课程设计

电气控制系统与PLC课程设计

题目：简易物料搬运机械手的PLC控制系统设计 系 别： 机械与电气工程学院 专 业： 电气与自动化 班 级：

时 间：2011年5月30日至2011年6月10日 指导教师：

系主任（签字）：

1.设计的目的

1通过课程设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识及基本技能进行分析和解决实际问题的能力。

2使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。

3使学生掌握简易机械手的电器工作原理。

2设计内容

1． 目录

2．原理介绍和分析部分 3．根据要求选择系统方案

4．PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配 5．程序框图和程序设计 6．心得体会

。

3设计任务和要求

1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。

2、根据控制要求，编制简易物料搬运机械手PLC控制程序。 3、编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。

② 基于PLC的简易物料搬运机械手电气控制电路图。 ③ PLC控制程序（梯形图）。

④ PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。 ⑤ 电气设备明细表。

⑥ 参考资料、参考书及参考手册。

⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。

要求

(1) 在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。

(2) 在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。

(3) 要求电气原理图设计可行，基本能够实现课题要求的功能。程序流程框图绘制规范。

(4) 完成一份课程设计报告, 要求将设计内容及设计工作需要注意的事项写成一份设计报告，要求文字通畅、字迹工整，3000---5000 字。

(5) 应在规定的时间内完成所有的设计任务。

4器材

机械手 自动机械装置

5参考资料

1常晓玲 主编 北京 《电气控制系统与可编程控制器》 机械工业出版社 2004.1

2．钟肇新、彭侃 编译 可编程控制器原理及应用 第二版 广州：华

南理大学出版社，2003.5

3. 李乃夫主编. 可编程控制器原理、应用、实验. 北京：中国轻工业出版社，2003

4. 张建民.《机电一体化系统设计》.北京：高等教育出版社，2001年 5. 求是科技编著 PLC应用开发技术与工程实践 北京 人民邮电出版社，2005.1

一、 机械手的控制及说明

一、课题内容

机械手能把工件从A点移到B点，机械手的结构示意图如图1所示。该机构的上升、下降和左移、右移是由双线圈两位电磁闹推动气缸来实现的。当某一线圈得电，机构便单方向移动，直至线圈断电才停在当前位置。夹紧和放松是由单线圈两位电磁阂驱动气缸来实现的，线圈通电则夹紧，失电则为放松。设备上装有上、下限位和左、有限位开关。

机械手工作循环过程示意图如图2所示。从图中可见，机械手工作循环过程主要有8个

动作，即为：

图1 机械手结构示意图

二 机械手的控制系统要求分析

机械手动作示意图如图1所示。其全部动作由汽缸驱动，而汽缸又由相应的电磁阀和继电器控制。其中，上升／下降和左移／右移分别由双线圈两位继电器控制。下降继电器线圈通电时，机械手下降；下降继电器线圈断电时，机械手下降停止。只有上升继电器线圈通电时，机械手才上升；上升继电器线圈断电时，机械手上升停止。同样，左移／右移分别由左移继电器和右移继电器控制。机械手的放松／夹紧由一个单线圈(称为夹紧电磁阀)控制。该线圈通电，机械手夹紧；该线圈断电，机械手放松。

机械手的动作过程如图2所示。从原点开始按下启动按钮时，下降继电器线圈通电，机械手开始下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降继电器线圈断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧，夹紧后，上升继电器线圈开始通电，机械手上升；上升到顶时，碰到上限位开关，上升继电器线圈断电，上升停止；同时接通右移继电器，机械手右移，右移到位时，碰到右移极限位开关，右移继电器线圈断电，右移停止。此时，右工作台上无工作，则光电开关接通，下降继电器线圈接通，机械手下降。下降到底时碰到下限位开关下降继电器线圈断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机