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基于物料分拣机械手的自动化控制系统的设计开题报告
(2)采用PLC控制,可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业。
(3)可以允许方便的改动或重新设计其新部件,并能很快地投产,降低安装和转换工作的费用。
文
献
综
述
1.PLC介绍
它是一种即时系统有别於个人电脑。传统式以继电器为主的电机控制系统中,每当变更设计时,整个系统几乎都要重新制作,不但费时又费力;同时由於继电器还有接点接触不良、磨损、体积大之缺点,因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。为了改善这些缺点,美国DEC在1969年首度发表:可程式控制器(Programmable Controller)。
(3)物料分拣机械手控制系统的设计。
研
究
计
划
第1周熟悉课题,查找相关资料
第2周熟悉课题,查找相关资料
第3周撰写开题报告,英文资料翻译
第4周熟悉相关PLC原理及应用设计方法
第5周熟悉工艺流程
第6周完成硬件系统的选型和输入输出分配
第7周完成PLC外部接线图
第8周软件设计
第9周软件设计
第10周软件设计、调试
2)模拟量控
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液
文
献
综
述
位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
3.功能特点
采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言,而无需计算机知识,
文
献
综
述
因此系统开发周期短,现场调试容易。另外,可在线修改程序,改变控制方案而不拆动硬件。
文
献
综
述
可编程控制器(PLC)是继电器控制和计算机控制出上开发的产品,逐渐发展成以微处理器为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本课题充分利用了PLC控制功能,实现机械手搬运控制。使该系统可靠稳定,时期功能范围得到广泛应用。
参考文献
(1)钟肇新.可编程序控制器原理及应用.广州:华南理工大学出版社,2002
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PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
2.应用领域
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。
PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。
第11周软件设计、调试
第12周按标准要求绘图,撰写毕业设计论文
第13周完成毕业十几论文的撰写
第14周完善毕业设计资料、打印,准备答辩
特
色
与
创
新
(1)用PLC代替传统的电磁继电器
(2)可实现简化控制线路,节省成本
硬件配置确定后,可以通过修改用户程序,方便快速地适应工艺条件的变化。
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器,由于触点接触不良,容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件,接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。
(7)张建民等.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工大学出版社,2007
(8)袁子荣.液气压传动与控制[M].重庆:重庆大学出版社,2007
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(10)张铁,谢存禧.机器人学[M].广州:华南理工大学出版社,2001
(11)He yong yi. A Control System of Material Handling in FMS. Journal
PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,输入信号用小开关来模拟,通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成系统的安装和接线后,在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可解决,系统的调试时间比继电器系统少。
文
献
综
述
PLC的故障率很低,且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时,可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因,用更换模块的方法可以迅速地排除故。
齐进凯.气动机械手的结构设计、分析及控制的研究[D] .上海:东华大学,
2006
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研
究
内
容
(1)物料分拣机械手执行系统的研究。
(2)物料分拣机械手驱动系统的研究与选择。
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(17)杨文生,沈兆奎,王宝中,等.液压与气压传动[M].北京:电子工业出社,版社,2007
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
4.PLC的发展趋势:ห้องสมุดไป่ตู้
(1)产品规模向大、小两个方向发展
大:I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化;
小:由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本;
(2)PLC在闭环过程控制中应用日益广泛;
(3)不断加强通讯功能;
(4)新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还带有处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计时模块、远程I/O模块等专用化模块;
of Shanghai university. Vol.1.No.1.1997.
(12)费仁元,张慧慧.机器人设计和分析[M].北京:北京工业大学出版社,
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(13)王永章,杜君文,程国全.数控技术[M].北京:高等教育出版社,2001
(14)鄂大辛.液压传动与气压传动[M].北京:北京理工大学出版社,2007
2)功能强,性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件,有很强的功能可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比,具有很高的性能价比。PLC可以通过通信联网,实现分散控制,集中管理。
PLC产品已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。
(2)实现物料分拣机械手的自动化控制要求
(3)绘制功能要求的工艺流程图、工作梯形图
(4)编写程序清单
(5)完成设计说明书
(6)毕业设计论文符合学院规定的论文格式和有关要求
本课题对虚拟制造技术的应用进行研究,其研究意义如下:
(1)本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制,使其能够对不同的物料按预先设定的程序进行分拣,动作灵活多样,广泛应用于柔性生产线。
南京工程学院
本科毕业设计(论文)开题报告
题目:基于PLC的物料分拣机械手自动化控制
系统的设计
专业:自动化(数控技术)
班级:学号: