S7-200 PLC和MCGS组态传送机械手的控制系统的设计.docx

论文题目:传送机械手的控制系统的设计所属学院：二班级学号:指导老师:学生姓名，一专业:2016年12月12日摘要本设计实现对两个传送带之间货物的搬运。利用PIC完成机I或手臂的夹取转移择放等操作（传送带A运行今机械手下降）机械手抓取今机械手上升）机械手左转÷机械手下降1机械手松开?机械手上升TB传送带运行，机械手右转，如此循环执行）.使用S7-200P1.C进行控制，通过分析控制工艺要求，分配输入和输出点，设计输入和输出接线图，设计流程图和梯形图程序。关键词：机械手，P1.C,梯形图目录1绪论42设计要求63硬件设计73.1 主电路图73.2 控制电路图73. 3I/O分配表83.4P1.C输入和输出接线图84软件设计104. 1P1.C内部使用地址104.2 程序流程图104.3 梯形图设计124.4 语句表程序235仿真测试28结论33致谢34参考文献351绪论目前国内工业机械主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。因此，国内主要是逐步扩大机械手应用范围,Ig点发展铸锻、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、接动、升降、横移、俯仰等机构，以及适于不同类型的夹紧机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求,选用不用的典蟹部件，即可组成各种不同用途的机械手。既使丁设计制造，又使改换工作，扩大了应用的范围。同时要提高精度，减少冲击，定位精确，以更好地发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能地机械手，并考虑于计算机联用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。在国外机械制造业中，工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用丁机床、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反怖能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件甚至机械手本身的损坏“为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化,做出相应的变更。如位置发生梢些偏差时，即能更正，并自行检测，全点是研究视觉功能和触觉功能。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪（即距离传感涔以及更星计算机“工作时，电视照相机将物体形象变成视频信号，然后传送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和方位，并发出指令控制机械手进行工作。触觉功能即在机械手上安装有触觉反债控制装置,工作时机械手先伸出手指寻找工件，通过装在手指内的压力敏感元件产生触感作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小可通过装在手指内侧的压力敏感元件来控制，达到自动调整提力的大小。总之，随若传感技术的发展，机械手的装配作业的能力将进一步提高。到1995年，全世界约有50%的汽车由机械手装配。现今机械手的发展更主要的是将机械手和柔性制造系统以及柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。2设计要求1）图27为传送带传送工件的机诫手的工作示意图，其任务量将工件从传送带A传送到传送带B。图2-1机械手工作示意图2）控制要求:按钮启动后，传送带A运行直到光也开关PS检测到物体才停止，同时机械手下降，到位后机械手加紧物体，2S后开始上升，而机械手保挣加紫，上升到位后左转到下降位，下降到位石机城手松开，2S后机械手上升。上升到位后传送带B开始运行网时机就手右转，传送带B停止，此时传送带A运行直到光电开关再次检测到物体才停止，如此推坏3硬件设计3.1主电路图主电路如图3-1所示3.2控制电路图控制电路如图3-2所示3.3 I/O分配表IO地址如表3T,3-2所示表3TP1.C输入分配表名称内部地址外部编号描述P1.C内部地址外部编号启动10.0SB1.停止10.1SB2急停10.2SB3上升到位检测10.3SQI下降到位检测10.4SQ2左转到位检测10.5SQ3右转到位检测10.6SQ4传送带A检测到位10.7PS表3-2P1.C输出分配表名称内部地址外部舞号传送带A运行00.0KA1.传送带B运行00.1K2上升Q0.2YV1.