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1、盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2011)毕业设计说明书基于PLC的多关节机械手控制系统设计专业自动化学生姓名班级B自动化071学号指导教师完成日期2011年6月5日基于PLC的多关节机械手控制系统设计摘要：机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个
2、重要手段。国内外都十分重视它的应用和发展。机械手是模仿着人手部的部分动作，按照给定程序、轨迹和要就实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。本设计介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程，研究了基于PLC的机械手控制系统的设计，还研究了组态王在机械手控制系统的应用。利用组态王软件设计了机械手控制监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。本设计实现多关节机械手在一个轴承装配线上，通过S7-200 PLC控制机械手的动作，完成取轴承、加盖及转移工件，最后控制压盖机完成
3、压盖的整个过程。完成这些动作主要是利用PLC控制电动机的转动和电磁阀的通断，电动机的转动来驱动机械手臂的旋转，电磁阀控制机械手的上升和下降。用上位机组态来显示机械控制参数值和报警信号，监测各种机械控制参数。关键词：机械手 ；PLC系统；组态王Design Of Multi-joint Robot Control System Based On PLCAbstract：Manipulator is often encountered in the field of industrial automation, a control object. With the development of i
4、ndustrial automation in recent years, robot gradually become a new subject, and has been a rapid development. Manipulator widely used and forging, stamping, forging, welding, assembly, machining, painting, heat treatment and other industries. Especially in the heavy, high temperature, toxic, hazardo
5、us, radioactive, and more dust and other harsh work environment, the robot because of its significant advantages and special attention. In short, the mechanical hand is to increase labor productivity, improving working conditions, reduce labor intensity and to achieve industrial production of an imp
6、ortant means of automation. Attach great importance to its domestic and international applications and development.Manipulator is modeled on the part of staffing the Department action, according to a given program to automatically track and to capture, handling or operation of the automatic mechanic
