1、四川信息职业技术学院毕业设计说明书设计题目PLC在机械手移动物体控制系统中的应用专业电气自动化技术班级电气082班学号0840064姓名指导教师二零一零年十一月十日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名学号0840064班级电气082专业电气自动化技术设计（或论文）题目PLC在机械手移动物体控制系统中的应用指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备注副教授四川信息职业技术学院电气自动化13981268410设计（论文）内容1机械手移动物体设计方案的选择；2机械手设计梯形图（LAD）的选择；3机械手I/O点的分配选择；4机械手的PLC外部接线图选择；5论文的书写。进度安排第周至第
2、周了解毕业设计相关要求，搜集资料，拟定方案。第周至第周选择机械手的顺序功能图（SFC）、梯形图（LAD），I/O点的分配并进行其中的相关计算（如定时时间T）。第周中期检查。第周至第周绘制PLC外部接线图、写出相关说明并撰写设计说明书等。第周至第周做好设计PPT,准备毕业设计答辩。主要参考文献、资料写清楚参考文献名称、作者、出版单位1刘午平主编PLC技术从入门到精通国防工业出版社2何书森何华斌主编PLC电路原理与设计速成福建科学技术出版社3黄继昌郭继忠张海贵等主编PLC电路应用300例人民邮电出版社4杨颂华冯毛官孙万蓉等主编PLC技术基础西安电子科技大学出版社5求是科技编著PLC应用开发技术与工
3、程实践审批意见教研室负责人年月日备注任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第1页摘要随着我国工业自动化水平的不断提高，在机械加工与制造领域，以及各种装配与包装自动化生产线上，机械手的应用已相当普遍。机械手通常担负着上料、下料，搬动或装卸零件的重复动作等，以实现生产自动化。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则加工任务。由于PLC顺序控制具有系统简单、可靠、控制灵活方便等特点，而且PLC从诞生之日起，最基本，最普遍的应用领域就是在工业环境下的顺序控制，因此，基于PLC顺序控制的机械手在工业自动化领域中得到广泛的应用。机械手是工业自动控
4、制领域中经常遇到的一种控制对象，机械手可以完成许多工作，如搬运物品、装配工件、切割、喷染等等，应用非常广泛，应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高生产效率。为了使动作操作更加准确，加入一些检测元件，更加完善的应用于各各领域。在此做些改进，如设计出具有多种工作方式的控制系统，使机械手在移动物体时具有不同的选择，实用性更强。关键词机械手；PLC；控制四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第3页第1章绪论11机械手设计的目的随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完
5、善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。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。机械手课程设计不仅培养设计对自动化控制的认识、运用能力，而且也增进了对电气工业发展的了解和认知。12方案选择机械手的设计有1气控机械手，它是由移动车、底座、梁、吊臂、吸盘、气控箱、操作盒、真空泵等部分组成。移动车上有四个车轮和调节螺栓，将移动车推到工作位置后，转动调节螺栓将车体顶起，使车轮脱离地面约5毫米，再确认车
6、体稳定后，即可开始工作。本机操作盒设有四个按钮、两个气控指示灯，四个按钮分别控制上升、下降、自由和紧急下降；两个指示灯分别表示有无真空和有无负荷。工作过程中工件的重量由气控系统平衡，操作人员只需用很少的力就可以灵活自如地搬运重物完成升降、旋转、前进、后退动作，极大地减轻了劳动强度。工件的吸取是采用单线圈单线圈电磁阀控制夹具夹持。2助力机械手，又称手动移栽机，是一种无重力化移载系统，一种新颖的，用于物料搬运时省力操作的助力设备。它巧妙地应用力的平衡原理，令工件在空中形成一种无重力化的浮动状态，使操作者在搬运工件的过程中感觉不到工件的自身重量。操作者在搬运工件的过程中，只需很小的操作力。尤其适用于
7、某些需要精确定位和省力装配的场合四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第4页3运料机械手，是一种用将物体从A工作台运到B工作台，它的工作过程是下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移八个动作，实现机械手的周期动作。本设计以运料机械手为题材，应用PLC控制系统进行设计，实现对该机械手的电气控制。如图11所示。图11机械手的工作示意图四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第5页第2章PLC的概述与选型21PLC的定义可编程控制器（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER）简称PLC，它具备了模拟量控制、过程控制以及远程通信等强大功能，所以美国电气制造商协会将其正式命名为可编程控