下降00.3YV2右转Q0.4YV3左转Q0.5YV4夹爪打开夹紧00.6YV5运行指示QO.7H1.1.3.4 P1.C愉入和输出接线图P1.C输入和输出接线图如图3-3所示。3C24V3C24VOOODOgrOOOO4QO5QO6QO7N4软件设计本章主要从系统设计结构和硬件设计的角度，介绍该项目的P1.C控制系统的设计步骤、P1.C的硬件配置、外部电路设计以及P1.C控制器的设计参数的整定。4.1 P1.C内部使用地址表4-1内部使用地址表传送带A启动M1.O物体到达传送带A位置M1.1A端下降M1.2A端夹紧M1.3A端上升M1.4左转到传送带BM1.5B端下降M1.6B端松开M1.7B湍上升M2.0右转到传送带M2.1传送带B自动运行M3.1按下停止按钮M4.04.2 程序流程图程序流程图见图1-1所示开始松开结束4.3 梯形图设计自动运行指示按下后动按钮SB1.,10。常开触点闭合，Q0.7线圈得电，自动运行指示灯亮，Q0.7常开触点闭合，进行自保，松开SBI按钮后，保持自动运行。按下急停开关SB3,10.2常闭触点断开,Q0.7级圈失电,停止自动运行目络1I自动运行指示启动：00急停I0.2运行指示:Q07标007TP符号地址注催急停10.2SB38动10.0SBI酒行指示007H1.I按下停止按钮:M4.0按下停止按钮SB2.10.1常开触点闭合，按下停止按钮标志M4.0置位，用当执行完成一个循环后，自动停止系统I网结2I按下停止按秘:M4.0停止:10.1按下停止按制4.0MIIpI(三)传送带A运行自动启动,无动作步骤.执行传送带A运行当MWI为O就是M1.()到M2.7全部为OFF,表明没有任何自动运行步骤在运行，则由启动运行Q0.7为ON,置位M1.0,传送带A启动，同时更位其他的幼作步骤。传送帝蜓行自动启动，无动作步骤，执行传送帝A运行运行指示：QQ7MWI传送带A启动M1.015符号I地址注春传送去A启动M1.0传送带A台动物体到达传送带也置M1.1传送带向亭止运行指示007H1.I传送带A检测到物体到位，停止传送带A运行。传送带运行，M1.0常开触点闭合，当检测到物料到位，I07常开触点闭合，则快止传送帝A运行，豆位M1.0,践位传送带到达标志M1.I,网络4I传送带隔树至物体到位，停止传送带行，-传送哥A检测F0.7运例际Q0.7传送带AJB动:M1.0钳体到达传M.1符号I地址注程传送带脸恻到位IQ7PS传送带嫄动M1.0传送带Ae动物体到达痔送带应资M11港送哥H止运行指末Q07H1.1A下降当检测到物料到达M1.I为ON,则红位M1.1,置位M1.2,执行A端卜降IATpt运行指示:QO7物体到达传M1.1.传送哥A检测10.7幅5下PfM12II1.I|_-1_(s)物体到达传M1.1RR)1符号地址住烽4下降M1.2传上带隔则到位PS物体到达传送带As且M11磔帝诟正运行指示Q07IH1.1.下降到位执行夹紧当执行A端下降M1.2为()N检测到下降到位，10.4常开触点变ON,则曳位下降，执行夹紧，MI.3置位为ON网86I下降到位执行更繁下降到位险恻10.4运行指示Q。7硼下陲M12闻;夹紧M13TI1I1I-WS)ASTF降M1.2口R)1符号地址注器湎央素M1.3AaEM1.2下降到位检测I0.4SQ2I运例际gp7一H1.1.夹紧时间执行夹索动作时，M1.3为ON,启动夹索定时，T42定时2秒夹萦时间到，执行左端上升执行夹索,M1.3为ON.夹紧时间到，T42为0N,则停止夹索纪位M1.3,置位A端上升标志MI4网络8I夹紧时泪到，执行左潴上升142运行指示QO7Aa夹紧M13爆上升M14符号|地址I注磔夷索JMI.3M上升IMI.4送物际1007h1.i左端上升到位,执行左转执行A端上升，MI.4为ON,则检测到上升到位，10.3常开触点闭合，复位A端上升，M1.4复位为OFF,置位左转到传送带B,M1.5置位为ON网络9I左5上升到位，执行左话上升到位检测：103运行指示Q0.7Asi上升M14左转到传送M15符号地址汪释帽上升M1.4上升到位格底IIO3SQI运行指示QO7H1.1.左转到传送带BM15j福椒6动左转到位，执行B端下降执行左转MI.5为ON,当检测到左转到位，10.5常开触点变为ON,则复位左转,M1.5复位为OFF,置位B端下降，M1.6置位为ON网络10左转到位，执行Bnrm左转到位椒阳0$运侨际C1.O.7左转到传送:卜11.58或下降M6符号I地址注格B端下降IM1.6运行指示Q07H1.I左林到传送带8M15传送带48动左转到位校训IIO5SQ3B端下降到位,执行释放B端下降，MI.6为ON,则检测到下降到位，10.4常开触点触点闭合，更位B湍卜.降，M1.6更位为OFF,执行B端松开，MI.7置位为ON执行糅放，MI.7为ON,则启动定时涔T43,定时2杪择放时间到，执行右端上升松开定时时间到，T43常开触点变为ON,则停止松开，复位M1.7,执行上升,执行B端上升，M2。