7、al devices. This paper introduces the manipulator Research and PLCs research and development trends, describes the robot control system works and actions to achieve the process of research-based PLC, robot control system design, also studied Kingview robot control system Application. Configuration s
8、oftware designed by a mechanical hand control monitoring interface that provides a more intuitive, clear, accurate robot operation state, which in turn provides maintenance and troubleshooting of a wide range of possibilities to fully enhance the efficiency of the system.Thedesign of multi-joint rob
9、ot in a bearing assembly, through the S7-200 PLC controls the manipulator moves to take back the bearing, seal and transfer the workpiece, and finally control the capping machine to complete the whole process of the gland. Complete these actions mainly using PLC to control the motor rotation and on-
10、off solenoid valve, electric motor to drive the rotation of the rotating mechanical arm, the electromagnetic valve control robot up and down. Configuration with the host computer to display the machine control parameters and alarm signals, monitoring of various machine control parameters.朗读显示对应的拉丁字符
11、的拼音Key words：Manipulator; Program Logical Control; Kingview目 录1 绪论11.1 课题研究目的及意义11.2 主要设计内容12 系统总体设计22.1 系统总体原理图22.1.1系统的组成22.1.2系统的工艺流程22.2机械手控制方式的选择32.1.1控制方式的分类32.1.2机械手控制方式的选定33 硬件设计43.1 机械手控制系统构建概述43.2 PLC的硬件结构63.3 PLC的I/O资源配置74 PLC程序设计84.1程序流程84.2机械手控制程序94.2.1手动工作方式94.2.2 自动工作方式105 组态王监控画面设计12
12、5.1 组态王的概述125.2 机械手监控画面设计126 系统调试186.1 手动运行186.2 自动运行206.3 调试分析257 结束语26参考文献27致 谢28附 录29附录1：PLC机械手控制外部接线图30附录2：PLC程序31基于PLC的多关节机械手控制系统设计1 绪论1.1 课题研究目的及意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到
13、特别重视。总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段。国内外都十分重视它的应用和发展。可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一。由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性，如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用。机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来