8、制器（PROGRAMMABLECONTROLLER）,简称PC。但是个人计算机（PERSONALCOMPUTER）也简称PC，为了避免混淆，将用于逻辑控制的可编程控制叫做PLC（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER）可编程控制器有近30年的历史，发展极为迅速。为确定它的性质国际电工委员会（INTERNATIONALELECTRICALCOMMITTEE）多次发布以及修订有关PLC的文件。在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它其实就是一台计算机，它采用可以编制程序的存储器，在其内部执行逻辑运算、
9、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，它以接入式CPU为核心，通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备，都是很容易与工业控制系统形成一个整体，容易扩展其功能的。可编程控制器从内部构造、功能及工作原理上看是一台计算机。是数字运算操作的电子装置，它带有可以编制程序的存储器，能进行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算工作。可编程控制器是一种工业现场用计算机。它是为工业环境下应用而设计的，工业环境一般办公环境有较大的区别。由于PLC的特殊构造，使它能在高粉尘、高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。为了能控制机械或生产过程，它要能很容易
10、的与工业控制系统形成一个整体，这些都是个人计算机无法比拟的。可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。它能控制各种类型的工业设备及生产过程。它的功能能够很容易地扩展，它的程序是可以根据控制对象的不同，让使用者来编制的。也就是说，可编程控制器较其以前的工业控制计算机，如单四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第6页片机工业控制系统，具有更大的灵活性，它可以方便地应用在各种场合。通过以上定义还可以了解到，相对一般意义上的计算机，可编程控制器不仅具有计算机的内核，它还配置了许多使其适用于工业控制的器件。它实质上是经过一次开发的工业控制计算机。从另一个方面来说，它是一种通用机，经过二次开发，它可以在任何
11、具体的工业设备上使用。自其诞生以来，电气工程技术人员感受最强的也是可编程控制器二次开发十分容易。它在很大程度上使的工业自动化设计从专业设计院走进工厂和矿山，变成了普通工程技术人员甚至普通电气工人力所能及的工作。再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，可编程控制器在短短的30年中获得了突飞猛进的发展，在工业控制领域获得了非常广泛的应用。22PLC的基本功能1逻辑控制功能逻辑控制功能实际上就是位处理功能，是可编程控制器的最基本功能之一。PLC设置有“与”、“或”、“非”等逻辑功能指令。利用这些指令，根据外部现场的状态，按照制定的逻辑进行运算处理后，
12、将结果输出到现场的被控对象。因此PLC中可以代替继电器进行开关控制，完善触点的串联、并联等各种连接，另外，在PLC中一个逻辑位的状态可以无限次的使用，逻辑关系的修改变更也十分方便。2定时控制功能PLC中有许多可供用户使用的定时器，功能类似于继电器线路中的时间继电器。定时器的设定值可以在编程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。程序执行时，PLC将根据用户指定的定时器指令对某个操作进行限制或延时控制，以满足生产工艺的要求。3计数控制功能PLC为用户提供了很多计数器。计数器到某一定值时，产生一个状态信号，利用该状态信号实现对某个操作的计控制。计数器的设定值可以在编程时设定，也哭
13、在运行过程根据需要进行修改。程序执行时，PLC将根据用户计数器指令制定的计数器对某个控制信号的状态改变次数进行计时，以完成对某个工作过程的计数控制。4步进控制功能四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第7页PLC为用户提供了若干个状态器，可以实现由时间，计数或其他制定逻辑信号为转移条件的步进控制，即在一道工序完成后，在转移条件满足时，自动进行下一道工序。大部分PLC都有专用的步进控制指令，应用步进指令编程十分方便。5数据处理功能大部分PLC都有数据处理功能，可实现算术运算、数据比较、数据传送、数据位移、数据转换、译码编码等操作。6过程控制功能有些PLC具有A/D、D/A转换功能，可以方便地完成
14、对模拟量的控制和调节。7监视功能PLC设置了较强的监视功能。操作人员利用编程器或监视器可对PLC的运行状态进行监视。利用编程器可以调整定时器、计时器的设定值和当前值，并根据需要改变PLC内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为调试和维护提供了极大的方便。8停电记忆功能PLC内部的部分存储器所使用的RAM设置了停电保持器件，以保证断电后这部分存储中的信息不会丢失。23PLC的编程语言PLC为用户提供了完善的编程语言来满足编制用户程序要求。它提供的编程语言通常有以下5种梯形图（LAD）、语句表（STL）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）和结构文本（ST）。24PLC的硬件组成PLC的硬件主
