个周期停⽌。若要再⼯作⼀个周期，可再次按下起动按钮。按下停⽌按钮，机械⼿将⾃动结束本周期的⼯作，回到原位后停⽌。按下急停按钮，系统⽴即停车。
4.步进⼯作⽅式：每按⼀次起动按钮，机械⼿完成⼀步动作后⾃动停⽌。按下急停按钮，系统⽴即停车。
流媒体技术1.2课题设计具体要求
1．PLC输⼊输出点的分配。
2．编制机械⼿PLC程序及梯形图控制程序。
损益表分析1.3课题研究的⽬的和意义
在⼯业⽣产和其他领域内，由于⼯作的需要，⼈们经常受到⾼温、腐蚀及有毒⽓体等因素的危害，增加了⼯⼈的劳动强度，甚⾄于危机⽣命。由于以上的问题，需要⼀种东西代替⼈在恶劣的环境中作业的要求呼之欲出，同时随着社会的进步，⼯业⾃动化产品的性能⽇益加强，⽽价格也因电⼦技术的⾼速发展⽽不断下降。对原有的设备的电器控制可以⾼性价⽐进⾏改进，通过采⽤先进的控制技术和驱动技术，使设备的运⾏更加节能、⾼效、安全可靠。机械⼿就在这样诞⽣了，⾃从机械⼿问世以来，相应的各种难题迎刃⽽解。机械⼿可在空间抓放搬运物体，动作灵活多样，适⽤于可变换⽣产品种的中、⼩批量⾃动化⽣产，⼴泛应⽤于柔性⾃动线。机械⼿⼀般由耐⾼温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，⼤⼤降低了⼯⼈的劳动强度，提⾼了⼯作效率。机械⼿是⼯业机械⼿的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为⼯业机械⼿。⼯业机械⼿是集机械、电⼦、控制、计算机、传感器、⼈⼯智能等多学科先进技术于⼀体的现代制造业重要的⾃动化装备。⼴泛采⽤⼯业
机械⼿，不仅可以提⾼产品的质量与产量，⽽且对保障⼈⾝安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提⾼劳动⽣产率，节约原材料消耗以及降低⽣产成本，有这⼗分重要的意义。
2机械⼿和PLC的概念及选择
2.1机械⼿的概念
机械⼿也被称为⾃动⼿。
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。
机械⼿主要由⼿部和运动机构组成。⼿部是⽤来抓持⼯件（或⼯具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺⼨、重量、材料和作业要求⽽有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使⼿部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独⽴运动⽅式，称为机械⼿的⾃由度。为了抓取空间中任意位置和⽅位的物体，需有6个⾃由度。⾃由度是机械⼿设计的关键参数。⾃由度越多，机械⼿的灵活性越⼤，通⽤性越⼴，其结构也越复杂。⼀般专⽤机械⼿有2～3个⾃由度。
机械⼿的种类，按驱动⽅式可分为液压式、⽓动式、电动式、机械式机械⼿；按适⽤范围可分为专⽤机械⼿和通⽤机械⼿两种；按运动轨迹控制⽅式可分为点位控制和连续轨迹控制机械⼿等。
机械⼿通常⽤作机床或其他机器的附加装置，如在⾃动机床或⾃动⽣产线上装卸和传递⼯件，在加⼯中⼼中更换⼑具等，⼀般没
有独⽴的控制装置。有些操作装置需要由⼈直接操纵，如⽤于原⼦能部门操持危险物品的主从式操作⼿也常称为机械⼿。
2.2 PLC的概念
可编程序控制器为（Programmable Logic Controller，简称PLC），是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核⼼的通⽤⾃动控制装置。
可编程控制器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。它采⽤可编程序的存贮器，⽤来在其内部存贮执⾏逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输⼊和输出，控制各种类型的机械或⽣产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与⼯业控制系统形成⼀个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有可靠性⾼、适应⾯⼴、抗⼲扰能⼒强、编程⽅便、对环境要求低、与其他装置配置连接⽅便等特点。在⼯业⾃动化控制系统中占有极其重要的地位。
本⽂选⽤的PLC是西门⼦公司开发的S7-200系列。
3 PLC控制机械⼿的系统
3.1机械⼿的流程图
由机械⼿的⼯作过程可知，这是⼀个典型的顺序控制系统。为此，可从机械⼿的连续⼯作⽅式⼊⼿编写程序。⾸先应绘出连续⼯作时的功能表如图3-1-1，然后直接列写逻辑表达式，⽤触点线圈指令编程，
也可使⽤置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成。
图3-1-1机械⼿动作功能表3.2 IO地址分配
IO地址分配如下表3-2-1所⽰。
表3-2-1机械⼿控制输⼊输出分配表
3.3 机械⼿的PLC编程语句
LD I1.2 = M1.2 LD I1.3 = M1.3 LD I1.4 = M1.4 LD I1.5 = M1.5 LDN M1.2 JMP 0 LD I0.4 = M0.4 LD M0.4 LPS
AN M0.1 AN Q0.0 AN Q0.3 AN Q0.4 = Q0.2 LPP
TON T37, 100 LD T37
= M0.1
LD I0.5
= M0.5
LD M0.5 LPS涡流纺
AN M0.0
AN Q0.2
AN Q0.3
AN Q0.4
= Q0.0 LPP
TON T38, 100 LD T38
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= M0.0
LD I0.6
= M0.6
LD M0.6 LPS
AN M0.3
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