14、摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。本次课题设计的机械手就是通过PLC来实现自动化控制的。通过此次设计可以更进一步学习PLC的相关知识，了解世界先进水平，尽可能多的应用于实践。组态王是亚控公司根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的
15、结果。组态王发展至现在已能连接PLC、智能仪表、板卡、模块、变频器等上千种工业自动化设备。通过逼真的现场画面，可以实时地掌握工业控制现场的每一个生产细节，例如现场的流程画面、过程数据、趋势曲线、生产报表、操作记录和报警等。1.2 主要设计内容本课题主要研究的是基于PLC的机械手控制系统的设计，并通过组态软件设计出人机界面并进行设备和数据对象的连接，实现动画显示。其中设计部分包括硬件和软件设计两大部分，软件部分主要是应用PLC编程软件编写出控制机械手运作的程序，硬件设计部分主要是设计出PLC控制器的供电电路和控制器本身的IO连接图。本课题用到的组态软件是组态王，它是一套基于Windows平台的，
16、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。2 系统总体设计2.1 系统总体原理图2.1.1系统的组成多关节机械手控制系统在生产线上的主要任务是，将轴承从传送带1转移至传送带2上，然后将盖放置于轴承之上，最后经压盖机加工，完成轴承装配的一部分加工。整个工作过程机械手包括以下动作：手臂上升手臂下降手爪抓紧手爪放松手臂左旋手臂右旋多关节机械手完成以上动作主要是通过机械控制来实现的，即利用PLC控制电动机的转动和电磁阀的通断，电动机的转动来驱动机械手臂的左右旋转，电磁阀驱动气缸的升降控制机械手臂的上升和下降。多关节机械手的工作过程如图2-1所示
17、：手爪放松传送带2手臂下降启动手臂上升手臂抓紧手臂下降传送带1手爪抓紧手臂右旋手臂上升图2-1 多关节机械手简单工作过程示意图2.1.2系统的工艺流程机械手的动作顺序和检测元件、执行元件的布置示意图如图2-2所示。机械手的初始位置停在原点，按下启动按钮后，机械手将依次完成下降夹紧上升右移再下降放松再上升左移8个动作。机械手的下降、上升、右移、左移等动作的转换，是由相应的限位开关来控制的，而夹紧、放松动作的转换是由时间来控制的。图2-2搬运机械手的动作顺序和检测元件、执行元件的布置示意图为保证安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降，若上一次搬到右工作台上工件尚未移走，机械手应自
18、动暂时等待，为此设置了一个光电开关，以检测“无工件”信号。2.2机械手控制方式的选择2.1.1控制方式的分类a)可编程序逻辑控制器（PLC）；b) 工业控制计算机（IPC）；c) 集散控制系统（DCS）。2.1.2机械手控制方式的选定由于PLC和计算机属于两类产品，经过几十年的发展都形成了自身的装置特点和软件工具，实际上它们的区别仍然存在。PLC用编程器或计算机编程，编程语言是梯形图、功能块图、顺序功能表图和指令表等。集散系统自身或用计算机结构形成组态构成开发系统环境。总的来说，在选择控制器时，首先要从工程要求、现场环境和经济性等方面考虑。没有哪种控制器是绝对完善的，也没有哪种产品绝对差，只能
19、说根据不同的环境选择更适用的产品。PLC自问世以来，经过20多年的发展，在美国、欧洲、日本等工业发达国家已成为重要产业，当前，PLC在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品，用PLC设计自动控制系统已成为世界潮流。PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力。编程安装使用简便、低价格长寿命。比之单片机，它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和成本。PLC的下端（输入端）为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。人们在应用它时，可以不必进行计算机方面的专门培训，就能对可编程
20、控制器进行操作及编程，用来完成各种各样的复杂程度不同的工业控制任务。机械手控制系统若采用PLC控制，体积小、重量轻、控制方式灵活、可靠性高、操作简单、维修容易。由于PLC所具有的灵活性、模块化、易于扩展等特点，可以根据现场要求实现机械手的不同工作要求。机械手采用PLC控制技术，可以大大提高该系统的自动化程度，减少了大量的中间继电器、时间继电器和硬件接线，提高了控制系统的可靠性。同时，用PLC控制系统可方便地更改生产流程，增强控制功能.综上所述，机械手的控制方式选择PLC控制。3 硬件设计3.1 机械手控制系统构建概述根据系统功能概述，多关节机械手控制系统的硬件框图如图3-1所示。图3-1 多关