15、要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。其中，CPU是PLC的核心；输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备。根据PLC结构的不同，可以将PLC分为整体式PLC和模块式PLC两类。对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图21所示；而模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图22所示。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第8页25PLC的工作原理PLC是一种工业控制计算机，它的工作原理建立在计算机工作原理之上，即
16、通过执行反映控制要求的用户程序来完成。但是CPU是以分时操作系统方式来处理各项任务的，即计算机在每一瞬间只能做一件事情，而且程序的执行是按程序顺序依次完成相应各电器的动作，所以PLC的工作方式是串行的。当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，图21整体式PLC组成框图图22模块式PLC组成框图四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第9页但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称
17、为PLC的扫描工作方式。用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。PLC的扫描工作过程除了执行用户程序外，在每次扫描工作过程中还要完成内部处理、通信服务工作。如图23所示，整个扫描工作过程包括内部处理、通信服务、输入采样、程序执行、输出刷新五个阶段。整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期。扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关，典型值为1100MS。图23扫描过程示意图RUNSTOP输出刷新内部处理通信服务输入采样程序执行四川信息职业技
18、术学院毕业设计说明书论文第10页26PLC的软元件软元件是PLC内部具有一定功能的器件，这些器件由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。各元件有其不同的功能，且地址固定，其数量决定了PLC的规模和数据处理能力，而且每一种PLC的软元件数量都是有限的。为了与传统电气控制电路中的继电器相区别，我们把它们称为软元件或软继电器。这些软继电器的最大特点是其触点（包括常开触点和常闭触点）可以无限次使用。在编程时，用户只需记住软元件的地址即可。每一个软元件都有一个地址与之对应，软元件的地址编排采用区域号加区域内编号方式。即PLC内部根据软元件的功能不同，分成了许多区域，如输入/输出继电器区、定时器区、计数器区
19、、特殊继电器区等，这些区域分别用I、Q、T、C、SM等表示。本次所设计的智能抢答器所采用的PLC软元件有1输入继电器（I）输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应，它用于接受外部开关信号。外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，并且使用次数不受限制。2输出继电器（Q）输出继电器一般有一个PLC上的输出端子与之对应。当通过程序使输出继电器线圈得电时，PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号，同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。3通用辅助继电器（M）
20、通用辅助继电器的作用和继电器控制系统中的中间继电器相同，它在PLC中没有输入/输出端子与之对应，因此它的触点不能驱动外部负载，这是与输出继电器的主要区别。它主要起逻辑控制作用。4定时器（T）定时器是PLC中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。电气控制的大部分应用都需要用定时期进行控制，灵活使用定时器可以编制出复杂动作的控制程序。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第11页定时器的工作过程与继电器控制系统的时间继电器基本相同，但它没有瞬动触点。使用时要提前输入时间预设值。当定时器的输入条件满足时开始计时，当前值从0开始按一定的时间单位增加，而当定时器的当前值达到预设值时，定时器触点动作，
21、利用定时器的触点就可以得到控制所需的延时时间。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第12页第3章机械手控制分析31机械手的动作过程机械手的动作顺序、检测元件和执行元件的布置如图31所示。机械手的初始位置在原点，按下启动按钮后，机械手将依次完成下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移八个动作，实现机械手一个周期的动作。机械手的下降、上升、左移、右移的动作转换靠限位开关来控制，而夹紧、放松动作的转换是由PLC内部的时间继电器来控制的。为了使动作准确，机械手上安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对机械手进行下降、上升、右行、左行等动作的限位，并给出了动作到位的信号。图31系统结
