基于PLC与组态王的机械手控制系统设计1

PLC课程设计报告题目：基于PLC的机械手控制系统及组态设计二级学院：电气与电子工程学院班级： 14电气实验班姓名：李浩文学号：组员：指导老师：成绩：日期： 2017年4月基于PLC的机械手控制系统及组态设计摘要随着21世纪的发展，技术科技的不断完善，人们对于机械手的控制系统运用越来越成熟，机械自动化逐步代替了人工操作，这意味着将解放人类劳动力，一些简单重复的动作将会有机器代替运作，并且在某些场所，例如高温高压，有毒气体以及威胁到人类生命安全的环境。

为了适应社会需求的变化，人类不断实践和探索，机械手应运而生，相应的各种难题迎刃而解。

本设计主要介绍了国内外机械手研究现状及可编程控制器S7-200 PLC的研究发展趋势，基于PLC编程可知，组态王可以实现与S7-200编程器相结合，组建简单的仿真界面，通过仿真软件可以清晰的了解到机械手的操作，包括上移、下移、左移、右移。

实验表明，由S7-200 PLC和Kingview6.55构成的控制系统人机界面简单、易于操作、经济实用、可靠性高、稳定性高。

关键词：S7-200 PLC；组态王Kingview6.55；机械手目录1绪论 (1)1.1研究该课题的重要性 (1)1.2国内外机械手研究现状 (1)1.3该课题研究的内容 (2)2组态王Kingview 6.55和可编程控制器的介绍 (3)2.1组态王Kingview 6.55的介绍 (3)2.1.1组态王的历史 (3)2.1.2组态王的结构 (3)2.1.3组态王的基本配置 (5)2.1.4组态王软件产生的背景 (8)2.1.5组态软件的发展方向 (8)2.2可编程控制器的介绍 (10)2.2.1可编程控制器的概述 (10)2.2.2可编程控制器的历史 (10)2.2.3 PLC的基本结构 (11)2.2.4 PLC的工作原理 (12)2.2.5 PLC的基本配置 (12)3机械手控制系统的设计 (15)3.1机械手控制方式的选择 (15)3.1.1机械手控制方式的分类 (15)3.1.2 PLC与IPC和DCS的比较 (15)3.2 PLC的控制电路程序设计 (16)3.2.1 PLC的I/O分配表 (16)3.2.2编程指令的选择 (17)3.2.4 机械手的动作实现过程 (19)3.2.5 PLC控制机械手的模拟工作图 (19)3.2.6 PLC梯形图设计 (21)3.3 PLC程序的调试 (30)3.3.1 PLC控制的安装与布线 (30)3.3.2机械手控制程序的调试 (31)4组态王Kingview 6.55在机械手控制系统中的应用 (32)4.1工程的建立与结构变量的定义 (32)4.1.1工程的建立 (32)4.1.2建立结构变量的步骤 (33)4.1.3设备与组态王的连接 (35)4.2动画的连接 (38)4.2.1指示灯的动画连接 (38)4.2.2机械手的动画连接 (39)4.3组态运行调试 (45)总结 (46)参考文献 (47)附录 PLC梯形图设计 (48)基于PLC的机械手控制系统及组态设计1绪论1.1研究该课题的重要性该课题主要是研究当代机械手的控制过程以及如何实现，随着科技的不断发展，机械手运用到各个领域和产业当中，而现在机械手面临的问题主要是位置的精准性，定位精准性的准确度决定了机械手在工业的运用场所，同时随着发展的需要，机械手上位机要准备的报出发生故障的所在位置，运行维护人员要第一时间赶往现场并排除故障原因。

基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计姓名：学院：专业：班级：学号：指导教师：完成时间：基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计摘要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，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

在本设计中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的机械手模型控制系统的设计，还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。

利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，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。