21、节机械手控制系统的硬件连线图下面将依次详细介绍硬件系统中的各个部分。APLC的选型选择西门子S7-200系列PLC来作为多关节机械手控制系统的控制主机。在西门子S7-200系列PLC中又有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM等。多关节机械手控制系统总共有8个数字输入，7个数字量输出，共需15个I/O，根据I/O点数及程序容量，选择CPU226作为本控制系统的主机。CPU226具有以下特性：a)8KB的程序存储器。b)2.5K字数字存储器。c)1个可插入的存储器子模块。d)14个数字量输入，有4个可用作硬件中断，I0个用于高速功能。e)I0个数字量输出，其中2
22、个可用作本机集成功能。f)2个8位分辨率的模拟电位器。g)数字量输入/输出，最多可以扩张成94个数字量输入，74个数字量输出。h)模拟量输入/输出，最多可以扩展成28个模拟量输入与7个模拟量输出，或者是14个模拟量输出。i)256个计数器，技术范围为032767.j)具有256个内部标志位。k)具有256个定时器，其中分辨率为1ms的有4个，其定时范围为1ms 30s；分辨率为10ms的有16个，其定时范围为10ms5min；分辨率为100ms的有236个，其定时范围为100ms54min。l)具有4个中断输入。m)6个32位的高速计数器，可作为加减计数器用，或将增量编码器的两个相互之间相移为
23、90度的脉冲序列连接到高速计数器输入端。n) 2个高速脉冲输出，可产生中断，脉冲宽度和频率可调。o)1个RS-485通信接口。p)AS接口最大输入/输出有496个，可以扩展7个模块。B. 各种限位开关在多关节机械手控制系统中，总共用了5个限位开关；上升限位开关、下降限位开关、左旋限位开关、右旋限位开关、抓紧限位开关。限位开关主要是用来控制机械手在运动过程中的停止时刻和位置。a)上升限位开关。上升限位开关用于控制机械手能在整体上升时的位置，事先在机械工作平台上方的合适位置上安装好限位开关，当机械手上升到能接触到上升限位开关时，PLC控制机械手停止上升。b)下降限位开关。下降限位开关用于控制机械手
24、能在整体下降时的位置，事先在机械工作平台下方的合适位置上安装好限位开关，当机械手下降到能接触到下降限位开关时，PLC控制机械手停止下降。c)左旋限位开关。左旋限位开关用于控制机械手手臂间向左运动时的定位，事先在机械工作平台的合适位置上安装好限位开关，当机械手手臂向左运动接触到左旋限位开关时，PLC控制机械手手臂停止向左运动。d)右旋限位开关。右旋限位开关用于控制机械手手臂间向右运动时的定位，事先在机械工作平台的合适位置上安装好限位开关，当机械手手臂向右运动接触到右旋限位开关时，PLC控制机械手手臂停止向右运动。e)抓紧限位开关。抓紧限位开关用于控制机械手手指在从传送带A上取物品时抓物品的松紧程
25、度，事先在机械手的合适位置上安装好限位开关，安装的根据是既要保证物品能够被机械手抓牢，又不能抓的太紧而损坏物品本身。当机械手手指抓紧接触到抓紧限位开关时，PLC控制机械手手指停止动作。C光电开关在传送带A的旁边两侧的合适位置，安装有光电开关。光电开关主要用来指示传送带A上的物品到达了适合机械手抓起物品的位置，这个也是安装光电开关的依据，既要保证机械手能抓起物品，又要使得机械手抓物品时所受的力不至于过大。D各种电磁阀在机械手控制系统中，应用液压系统来驱动机械手，而液压是由电磁阀来控制的，即PLC控制电磁阀，从而控制液压系统，再由液压系统来驱动机械手。根据机械手不同的动作，主要有上升电磁阀、下降电
26、磁阀、左旋电磁阀、右旋电磁阀、抓紧电磁阀、放开电磁阀。a)上升电磁阀控制液压驱动机械手作上升运动。b)下降电磁阀控制液压驱动机械手作下降运动。c)左旋电磁阀控制液压驱动机械手手臂作向左旋转运动。d)右旋电磁阀控制液压驱动机械手手臂作向右旋转运动。e)放开电磁阀控制液压驱动机械手手臂作松开动作。E传送带的电动机接触器传送带并不需要时刻连续的运转传送，而且也不可能一直连续的传送物品，而是根据机械手的当前工作情况由控制机械手的控制系统来一同控制传送带A的工作与否，该在什么时刻启动传送，该在什么时刻停止传送。因此，就必须要在传送带的电动机部分安装一个可以控制电动机是运转还是停止的接触器，再通过PLC来