22、构示意图32机械手的控制要求与设计工作台A、B上工件的传送采用PLC控制；机械手要求按一定的顺序动作；为满足生产要求，机械手设置手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步、单周期、连续和自动返回初始状态等多种工作方式。手动工作方式利用按钮对机械手每一步动作单独进行控制，例如，按“上四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第13页升”按钮，机械手上升按“下降”按钮，机械手下降。此种工作方式可使机械手置原点。单步工作方式从原点开始，按自动工作循环的工序，每按一下起动按钮，机械手完成一步的动作后自动停止。单周期工作方式按下启动按钮，从原点开始，机械手按工序自动完成一个周期的动作后，停在原点。
23、连续工作方式机构在原点时，按下启动按钮，机构自动连续地执行周期动作。当按下停止按钮时，机械手保持当前状态。重新恢复后机械手按停止前的动作继续进行。机械手在最上面和最左边且加紧装置松开时，称为系统处于原点状态（或称初始状态）。在进入单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态；如果不满足这一条件，可以选择回原点工作方式，然后按相应的按钮，使系统自动返回原点状态。33PLCI/O地址分配表根据控制系统外部I/O接线图，PLCI/O地址分配见表31序号符号功能描述序号符号功能描述1I00起动13I20手动2I01下限位14I21回原点3I02上限位15I22单步4I03右限位16I23单周期5
24、I04左限位17I24连续6I05上升18Q00下降7I06左行19Q01加紧8I07松开20Q02上升9I10下降21Q03右移10I11右行22Q04左移11I12加紧23Q05原点显示12I13停止表31PLCI/O地址分配表34PLC选型及I/O接线图根据控制要求，PLC控制系统选用西门子公司S7200系列CPU224和EM221，其输入、输出端子电气接线图如图33所示。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第14页图33机械手PLC的接线图四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第15页第4章PLC控制系统程序设计41整体设计为编程结构简洁、明了，把手动程序和自动程序分别编成相对独立子
25、程序模块，通过调用指令进行功能选择。图41是主程序OB1，SM00的常开触点一直闭合，公用程序是无条件执行的。在手动方式，I20为1状态，执行“手动”子程序。在自动回原点方式，I21为1状态，执行“回原点”子程序。可以为其他3种工作方式分别设计一个单独的子程序。考虑到这些工作方式使用相同的顺序功能图，程序有很多共同之处，为了简化程序，减少程序设计的工作量，将单步、单周期和连续这3种工作方式的程序合并为名为“自动”的子程序。在自动程序中，应考虑用什么方法区分这3种工作方式。图41主程序四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第16页42公用程序公用程序（见图42）用于处理各种工作方式都要执行的任务
26、，以及不同的工作方式之间相互切换的处理。左限位开关I04、上限位开关I02的常开触点和表示机械手松开的Q01的常闭触点的串联电路接通时，“原点条件”M05变为1状态。当机械手处于原点状态（M05为1状态），在开始执行用户（SM01为1状态）、系统处于手动方式（I20为1状态）或自动回原点方式（I21为1状态）时，图45中的初始步对应的M00将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式做好准备。如果此时M05为0状态，M00将被复位，初始步为不活动步，按下启动按钮也不能转换到顺序功能图的第2步M20,系统不能在单步、单周期和连续工作方式工作。从一种工作方式切换到另一种工作方式时，应将原来的现场“打
27、扫干净”，将有存储功能的位元件复位，不能留下原来的工作方式的丝毫痕迹。工作方式较多时，应仔细考虑各种可能的情况，分别进行处理。以机械手控制系统为例，在切换工作方式时应作下列操作1当系统从自动工作方式切换到手动或自动回原点工作方式时，必须将图45中除初始步以外的各步对应的存储器位（M20M27）复位（见图42）否则以后返回自动工作方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况，引起错误的动作。2非连续工作方式时I24的常闭触点闭合，将表示连续工作状态的标志位M07复位。3在退出自动回原点工作方式时，I21的常闭触点闭合。此时应将自动回原点的顺序功能图（见图48）中所有的步对应的位存储器（M10M1