关键词：机械手；PLC；MCGSDesign of Manipulator Model Control System based on PLCAbstractIn industrial production and other domains, Because of the demands of the work, people were usually subjected to endanger of heat, decay and poisonous air etc. factor, these factors increased the strength of worker's labor, even endanger life. Since the manipulator was born, the various difficult problems were easily solved.In this design the present condition of research about domestic and international manipulator and development trend of research concerning PLC were introduced. The principle of work and the process of action’s realization of manipulator control system were described. The design of manipulator model control system based on PLC was researched and MCGS’s application in the manipulator model control system was researched. The interface of supervision for the manipulator model control system was designed by MCGS. An intuitive, clear and accurate manipulator operating state was provided. And then various possibilities for maintain and b reakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated.Key words: manipulator; PLC; MCGS(完整word版)基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (2)1.1 课题研究目的及意义 (2)1.2 国内外机械手研究概况 (2)1.3 课题研究的内容 (2)第二章机械手控制方式的选择和可编程序控制器简介 (4)2.1 机械手控制方式的选择 (4)2.1.1 控制方式的分类 (4)2.1.2 PLC与工业控制计算机（IPC）和集散控制系统（DCS）的比较 (4)2.1.3 机械手控制方式的选定 (5)2.2 可编程序控制器简介 (6)2.2.1 PLC的结构 (5)2.2.2 PLC的特点 (6)2.2.3 PLC的主要功能 (8)2.2.4 PLC的经济分析 (8)2.2.5 PLC发展状况及趋势 (9)第三章机械手模型控制系统的设计 (9)3.1 机械手控制系统构件概述 (9)3.1.1 步进电机 (10)3.1.2 步进电机驱动器 (10)3.1.3 传感器 (12)3.1.4 直流电机驱动单元 (12)3.2 机械手的动作实现过程 (13)3.3 PLC程序设计 (14)3.3.1 I/O点数的确定及PLC类型的选择 (14)3.3.2 PLC的I/O分配 (15)3.3.3 编程指令的选择 ............................................................. 错误!未定义书签。

(精品)基于PLC的机械手控制系统的设计【范文仅供参考】【摘要】机械手是自动控制领域中一项重要而且较新的技术，引入PLC控制技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践结合的精华。

它可以代替人类在各种恶劣的条件下工作，而且它能提高生产过程的自动化程度，提高产品质量和生产效率，因此得到广泛的应用。

本文主要研究在PLC控制下机械手完成上下左右以及抓取等活动。

【关键词】PLC；机械手；步进电机1.引言机械手按用途可分为通用机械手和专用机械手两种，本文研究的PLC机械手属于通用机械手，它的控制系统独立，可改变程序、动作灵活多样。

通过PLC控制的机械手具有较大的工作范围、较高的定位精度和很强的通用性，可在多种严酷条件下工作。

2.PLC机械手控制系统设计方案对PLC机械手的要求是能准确、快速地搬运和拾放物件，这就要求它们具有精度高、反应快、承载能力强、工作空间充足和灵活的自由度以及在任意位置都能自动定位等特性。

首先，PLC是可编辑控制器的简称，它是一种以微机处理器为核心的工业通用自动控制装置。

它的主要功能有：多种控制功能；数据采集、存储与处理功能；通信联网功能；输入输出接口调理功能；人机界面功能；编程、调试功能。

本文选用PLC作为机械手的控制系统，是因为PLC体积小、重量轻、控制方式灵活、可靠性高、操作简单、维修容易、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序，减少了大量的中间继电器、时间继电器和硬件连线，提高了控制系统的可靠性。

同时，PLC控制系统可方便地更改生产流程，增强控制功能。

其次，选择步进电机和传感器。

控制机械手纵轴和横轴的步进电机选用的是42BYG250C型两相混合式步进电机，参数为步距角0.9o～1.8o，电流为1.5A。

选用SH-20403型步进电机驱动器，它采用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，8种输出电流可选，最大为3A。

《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业控制领域中最重要的技术之一。

工业机械手作为自动化生产线上重要的执行机构，其运动控制系统的设计直接关系到生产效率和产品质量。

本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统设计，包括系统架构、硬件配置、软件设计以及实际应用等方面。

二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统采用分层式结构设计，主要包括上位机监控系统、PLC控制器和机械手执行机构三个部分。

其中，上位机监控系统负责人机交互、数据监控和系统管理等功能；PLC控制器负责接收上位机指令，控制机械手的运动；机械手执行机构包括电机、传感器、气动元件等，负责完成具体的动作。

三、硬件配置1. PLC控制器：选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的运算能力和丰富的I/O接口，以满足机械手运动控制的需求。

2. 电机：根据机械手的具体需求，选用合适的电机类型和规格，如伺服电机、步进电机等。

3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器、力传感器等，用于检测机械手的运动状态和外部环境信息。

4. 气动元件：包括气缸、电磁阀等，用于实现机械手的抓取和释放等功能。

四、软件设计1. 编程语言：采用PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，进行程序编写和调试。