27、控制接触器，最后达到控制的目的。3.2 PLC的硬件结构可编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。PLC和一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。PLC的硬件系统由微处理器(CPU)、存储器(EPROM，ROM)、输入输出(I/O)部件、电源部件、编程器、I/O扩展单元和其他外围设备组成。各部分通过总线(电源总线、控制总线、地址总线、数据总线
28、)连接而成。其结构简图如下：外设I/O接口输出部件存储器EPROM微处理器运算器控制器电源输入部件I/O扩展接口I/O扩展单元受控元件输入信号外部设备图3-2 PLC硬件结构图PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合，通常可分为系统程序和用户程序两大部分。系统程序是每一个PLC成品必须包括的部分，由PLC厂家提供，用于控制PLC本身的运行，系统程序固化在EPROM中。用户程序是由用户根据控制需要而编写的程序。硬件系统和软件系统组成了一个完整的PLC系统，他们是相辅相成，缺一不可的。3.3 PLC的I/O资源配置表3-1 系统I/O分配表输入设备输入点信号（I/O）输出设备输出点编号（I
29、/O）启动按钮SB1I0.0下降电磁阀1YAQ0.0下限位开关1STI0.1夹紧电磁阀2YAQ0.1上限位开关2STI0.2上升电磁阀3YAQ0.2右限位开关3STI0.3右移电磁阀4YAQ0.3左限位开关4STI0.4左移电磁阀5YAQ0.4无工件检测SQI0.5原点Q0.5停止按钮SB2I0.6手动SOI0.7单步SOI1.0单周期SOI1.1连续SOI1.2下降按钮SB3I1.3上升按钮SB4I1.4右移按钮SB5I1.5左移按钮SB6I1.6右移夹紧按钮SB7I1.7放松按钮SB8I2.0原点按钮SB9I2.14 PLC程序设计4.1程序流程根据机械手动作和所要实现的功能，设计出如图4
30、-1所示的多关节机械手控制系统流程图。图4-1多关节机械手控制系统流程图4.2机械手控制程序基于本课题涉及到组态王模拟，所以在设计PLC程序的时候要考虑到组态王实际模拟时的情况，机械手运动控制方式分为手动和自动两种工作方式。4.2.1手动工作方式首先按下开关I0.0启启动模式，只有在这种模式下才能进行手动或自动模式的运作。手动按下下降开关I1.始下降，下降至设定位置后，手臂停止运动。按下0.08停止按钮后按下抓紧按钮I1.7械手抓起物体。然后按下上升按钮I1.4物体开始上升。上升至设定位置后按下右行按钮I1.5抓紧物体右移，移动至设定位置停止。按下下降按钮I1.3开始下降，下降至指定位置后停止
31、。按下放松开关I2.0开物体。松开后按下上升按钮I1.4上升至设定位置后停止运动，此时按下左移按钮I1.6向左移动。移至设定位置后手臂停止运动，至此手臂完成一个工作流程。手动控制程序如下：手动操作流程图如图4-2所示：图4-2 PLC手动控制流程图4.2.2 自动工作方式由于在组态王模拟部分不好实现限位开关自动控制机械手运动所以在这里用了定时器来让机械手达到自动运行的目的。其操作流程为：按下启动按钮I0.0打开启动模式，然后按下连续运动按钮I1.2，则机械手会按照手动控制的运动流程一步一步运动，最后回到原位停止。自动操作流程图如图4-3所示：图4-3自动操作流程图5 组态王监控画面设计5.1
32、组态王的概述组态王（King View）6.5是一款面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标而开发的一套产品。该产品可以运行在Windows98/NT/2000/XP等操作系统下，组态王软件包本身由工程管理器、工程浏览器、画面开发系统、画面运行系统和信息窗口组成。通过单击“开始”-“程序”- “组态王6.5”-“组态王”或桌面快捷图标进入工程管理器。工程管理器可以新建工程、搜索工程、工程备份、工程恢复、变量导入和导出以及定义工程属性等。工程浏览器是组态王软件的核心部分，它具有管理开发系统的功能。将画面制作系统中设计的图形画面、命令语言、设备管理、网络配置、配方管理、系统配置、工程资源进