28、5）复位，以防止下次进入自动回原点方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第17页图42公用程序43手动控制程序图43是手动程序，为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁1设置了上升与下降之间、左行与右行之间的互锁，以防止功能相反两个输出同时为1状态。2用限位开关I01I04的常闭触点限制机械手的移动范围。3上限位开关I02的常开触点与控制左、右行的Q04和Q03的线圈串联，机械手升到最高位置才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时与别的物体碰撞。4只允许机械手在最左边或最右边（I03或I04常开触点闭合）时上升、下四川信息职业技术
29、学院毕业设计说明书论文第18页降和松开工件。图43手动程序梯形图45自动操作程序由于自动操作的动作较复杂，不容易直接设计出梯形图，可以先画出自动操作流程图，用以表明动作的顺序和转换的条件，然后根据所采用的控制方法，设计梯形图就比较方便。机械手的自动操作流程图如图44所示。图中矩形方框表示其自动工作循环过程中的一个“工步”，方框中用用文字表示该步的功能。方框的右边画出该步动作的执行元件，相邻两工步之间可以用有向线段连接，表明转换方向，有向线段上的小横线表示转换的条件，当转换条件得到满足时，便从上一工步转到下一工步。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第19页图44自动操作流程图图45是处理单周
30、期、连续和单步工作方式的顺序功能图，最上面的转换条件与公用程序有关。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第20页图45自动操作的顺序功能图图46是用起保停电路设计的程序，M00和M20M27用典型的起保停电路控制。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第21页四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第22页图46自动程序的梯形图单周期、连续和单步这3种工作方式主要是用“连续标志”M07和“转换允许”标志M06来区分的。1单步与非单步的区分M06的常开触点串联在每一个控制代表步的存储器的起动电路中，它们断开时禁止步的活动状态转换。如果系统处于单步工作方式，I22为1状态，它的常四川信息职业技术学
31、院毕业设计说明书论文第23页闭触点断开，“转换允许”存储位M06在一般情况下为0状态，不允许步与步之间的转换。当某一步的工作结束后，转换条件满足，如果没有按起动按钮I00,M06处于0状态，起保停电路的起动电路处于断开状态，不会转换到下一步。一直要等到按下起动按钮I00,M06在I00的上升沿的一个扫描周期为1状态，M06的敞开触点接通，系统才会转换到下一步。系统工作在连续、单周期（非单步）工作方式时，I22的常闭触点接通，使M06为1状态，串联在各起保停电路中的M06的常开触点接通，允许步与步之间的正常转换。2单周期与连续的区分在单周期好连续工作方式，I22（单步方式）的常闭触点闭合，M06
32、的线圈“通电”，允许转换。连续工作方式时I24为1状态，在初始步为活动步时按下起动按钮I00，在M20的起动电路中，M00、I00、M05（原点条件）和M06的常开触点均接通，使M20的线圈“通电”，系统进入下一步，Q00的线圈“通电”，机械手下降。与此同时，控制连续工作的M07的线圈“通电”并自保持。机械手碰到下限开关I01时，转换到加紧步M21,Q01被置位，加紧电磁阀的线圈通电并保持。同时接通延时定时器T37开始定时，5S后定时时间到，工件被加紧，转换条件T37满足，转换到步M22。以后系统将这样一步一步的工作下去。当机械手在步M27返回最左边时，I04为1状态，因为“连续”标志位M07
33、为1状态，转换条件4070IM满足，系统将返回步M20，返回连续地工作下去。按下停止按钮I13以后，M07变为0状态，但是机械手不会立即停止工作，在完成当前工作周期的全部操作后，机械手返回最左边，左限位开关I04为1状态，转换条件4070IM满足，系统才会从步M27返回并停留在初始步。在单周期工作方式，M07一直处于0状态。当机械手在最后一步M27返回最左边时，左限位开关I04为1状态，因为连续工作标志位M07为0状态，转换条件4070IM满足，系统返回并停留在初始步M00,机械手停止运动。按一次起动按钮，系统只工作一个周期。3单步工作过程四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第24页在单步工
34、作方式，I22为1状态，它的常闭触点断开，“转换允许”辅助继电器M06在一般情况下为0状态，不允许步与步之间的转换。设初始步时系统处于原点状态，M05和M00为1状态，按下起动按钮I00，M06变为1状态，使M20的起动电路接通，系统进入下降步。放开起动按钮后，M06变为0状态。在下降步，Q00的线圈“通电”，当下限位开关I01变为1状态时，与Q00的线圈串联的I01的常闭触点断开（见图47中最上面的网路），使Q00的线圈“断电”，机械手停止下降。I01的常开触点闭合后，如果没有按起动按钮，I00和M06处于0状态，不会转换到下一步。一直要等到按下起动按钮，I00和M06变为1状态，M06的常
35、开触点接通，才能使转换条件I01起作用，M21的起动电路接通，M21的线圈“通电”并自保持，系统才能由步M20进入步M21，以后在完成某一步操作后，都必须按一次起动按钮，系统才能转换到下一步。图46中控制M00的起保停电路如果放在控制M20的起保停电路之前，在单步工作方式步M27为活动步时按起动按钮I00，返回步M00后，M20的起动条件满足，将马上进入步M20，这样连续跳两步是不允许的。将控制M20的起保停电路放在控制M00的起保停电路之前和M06的线圈之后，可以解决这一问题。在图46中，控制M06（转换允许）的是起动按钮I00的上升沿检测信号，在步M27按起动按钮，M06仅一个扫描周期为1