2. 控制算法：根据机械手的运动需求，设计合适的控制算法，如PID控制、轨迹规划等，以实现精确的运动控制。

3. 上位机监控系统：开发上位机监控软件，实现人机交互、数据监控和系统管理等功能。

监控软件应具备友好的界面、实时的数据显示和报警功能。

4. 通信协议：建立PLC控制器与上位机监控系统之间的通信协议，实现数据的实时传输和交互。

五、实际应用基于PLC的工业机械手运动控制系统在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。

通过上位机监控系统，操作人员可以方便地监控机械手的运动状态和生产数据。

PLC控制器根据上位机的指令，精确地控制机械手的运动，实现高精度的抓取、搬运、装配等任务。

基于PLC的机械手控制系统设计摘要近年来，机械手在工业自动化领域的应用越来越广泛，为了提高机械手的控制精度和稳定性，基于PLC的机械手控制系统设计成为研究热点。

本文通过对PLC技术和机械手控制系统的分析，提出了一种基于PLC的机械手控制系统设计方案，并在实际应用中进行了验证。

实验结果表明，该方案能够有效地提高机械手的运动精度和稳定性，并且具有较高的可靠性和可扩展性。

1. 引言随着工业自动化技术的不断发展，机械手作为一种重要的自动化设备，在工业生产中扮演着重要角色。

传统上，通过编程方式实现对机械手运动轨迹和速度等参数进行控制。

然而，在复杂环境下对机械手进行精确控制是一项具有挑战性的任务。

因此，研究人员开始采用基于PLC（可编程逻辑控制器）技术来设计和实现更加稳定、精确、可靠的机械手控制系统。

2. PLC技术介绍PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。

它具有高可靠性、高稳定性、可编程性强等特点，广泛应用于工业自动化领域。

PLC系统由输入模块、输出模块、处理器和程序存储器等组成。

输入模块用于接收外部信号，输出模块用于控制外部设备，处理器负责执行用户编写的程序。

3. 机械手控制系统设计基于PLC的机械手控制系统设计是一种将PLC技术应用到机械手控制中的方法。

该方法通过编写PLC程序来实现对机械手运动轨迹和速度等参数的精确控制。

具体而言，该设计方案包括以下几个方面：3.1 传感器选择传感器是实现对机械手运动参数进行监测和反馈的关键设备。

在选择传感器时，需要考虑到传感器的测量精度、响应速度和稳定性等因素。

3.2 运动轨迹规划在基于PLC的机械手控制系统中，需要通过编写程序来规划机械手的运动轨迹。

运动轨迹规划的目标是使机械手能够按照预定的路径进行移动，并且能够实现高精度的定位。

3.3 运动控制算法为了实现对机械手运动参数的精确控制，需要设计合适的运动控制算法。

常用的运动控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和遗传算法等。

提供全套，各专业毕业设计泸州职业技术学院毕业设计基于PLC与组态王Kingview6.50实现对机械手的控制设计学生姓名所在系机械工程系班级2012级2班专业机电一体化指导教师2014年9月15日摘要在工业生产等相关领域内，会有一些高温、腐蚀及有毒气体出现在工作环境中，危害了操作人员的健康，增加了工人的劳动强度。

而机械手可以解决这些问题。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，从而替代人工操作，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产。

本毕业设计任务主要通过PLC完成对一个5自由度的机械手模型控制，使其完成一系列的生产动作过程，并使用组态王软件对机械手进行监控，将机械手的动作过程进行了动画显示。

设计所使用的机械手系统(TVT-99D)是由三菱FX2N-48MT PLC主机、机械手(滚珠丝杆、滑轨)、Syntron 42BYG250C步进电机及其驱动器、传感器、光电编码器、气动元件等组成，可实现机械手的上下移动、左右移动、底盘旋转及手爪旋转、抓放等动作。

主要采用了步进顺序控制及步进控制技术。

涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表。

设计报告首先介绍了机械手控制方式的选择和所选择方式的简介；其次介绍了应用PLC设计机械手的步骤；还介绍了PLC机械手的程序调试；最后介绍了应用组态王对机械手监控的过程，包括画面绘制、数据变量的设置等。