为0N,当检测到上升到位，10.3为0N,则停止上升，M位M2。，执行右转到传送带A,践位M21置位传送带B运行标志M3.1IB潴上升到位，执行右转，传送带8运行上升到位检测IQ3运行指示QO7B±JFM20右转到传送:M21符号t注寿8流上升MZO传送哥BB动弼谆止传送带8自动运行M31上升到位检训103SQI右转到传送带AMZI运行指示QO7H1.I右转到位，循环执行没按下停止按钮，循环执行按下停止按钮，系统停止执行右转M2.I为ON,当检测到右转到位，10.6常开触点变为ON,则更位右转,M2.1品位为OFF,当没有按下停止按钮，M4.0为OFF,则置位M1.0,执行传送带A运行，循环执行。当检测到按了停止按钮，M4,0常开触点闭合，则停止系统运行，笈位运行指示Q07同时宓位按下停止按钮标志M4.0右转到位，循环执仃蟠下停止按钮，循环执行按下停止按田，系既后止右杼到位检测W6运行指示QOJ右转到传送短下停止按“M4O传送带Ae动M1.OTI1I1H-I-I/I(三)1按下停止按-M40运田际QO.7(R)1按下停止按M40TR)1右转到传送：M21(R)1符号地址I注释按下停止按$3M40传送帝AJe动M1.0传送带A动右转到传送常AM21右蕤到位检血IOGSQ4;示Q07H1.I传送带A运行当系统启动，启动指示灯QO7亮，QO.7常开触点闭合，执行A传送带动作步骤,M1.O为ON,当检测到物料传感器没动作，10.7常闭触点闭合，则QOQ线圈得电，执行传送带A运行怕络1611任:工帮f一传送哥Ae动MO运行指示QO7传送哥A校测“10.7传送带够行C100AI1Ipi()符号1.1.tIvIf*传送带徜谢到位I1.O7P-传送带砥动JMI0传送带A启动传送带够行ooKA1.运行指示Iqq7H1.I传送帝B自动运行到检测到物体假设运行IO秒，自动停止当传送带B运行标志M3为ON,启动传送带B运行定时，T44定时IO秒定时时间到T44常开触点闭合,第位传送带B运行标志，M3宓位为ObF传送带B运行当系统自动运行，Q0.7为ON,自动启动传送带B动作步骤仃效.M3.1为0N,则启动传送带B,QaI线圈得电I网络18I传送带8运行传送哥8自祇M31运行指示Q07传送需8运行Q0.1RI1Ic)符号一I地址住糅他送希B运行IQOIKA2传送希8自动这行运行指示JM31T(M1.7H1.1上升当系统自动运行，Q0.7为ON,当执行A端上升，M1.4为ON或者执行B端上升，M2.0为ON,检测到没有上升到位，10.3常闭触点闭合,则启动上升,Q0.2线图得电网络19碑上升M1.4运例际QO7上升到(滤测10.3上升Qo.2I上升1-r-I1.I()B±M20I苻号I地址I注释A3?上升M14B沈上升M2.0传送带B后动延时停止上升Q0.2Iyvi上升到位检测I0.3SQ1运行指示Q07H1.1下降当系统自动运行，QO.7为ON,当执行A端下降，MI.2为ON或者执行B端下降,M1.6为ON,当检测到没石下降到位，10.4常闭触点闭合，则启动下降，Q03线图得电网籍20EAMJTP4M1.2运行指示:QQ7下降到位&测10.4下降:Qa3T-r-I1/I()阳号地址注春硼下降M1.2B洋下降M1.8下降Qo.3YV2下降到位材测I04SQ2运行1际QQ7H1.ITP渊下降M1.6右转当系统白动运行，Q0.7为ON,当右转到传送带A动作步骤，M2.I为ON,则启动右转，Q0.4线圈得电网络21I右转右转到传送M21运行指示Q0.7左转到位检测:1。5«55QO41I1I1/1()符号地址I注球右转QO4W3右转到传送带AM2.1运行指示007H1.1左转到位稔IM10.5S03左转当系统自动运行，QO.7为ON,当左转到传送带B动作步骤，M1.5为ON,则启动左转，Q0.5线圈得电网络22I左转左转到传送M1.5运行揩示。Q7右球到位检测:106左5?QO5TI1I1)IC)符号地址I注衽右转到位检测I06SQ4运行指示Q0.7H1.I左转00.5W4M1.5传送带AJB动夹爪打开夹索当系统自动运行，Q0.7为ON,当执行夹紧动作步骤，MI.2为ON,或者A端上升动作步骤，M1.4为ON,或者左转到B传送带动作步骤，M1.5为ON,或者B端下降动作步骤，MI.6为ON,则执行夹紧，QOB线下得电I夹爪打开夹案砺采素M1.3运行指示:QQ7夹爪打开央QO6硼上升M4左转到传送M1.5TP麻下降M1.6TP产地址江祥恻兴紧M1.3创上升M1.4谢下降M1.6夹爪打开夹索Q0.6YVS的指示Q07H1.I左转到传送册8M1.5I传送哥Ae动急停复位输出按卜急停开，10.2常开触点闭合，则停止所有动作，更位QO.O到QO.7八个输出4.4语句表程序ORGANIZATIONB1.OCK主程序:0BITIT1.E=BEGINNetwork1