33、行了集中的管理，在一个窗口中进行树形结构的排列，界面上与Windows操作系统的管理器相近。5.2 机械手监控画面设计A. 配置设置a）单击工程浏览中设备，出现下拉菜单，双击“COM1”，对串口进行参数设置（如图5-1所示）。设置波特率为“9600”、“偶校验”；数据位为7，停止位为2，通信方式为“RS485”。 图5-1 新建工程配置图b）双击右边的“新建”，在下拉菜单中单击PLC左边的“+”，弹出下拉菜单，选择“西门子”“S7-200系列”“PPI”，如图5-2所示：图5-2 PLC连接图a)设置PLC的逻辑名称为“机械手”或别的名称。b)选择串口号“COM1”，与前面的串口选择相同。c)
34、设置PLC的地址为“0”。d)其他参数按照默认进行设置。e)单击”完成”。B. 设备测试选择工程浏览器中的“机械手”设备，单机鼠标右键，则弹出菜单，选择“测试PLC”，则弹出“串口设备测试”对话框。选择“设备测试”界面，在寄存器选项中添加“V”，数据类型中选择“LONG”，然后单机“添加”按钮，则在“采集列表”中加入测试的寄存器名称及数据类型，最后单机“读取”按钮，则弹出如图所示的界面。其中显示了PLC通道1的数据位0，“质量戳”为“192”，表示PLC和组态王之间的通信正常。C. 创建新画面a)在组态王工程浏览器的工具目录显示区中，单击“文件”下的“画面”成员名，然后在右边的目录内容显示区中
35、双击“新建”图标，则弹出新建画面对话框，输入画面名称“机械手1”。b)点击“确定”按钮。c)按照机械手实际图形大致画出如下画面，并添加所需指示灯和按钮，画面如图5-3所示：图5-3 组态王模拟机械手画面D. 变量设置在工程浏览器中，左键单击数据词典，再双击右边的新建变量，则会出现添加变量的对话框。然后输入变量名“启动按钮”，选择变量类型为“I/O实数”，连接设备为“机械手”，寄存器为“IR1”，数据类型为“USHORT”，读写属性为“读写”，单机“确定”按钮，完成变量“启动”的设置。其他所需变量按上述步骤完成如图5-4，其中所有的内部灯变量为“内部离散型”变量，运动变量为“内部实数型”变量，按
36、钮变量为“IO实数型”变量。图5-4 组态王内部变量表E. 建立动画连接a） 在“机械手1”画面中双击“启动”按钮，会出现对话框，单击“按下时”按钮，出现命令语言框，在里面输入内容如下：BitSet( 本站点启动按钮,1,1);如图5-5所示：图5-5 按钮“启动”按下时命令语言输入界面单击“确认”按钮后，再在“命令语言连接”中选择“弹起时”，在随后弹出的命令语言编辑界面，编写命令语句如下：BitSet(本站点启动按钮,1,0);编辑界面如图5-6所示：图5-6 按钮“启动”弹起时命令语言输入界面单击“确认”按钮，完成了对“启动”按钮的动作设置。用相同的方法，完成对“停止”等其它按钮的动作设置
37、。在“机械手1”画面中双击指示灯控件，弹出对话框，在对话框中单击“？”，选择对应灯的离散变量。在“闪烁”复选框中打勾，给出闪烁条件为：本站点启动灯= =1，并设定闪烁速度为1s/间隔（如图5-7所示）图5-7 内部灯向导界面b） 在“机械手1”画面中双击所要移动的机械臂部位，弹出对话框，若需要水平移动，则单击“水平移动”按钮 ，弹出“水平移动连接”对话框，单击“？”选择机械臂变量，并设置移动距离和对应值，设置画面如图5-8所示，单击“确定”后完成设定。图5-8 机械手水平运动设置界面若需要物体垂直运动则在“动画连接”对话框中单击“垂直移动”按钮，其它设置同水平移动，设置画面如图5-9所示：图5
38、-9 机械手垂直运动设置界面c） 在“机械臂1”画面中右击选择“页面属性”，在页面属性中单击“命令语言”按钮，弹出“画面命令语言”对话框，在里面编写出动画运动过程中所需程序如下： 本站点启动灯=Bit( 本站点启动电机, 16 );本站点上行灯=Bit( 本站点上行电机, 1 );if (本站点下降灯=1) 本站点竖臂垂直运动=本站点竖臂垂直运动+30; if (本站点上行灯=1 & 本站点抓紧灯=1) 本站点竖臂垂直运动=本站点竖臂垂直运动-30; 本站点物体运动=本站点物体运动+30; if (本站点上行灯=1 ) 本站点竖臂垂直运动=本站点竖臂垂直运动-30; if (本站点右行灯=1)
39、 本站点竖臂水平运动=本站点竖臂水平运动+50; 本站点物体水平运动=本站点物体水平运动+50; if (本站点下降灯=1 & 本站点抓紧灯=1) 本站点物体运动=本站点物体运动-30; if (本站点左行灯=1 ) 本站点竖臂水平运动=本站点竖臂水平运动-50; 本站点下降灯=Bit( 本站点下降电机, 2 );本站点左行灯=Bit( 本站点左行电机, 3 );本站点右行灯=Bit( 本站点右行电机, 4 );if (本站点暂停按钮=1) 本站点上行电机=0; 本站点下降电机=0; 本站点左行电机=0; 本站点右行电机=0; 本站点抓紧电机=0; 本站点松开电机=0;本站点抓紧灯=Bit(