【关键词】: 机械手 PLC 滚珠丝杠步进控制AbstractIn industrial production and other domains, something like high temperature, corrosion and poisonous gas appear at workplace, which would increased worker's labor intensity and even endangers their health. With manipulator used, those difficult problems can be easily solved. Hand operation can be replaced by manipulator operation, because it can grab, put, move objects flexibly and changefully. So it can be applied to transform the production of variety of medium and small-volume automated production.The task of the graduation design is to control a mechanical hand model with 5 degrees of freedom by PLC, and use it to complete a series of actions.The KINGVING is used to monitor the mechanical hand, and change its movement into animations. The system(model:TVT-99D) I used is composed by MITSUBISHIS FX2N-MT PLC, mechanical hand(ball screw, slide rail), Syntron 42BYG250C step motor and its driver module, sensor, photoelectric encoder ,pneumatic component and so on. It controls manipulator move vertically or horizontally, chassis or paw rotate, pack-and-place. The design mainly uses stepping sequence control and stepping control technology. The process covers programmable control technology, position control technology, detection technology, which is a typical representative of mechatronics.The design report firstly describes how to choose the way to control the mechanical hand and introductions of the ways. Then introduces the design steps. It also introduces program test of the manipulator.At last, the paper introduces the steps of processing and monitoring manipulator by KingView.【Key words】: mechanical hand PLC ball screw step contr目录一、绪论 (4)（一）课题研究目的及意义 (4)（二）国内外机械手研究概况 (4)1.国内方面 (4)2.国外方面 (4)二、机械手控制方式选择 (6)（一）机械手常用控制方法 (6)1．控制方式的分类 (6)2.机械手控制方式的选定 (7)（二）PLC简介 (7)1.PLC组成 (9)2.PLC的特点 (9)3. PLC的主要功能 (9)4. PLC的经济性分析 (10)5.PLC的应用领域及发展状况 (10)（三）组态王简介 (12)1.仿真的基本方法 (12)2.组态王软件特点 (13)1.机械手本体 (17)2.步进电机及其驱动器 (18)3.直流电机驱动器单元 (22)4．接近开关和限位开关 (23)5.旋转码盘 (24)三、应用PLC设计机械手的步骤 (26)（一）工艺控制和设计要求 (26)1.具体流程及步骤 (26)2.设计要求 (27)（二）PLC程序设计 (28)1. I/O点数的确定及PLC类型的选择 (28)2. PLC的I/O分配 (28)3.编程方式及指令的选择 (28)4.PLC程序的设计 (30)四、PLC机械手的程序调试 (36)（一）PLC控制的安装与布线 (37)1.输入接线 (37)2.电源接线 (37)3.接地 (38)五、应用组态王对机械手监控过程 (40)（一）画面绘制 (40)（二）数据变量的设置 (41)（三）组态王与PLC的通讯设置 (41)（四）实际监控 (41)六、小结 (43)（一）设计和调试过程遇到的问题及解决方法 (43)1.外部接线问题 (43)2.PLC选型的问题 (43)3.接近开关使用 (43)4.合并程序 (43)5.特殊辅助继电器M8029的使用 (44)6.步进电机控制问题 (44)（二）心得体会 (44)七、致谢 (45)参考文献 (46)一、绪论（一）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。

毕业论文标题：基于PLC与组态技术机械手的控制系统摘要 (1)引言 (2)一、机械手控制系统的工作要求 (4)二、下位机PLC控制系统设计 (5)2.1机械手控制PLC 输入输出端子分配 (5)2.2机械手控制PLC顺序功能图 (5)2.3机械手控制PLC外围接线图 (6)2.4机械手控制PLC梯形图 (7)三、系统上位机组态设计及功能实现 (10)3.1设备连接 (10)3.2通讯设备参数设置 (10)3.3构造数据库 (11)3.4监控界面的设计和动画连接 (12)3.5系统运行 (14)四、系统调试 (16)4.1使用设备 (16)4.2调试过程 (16)五、设计过程遇到的问题及解决方法 (17)总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 .................................. 错误！未定义书签。

附录2 .................................. 错误！未定义书签。

本设计主要介绍了基于组态王与PLC实现对机械手控制系统设计，开发PLC控制系统与上位机监控界面。

组态王通过设备驱动程序从现场硬件设备获取实时数据并处理，以动画的方式在上位机屏幕上显示，同时按照组态要求和操作人员的指令使机械手按照设定的轨迹运行，并且将现场动画在监控界面中显示出来。

该系统可以很好的实现机械手的自动控制和管理。

关键词：机械手； S7-200 PLC；组态王随着科学技术的迅速发展，我国正在进行由手工操作到机械控制的变革。

机械手的设计与控制对工业自动化的发展是不可缺少的，它的到来加速了企业变革，在工业自动化的生产中，无论是单机床还是组合机床、以及自动化生产流水线都要用机械手完成工件的取放甚至更复杂、更精密的零件加工。

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线，他是一门迅速发展起来的新兴技术。

目前机械手虽然还不如人手那样灵活，但是他具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，因此，机械手越来越广泛地得到应用。