/自动运行指示1.D10.00Q0.7AN10.2=QO.7Network2/按下停止按钮:M4.01.D10.1EUSM4.0,INetwork3/传送带R运行/自动启动，无动作步骤，执行传送带A运行1.DQ0.7AW=MW1.,0SM1.0,1RM1.1,15Network4/传送带A枪测到物体到位,停止传送带A运行,1.D10.7Q0.7AM1.OSM1.1,1RM1.0,1Network5/A下降1.DQ0.7AM1.110.7SM1.2,IRM1.1,1Network6/下降到位执行夹紧1.D10.4AQ0.7AM1.2SM1.3,1RM1.2,1Network7/夹紧时间1.DM1.3AQ0.7TONT42,20Network8/夹紧时间到，执行左端上升1.DT42AQ0.7AM1.3SM1.4,IRM1.3,1Network9/左端上升到位，执行左转1.D10.3AQ0.7AM1.4SM1.5,1RM1.4,1Network10/左转到位，执行B端下降1.D10.5Q0.7AM1.5SM1.6,1KM1.5,1NetworkI1./B端F降到位，执行释放1.D10.4AQ0.7AM1.6SM1.7,1RM1.6,1Network12/解放时间1.DM1.7AQ0.7TONT43,20Network13/择放时间到，执行右端上升1.DT437707.0.1.2.1.QMMMNetwork14/B端上升到位，执行右转，传送带B运行1.D10.3AQ0.7AM2.0SM2.1,1RM2.0,1SM3.1,1Network15/右转到位，循环执行/没按卜停止按钮，循环执行/按下停止按钮，系统停止/1.D10.6AQ0.7AM2.11.PSNM4.0SM1.0,11.RDAM1.0RQ0.7,1RM1.0,I1.PPRM2.1,1Network16/传送带A运行1.DM1.OAQ0.7AN10.7=Q0.0Network17/传送带B自动运行到检测到物体/假设运行10秒，自动停止1.DM3.1AQ0.7TONT44,100AT44RM3.1,INetwork18传送带B运行1.DM3.1AQ0.7=Q0.1Network19/上升1.DM1.40M2.0AQ0.7AN10.3Q0.2Network20/下降1.DM1.2OM1.6AQO.7AN10.4=Q0.3Network21/右转1.DM2.1Q0.7AN10.5=Q0.4Network22/左转1.DM1.5AQ0.7AN10.6=Q0.5Network23/央爪打开夹紧1.DM1.30M1.40M1.50M1.6AQ0.7=Q0.6Network24/急停麓位输出1.D10.2RQ0.0,8ENDORGANIZATIONB1.OCK5仿真测试编写程序完毕,执行编译，编再成功后，导出AW1.格式文件，打开S7-200仿真软件，导入刚刚导出的AW1.文件，选择S7-224P1.C,如下图S7_200程序9班看W)配百(GP1.C(I)显示)招助M)金曲图的ba,<MKg即踞1国,01234567012345Io国MB28图5-1初始仿制画面点顶部的绿色启动P1.C按钮，启动P1.CISMB28IJ-（0）I1.SMB29IJM图5-2启动P1.C点启动按钮，100系统启动，观察到运行指示灯亮Q0.7,同时传送带A运行,Q0.0为ON二二二阿以华,图5-3传送带A运行点监控P1.C程序，观察P1.C梯形图模拟传送带A运行到，检测到PS动作,10.7动作,观察到传送带A停止,同时,执行下降,Q0.3为ONS7200程序Q)三<KSOnet)里示出帮助QP01234567012345图55卜降图5-6下降Q0.3监控其他的测忒类似，不再累述结论本文运用西门子S7-200P1.C设计/一个的机械手控制搬运的系统,分析工艺过程，设计梯形图和语句表程序，进行了监控和仿我测试，满足设计要求。致谢在本论文的写作过程中，我的导师老加恸注/大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱,在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友.写作课程设计是一次再系统学习的过程，课程设计的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。在今后的工作中把严密谨慎的优良传统发扬光大。感谢各位老师的批评指导.参考文献门邵裕森，巴筱云.过程控制及仪表.机械工业出版社，1的92邵裕森,戴先中.过程控制工程.机械工业出版社，20003中国电子学会.2000/2001传感器与执行器大全.电了工业出版社,20014文锋，陈青.自动控制理论.中国电力出版社.20085廖常初.P1.C编程及应用.机械工业出版社,20096林德杰.过程控制仪表及控制系统.机械工业出版社,2008