36、状态，它使M00的线圈通电后，下一扫描周期出来控制M20的起保停控制电路时，M06已变为0状态，所以不会使M20变为1状态，要等到下一次按起动按钮时，M20才会变为1状态。4输出电路输出电路是自动程序的一部分，输出电路中I01I04的的常闭触点是为单步工作方式设置的。以下降为例，当小车碰到限位开关I01后，与下降步对应的存储器位M20或M24不会马上变为0状态，如果Q00的线圈不与I01的常闭触点串联，机械手不能停在下限位开关I01处，还会继续下降，对于某些设备，可能造成事故。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第25页图47输出电路的梯形图46自动回原点程序图48是自动回原点程序的顺序功能
37、图，图49是用起保停电路设计自动回原点程序的梯形图。在回原点工作方式，I21为1状态。按下起动按钮I00时，机械手可能处于任意状态中，根据机械手当时所处的位置和夹紧装置的状态，可以分为3种情况，采用不同的处理方法1Q01为0状态，表示夹紧装置松开，机械手没有夹持工件，应上升和左行，直接返回原点位置。按下起动按钮I00，应进入图48中上升步M14，转换条件为1000QI。如果机械手已经子在最上面，上限位开关I02为1状态，进入上四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第26页升步后，应为转换条件已经满足，将马上转换到左行步。2Q01为1状态，夹紧装置处于夹紧状态；机械手在最右边，右限位开关I03为
38、1状态，应将工件搬运到B点后再返回原点位置。按下起动按钮I00，机械手应进入下降步M12，转换条件为301000IQI，首先执行下降和松开操作，释放工件后，再返回原点位置。3Q01为1状态，夹紧装置处于夹紧状态；机械手不在最右边，I03为0状态。按下起动按钮I00，应进入步M10，转换条件为301000IQI，首先上行、右行、下降和松开工件，将工件搬运到B点后再返回原点位置。机械手返回原点位置后，原点条件满足，公用程序中的原点条件标志M05为1状态，因为此时I21为1状态。图45顺序功能图中的初始步M00在公用程序中被置位，为进入单周期、连续和单步工作方式做好准备，因此可以认为自动程序的顺序功
39、能图的初始步M00是步M15的后续步。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第27页图48自动回原点程序的顺序功能图四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第28页四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第29页图49自动回原点的梯形图四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第30页总结经过几个月的毕业设计终于要接近尾声了，在几个月的时间里，我设计的是PLC控制机械手移动物体。我是用PLC设计的，在设计电路当中，我学到了许多没有学到的知识，使我认识到了现代电气技术不可缺少的一部分，所以必须熟练应用电气学理论和实践技能。加强应用实践能力和创新意识的培养，而开展此次设计，确实在设计过程我遇到不少难题，通
40、过查阅资料和老师的帮助，使我的个人综合能力有了很大的提高，这次毕业设计也为我以后出去工作和出生社会打好了良好了基础，提高了我们的综合实践能力，以及在遇到困难时学会独立思考不怕困难，自己通过查找书籍等解决问题能力。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第31页致谢本课题论文是在我的导师的亲切关怀和细心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，朱老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。同时还在思想、生活、工作上给我以无微不至的关怀，在此谨向朱老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在此，我要向朱老师深深地说一声，谢谢你老师你辛苦
41、了在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。四川信息职业技术学院毕业设计说明书论文第32页参考文献1刘午平主编PLC技术从入门到精通国防工业出版社2何书森何华斌主编PLC电路原理与设计速成福建科学技术出版社3肖景和主编PLC电路应用精粹人民邮电出版社4黄继昌郭继忠张海贵等主编PLC电路应用300例人民邮电出版社5杨颂华冯毛官孙万蓉等主编PLC技术基础西安电子科技大学出版社6杨宝清宋文贵主编PLC电路手册机械工业出版社7求是科技编著PLC应用开发技术与工程实践四川信息职业技术学院毕业设计（论文）评语学生姓名学号0840064班级电气082专业电气自动化技术设计（论文）题目PLC在机械手移动物体控制系统中的应用指导教师指导老师考核意见等级指导教师答辩评语等级答辩老师总评成绩等级考核小组组长备注以上两项成绩综合后，指导老师考核成绩占总分的60，答辩成绩占总分的40，按五级记分（优、良、中、及格、不及格）。YMLY546701227126COM