40、本站点抓紧电机, 5 );本站点放松灯=Bit( 本站点抓紧电机, 6 );本站点qdan=Bit( 本站点启动按钮, 1 );d) 保存信息完成上述所有工作后，一定要注意保存信息。具体操作：在每个画面的菜单下，选择“文件”“全部存”。少量的编辑改动，可以选择“文件”“保存”。e)写梯形图程序到PLC打开PLC程序，联机PLC，此时PLC的通信设置要与组态王通信设置一致：通信方式为SYMAC WAY，波特率9600bit/s，7位数据位，2位停止位，偶校验，站号为0。通信方式在CX-P软件界面菜单“文件”下“新建”中有相应的选项；通信参数在CX-P软件菜单“PLC”下“选项”中有设置。将设计好
41、的程序写入到PLC中，然后断开PC与PLC的链接。这是因为PC和组态王与PLC的连接都是通过一个RS232串口来完成的，任何时刻只有其中的一个与PLC进行通信。6 系统调试检查PLC外部接线正确无误后，把PLC程序出送至PLC中。在组态王开发画面中单击“文件”“切换到VIEW”，进入组态王运行系统。6.1 手动运行a）按下“启动”按钮，可看到启动指示灯亮如图6-1所示图6-1 按钮“启动”按下时组态画面b）按下“下降”按钮，可看到机械手下降，下降指示灯亮，如图6-2所示：图6-2机械手下降时组态画面c）下降到位时按下“暂停”按钮，下降指示灯灭，按下“抓紧”按钮，抓紧指示灯亮。如图6-3所示：图
42、6-3 机械手抓起物体时组态画面d） 按下“上升”按钮，机械臂夹着物体向上运动，上升指示灯亮。如图6-4所示：图6-4 机械手抓起物体上升时画面6.2 自动运行a）按下“启动”按钮，启动指示灯亮。如图6-5所示：图6-5 按下“启动”按钮时组态画面b）按下“连续”按钮后机械臂开始下降, 如图6-6所示：图6-6 “连续”按钮按下后机械手自动下降画面c）下降9S后机械手开始抓紧物体, 如图6-7所示：图6-7 机械手自动抓起物体时组态画面d）抓紧1S后机械手抓紧物体开始上升, 如图6-8所示：图6-8 机械手抓起物体自动上升时画面e）机械手抓紧物体上升9S后开始右移, 如图6-9所示：图5-9
43、机械手抓起物体右移时画面f） 机械手抓紧物体右移20S后开始下降, 如图6-10所示：图6-10 机械手抓紧物体下降时画面g）机械手抓紧物体下降20S后开始放松物体,如图6-11所示：图6-11 机械手自动放松物体时画面h） 机械手放松物体1S后开始上升, 如图6-12所示：图6-12 机械手放下物体后自动上升时画面i）机械手上升40S后开始左行, 如图6-13所示：图6-13 机械手自动左移画面j） 机械手左移35S后自动停止, 如图6-14所示：图6-14机械手自动停止时画面6.3 调试分析调试过程中需注意的几个问题：a)内部灯的变量为内部离散型，物体和机械臂的运动变量为内部实数型。b)物
44、体移动设置量中的“对应值”的正负与物体首先移动的方向是对应的。c)物体在移动过程中的不同步现象是因为物体的控制对象不一样。d)因限位开关在组态模拟中很难实现，可用定时器来代替限位开关的功能。7 结束语这次毕业设计完成了机械手手动和自动两种工作方式的模拟设计。在这个过程中遇到了很多从未遇到过的问题，有些解决了有些仍还没解决，但是在这个摸索的过程中自己还是学到了很多新的知识以及一些设计心得，比如在设计PLC程序之前一定要先想好要实现什么样的组态模拟效果，不能在设计PLC程序的时候想着只要实现目标就行，结果很有可能在使用组态王模拟的时候用不了PLC程序，或者使组态模拟变得异常复杂。另外在用组态王模拟
45、动画的过程中有时会出现本想让它们同步运动的物体，却有的先动有的后动，这是因为在运行过程中有的物体是通过PLC控制而有的在组态王里面控制，两者传输数据的时间不同才会出现不同步的现象。虽然努力的结果与预想的有点差距，但是能在里面学到有用的知识还是个很不错的结果。参考文献1王阿根.电气可编程控制原理与应用.北京:清华大学出版社，2007.2廖常初.S7-200PLC编程及应用.北京:机械工业出版社，2007.3王曙光，魏秋月，张高记. S7-200PLC应用基础与实例. 北京:人民邮电出版社，2007.4丁镇生.传感器及其遥控遥测技术应用M.西安；电子工业出版社,2003.5马小军.可编程控制器及其应用.南京：东南大学出版社2007.6张扬，蔡春伟，孙明健.S7-200 PLC原理与应用设计.北京：机械工业出