基于组态王的机械手系统设计组态王课程设计报告——机械手控制系统设计一．设计任务说明：1．机械手实验：熟完成一个工业机械手监控系统设计，（对象自己定）要求有流程图画面，报表画面。

各画面间能实现灵活切换，所以画面都能实现动画效果或数据或曲线显示，其中报表画面要求对机械手状态实现实时记录，并在能完成打印功能。

二．实验目的1．熟悉组态王软件，达到熟练使用组态软件的常用工具;2．学会完成组态工程的设计步骤;3．锻炼学生的动手能力和分析问题解决问题的能力。

三．实验步骤A .启动浏览器，新建工程。

B.设备定义：把地理上分散的物理硬件在软件上变成集中的逻辑硬件。

C.变量定义：完成所以能想到的变量定义，对于没有想到的后面设计过程遇到在定义也可。

注意：对I/O 或监控数据定义其报警条件和历史数据记录方式。

1定义x、x1、y、y1、启动、时间、旋转、停止D .画面绘制：完成各种需要画面的绘制。

E .动画连接及程序编写。

注意：对于没有实际对象的模拟监控变量一定要人为编程改变其数据变化，以此来仿真动画效果。

一、动画连接1 机械手2 物品3 传送带二、程序编写本站点启动 ==1)本站点时间本站点时间 +1; 点本站点 \x1+10;}本站点时间 >60)本站点时间 <=10)本站点本站点\y+10;}本站点时间本站点时间 <=20) 本站点本站点本站点本站点 \y1-10;}本站点时间本站点时间 <=30) 本站点本站点本站点本站点\x1+10;}本站点时间本站点时间 <=40) 本站点本站点本站点本站点\y1+10;}本站点时间本站点时间 <=50) 本站点本站点 \y-10;}本站点时间本站点时间 <=60)本站点本站点本站点旋转本站点旋转本站本站点时间本站点本站点本站点本站点本站点旋转=0;}}F.配置系统G .运行与调试。

对于不理想的在返回去重新设计。

四．实验结论或总结这次实验是我们小组每一个成员真正亲自参加的一次组态王应用练习实验，它帮助我们更加深刻的了解和掌握了一些关于组态王的应用知识和方法在这个学习调试运行的过程中我们也遇到很多问题经过老师和同学的帮助最终解决了这些问题，成功地调试出结果，完成了实验，达到了预期的效果和目标。

基于PLC和组态王的数控机床控制系统设计本文介绍了《基于PLC和组态王的数控机床控制系统设计》的背景和目的。

数控机床是现代制造行业中广泛应用的关键设备之一。

它采用计算机控制系统来自动实现工件的加工操作，提高了生产效率和精度。

传统的数控机床控制系统主要由CNC（计算机数控）系统组成，但其设计和维护成本较高，对操作人员的要求也较高。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）和组态王的数控机床控制系统设计。

PLC作为主控制器，通过编写程序来控制整个机床的运行；而组态王则作为人机界面，通过可视化的方式展示机床的状态和操作界面，简化了操作流程。

本文的目的是设计一种性能可靠、成本低廉、易于操作和维护的数控机床控制系统。

通过使用PLC和组态王，我们可以减少系统的复杂性，降低了系统的设计和维护成本，并提供了更友好的操作界面，使操作人员能够快速上手并高效地操作数控机床。

在接下来的章节中，我们将详细介绍基于PLC和组态王的数控机床控制系统设计的具体内容和实现方法。

通过对系统的需求分析、硬件设计、软件编程等方面的讨论，我们将展示这种设计的优点和实用性。

希望本文能够对数控机床控制系统的设计和应用提供有价值的参考，为相关领域的研究和工程实践做出贡献。

在数控机床控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）和组态王起着重要的作用。

下面对它们进行简要介绍。

PLC（可编程逻辑控制器）PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机设备。

它具有可编程的功能，能够实现逻辑控制、数据处理和通讯等功能。

PLC 通过输入和输出模块与外部设备进行连接，根据事先编写好的程序逻辑和指令来控制设备的运行。

PLC具有高可靠性、抗干扰能力强、编程灵活等特点，被广泛应用于各种自动化控制系统中，包括数控机床控制系统。

在数控机床控制中，PLC负责接收来自操作界面或传感器的信号，进行逻辑运算，并控制机床的动作和运行状态。

组态王组态王是一种工业控制软件，它可以与PLC配合使用来实现对机床的控制。