以S7-200PLC為控制器的多種工作方式的簡單機(jī)械手控制系統(tǒng)簡述

摘 要 采用西門子S7-200 PLC為控制器，應(yīng)用STEP7編程軟件對機(jī)械手的動作過程進(jìn)行控制。本文對簡單機(jī)械手的運(yùn)行過程及PLC的控制電路和程序等方面做了詳細(xì)的敘述。

關(guān)鍵詞 簡單機(jī)械手；手動；自動；PLC

中圖分類號 TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0148-01

在生產(chǎn)線上，通常需要機(jī)械手搬運(yùn)物品。為滿足生產(chǎn)的需要，很多系統(tǒng)要求設(shè)置多種工作方式，如手動工作方式和自動工作方式；自動工作方式又有連續(xù)、單周期、單步、回原點(diǎn)等幾種工作方式之分。以前的機(jī)械手是采用繼電控制系統(tǒng)控制，其控制系統(tǒng)復(fù)雜，大量的接線使系統(tǒng)的可靠性低，自動化程度不高，安全系數(shù)也不高，現(xiàn)在采用PLC進(jìn)行順序控制后，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和工作效率。

1 機(jī)械手動作過程描述

圖1 機(jī)械手工作示意圖

本控制系統(tǒng)中，包括機(jī)械手本體、上限位、下限位、左限位、右限位等四個傳感器。動作過程包括下降、夾緊、上升、右移、放松、上升等六個動作。如圖1所示?？刂迫蝿?wù)是將物體從A點(diǎn)運(yùn)送到B點(diǎn)。

一個完整的機(jī)械手動作過程包括：機(jī)械手從原點(diǎn)開始下降，當(dāng)下降到下限位時(shí)（即A工位），停止下降，夾緊工件（持續(xù)1S鐘，確保工件有效夾緊），然后上升，當(dāng)機(jī)械手到上限位時(shí)，右移，到右限位時(shí)，機(jī)械手下降，到下限位時(shí)停止下降，松開機(jī)械手，將工件放于B工位（持續(xù)1S鐘，確保工件有效釋放），然后機(jī)械手上升、左移回到原點(diǎn)。完成一個完整的工作周期。

2 機(jī)械手控制面板功能說明

系統(tǒng)中操作面板如圖2所示。操作面板上設(shè)有機(jī)械手的五種工作方式的選擇開關(guān)以及手動運(yùn)行時(shí)的各個操作按鈕，以及各個開關(guān)、按鈕的輸入點(diǎn)地址分配。

機(jī)械手的五種工作方式通過方式開關(guān)來選擇。

2.1 手動工作方式

在手動工作方式下，可以進(jìn)行6種手動控制。

圖2 機(jī)械手操作控制面板

2.2 回原點(diǎn)工作方式

可以使系統(tǒng)返回原點(diǎn)狀態(tài)，為進(jìn)入自動工作方式做好準(zhǔn)備。

此系統(tǒng)原點(diǎn)狀態(tài)是指：機(jī)械手停留在最上和最左位置，即左限位傳感器和上限位傳感器有效，且夾緊裝置為松開狀態(tài)。

2.3 單步工作方式

在此工作方式下，從初始步開始，每按下一次起動按鈕，系統(tǒng)運(yùn)行一步動作，完成該步動作后即停止，待下次起動按鈕再次被按下，再向下個動作轉(zhuǎn)換。

2.4 單周期工作方式

此方式下，按下起動按鈕，從初始動作開始按順序執(zhí)行一個工作周期的所有動作，完成后，返回并停留在初始步。

2.5 連續(xù)工作方式

此方式下，按下起動按鈕，從初始步開始循環(huán)執(zhí)行若干個工作周期。當(dāng)按下停止按鈕，也要將當(dāng)前工作周期執(zhí)行完，返回并停留在初始步。

圖3 自動控制程序順序功能圖

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)要求，共需要17個輸入點(diǎn)，5個輸出點(diǎn)。選擇s7-200系列CPU226來完成本任務(wù)。

外部接線圖根據(jù)要求畫出即可。

由主程序、公用子程序、手動子程序、自動子程序組成本項(xiàng)目程序結(jié)構(gòu)。

自動控制程序用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)程序。其順序功能圖如圖3。

將順序功能圖轉(zhuǎn)為梯形圖，其他程序部分用經(jīng)驗(yàn)法編寫，編譯下載調(diào)試運(yùn)行。

4 結(jié)束語

機(jī)械手是生產(chǎn)線中主要的輔助設(shè)備之一，而且經(jīng)常要求其具備多工作方式的運(yùn)行特點(diǎn)，使其滿足生產(chǎn)過程的不同需求。用西門子S7-200PLC對其進(jìn)行控制，簡化了繁雜的硬件線路，節(jié)省了空間，降低了設(shè)備的故障率，使設(shè)備的性能穩(wěn)定，操作簡單。

參考文獻(xiàn)

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