項(xiàng)目2氣動(dòng)傳動(dòng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1氣缸自動(dòng)往復(fù)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1.1任務(wù)目標(biāo)1）能設(shè)計(jì)氣缸自動(dòng)往復(fù)PLC控制的硬件系統(tǒng)2）能設(shè)計(jì)氣缸自動(dòng)往復(fù)PLC控制的外部接線圖3）能設(shè)計(jì)氣缸自動(dòng)往復(fù)PLC控制程序4）能進(jìn)行氣缸自動(dòng)往復(fù)PLC控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試工作2.1.2任務(wù)描述氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)夾爪采用氣體壓縮進(jìn)行運(yùn)作，具有移動(dòng)非常平穩(wěn)、運(yùn)行維護(hù)成本非常低廉，可以代替人類重復(fù)枯燥的操作，或者在危險(xiǎn)環(huán)境下工作，能有效削減制造成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)，在物料分揀、物品搬運(yùn)等自動(dòng)化生產(chǎn)過程中得到了廣泛應(yīng)用。氣動(dòng)機(jī)械手或氣動(dòng)夾爪裝置的核心技術(shù)是氣缸自動(dòng)往復(fù)控制技術(shù)，它涵蓋了位置控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、檢測技術(shù)等。學(xué)生要完成氣缸自動(dòng)往復(fù)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須熟悉氣缸運(yùn)動(dòng)工作原理；掌握氣動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成要素及連接方法；應(yīng)用S7-200SMARTPLC完成對氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制的電路設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和聯(lián)機(jī)調(diào)試工作。在綜合分析氣缸運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮氣壓控制電磁閥的選購要求，提出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，上報(bào)技術(shù)主管部門領(lǐng)導(dǎo)審核與批準(zhǔn)后實(shí)施。根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行S7-200SMARTPLC相關(guān)硬件模塊以及電磁閥的購買，再根據(jù)硬件電路圖進(jìn)行模塊的安裝與接線工作。2.1.3任務(wù)準(zhǔn)備——?dú)飧走\(yùn)動(dòng)控制原理1.氣缸作用氣缸是引導(dǎo)活塞進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件。氣缸的作用是將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主要應(yīng)用于印刷、半導(dǎo)體、自動(dòng)化控制、機(jī)器人等領(lǐng)域。2.氣缸工作原理3.氣動(dòng)系統(tǒng)的組成4.電磁閥的工作原理2.1.4任務(wù)實(shí)施

1.硬件電路設(shè)計(jì)

2．控制程序設(shè)計(jì)3.程序仿真4.聯(lián)機(jī)調(diào)試在用戶程序完成仿真調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，確保氣缸實(shí)際控制功能正確。先按照圖2-2連接好氣缸的氣動(dòng)控制回路，再按照圖2-6連接好PLC的控制電路，最后把仿真好的用戶程序下載到PLC的CPU模塊中進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。CPU進(jìn)入運(yùn)行后，通過操作起動(dòng)按鈕、停止按鈕，觀察氣缸運(yùn)行狀態(tài)是否正確。如果氣缸運(yùn)行不正確，應(yīng)查明故障原因是硬件引起還是軟件引起，并進(jìn)行相應(yīng)修正直至氣缸工作正常為止。2.2氣動(dòng)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2.1任務(wù)目標(biāo)1）能設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手PLC控制的硬件系統(tǒng)。2）能設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手PLC控制的外部接線圖。3）能設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的PLC控制程序。4）能進(jìn)行氣動(dòng)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試工作。2.2.2任務(wù)描述機(jī)械手是一種能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。氣動(dòng)機(jī)械手與其它控制方式的機(jī)械手相比，具有價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、功率體積比高、無污染及抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐要求的一種重要實(shí)用技術(shù)。氣動(dòng)機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)是由感知部分、主機(jī)部分、控制部分和執(zhí)行部分4個(gè)方面組成。感知部分主要由操作按鈕和位置行程開關(guān)組成，主機(jī)就是PLC，控制部分由氣動(dòng)回路和控制電路組成，執(zhí)行部分由氣缸和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。學(xué)生要完成氣動(dòng)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須熟悉氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)與工作原理；掌握氣動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成要素及連接方法；應(yīng)用S7-200SMARTPLC完成對機(jī)械手控制的電路設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和聯(lián)機(jī)調(diào)試工作。2.2.3任務(wù)準(zhǔn)備——?dú)鈩?dòng)機(jī)械手及控制指令1.氣動(dòng)機(jī)械手及控制要求氣動(dòng)機(jī)械手是一臺(tái)將工件從左工作臺(tái)搬運(yùn)到右工作臺(tái)的機(jī)械手，運(yùn)動(dòng)形式為上下垂直運(yùn)動(dòng)、左右水平運(yùn)行、夾緊松動(dòng)運(yùn)動(dòng)3種方式，其動(dòng)作結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-10所示。氣動(dòng)機(jī)械手的功能是將工件從A處移到B處。2.氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)3.跳轉(zhuǎn)指令與標(biāo)號指令4.END、STOP與WDR指令5.FOR-NEXT循環(huán)指令6.子程序指令2.2.4任務(wù)實(shí)施1.硬件電路設(shè)計(jì)2.控制程序設(shè)計(jì)3.程序仿真4.聯(lián)機(jī)調(diào)試在用戶程序完成仿真調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，確保氣動(dòng)機(jī)械手實(shí)際控制功能正確。先按照圖2-11連接好3只氣缸的氣動(dòng)控制回路，再按照圖2-13連接好PLC的控制電路，最后把仿真好的用戶程序下載到PLC的CPU模塊中進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。2.3氣動(dòng)滑臺(tái)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1任務(wù)目標(biāo)1）能設(shè)計(jì)氣動(dòng)滑臺(tái)自動(dòng)送料PLC控制的硬件系統(tǒng)。2）能設(shè)計(jì)氣動(dòng)滑臺(tái)自動(dòng)送料PLC控制的外部接線圖。3）能設(shè)計(jì)氣動(dòng)滑臺(tái)自動(dòng)送料PLC控制程序。4）能進(jìn)行氣動(dòng)滑臺(tái)自動(dòng)送料PLC控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試工作。2.3.2任務(wù)描述氣動(dòng)滑臺(tái)是將滑臺(tái)通過各種導(dǎo)軌與氣缸一體化的氣動(dòng)元件。工件可安裝在滑臺(tái)上，通過氣缸推動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。由于大多數(shù)氣動(dòng)滑臺(tái)在制作過程中內(nèi)置磁環(huán)，因此在進(jìn)行工作位置反饋時(shí)，可直接與磁力開關(guān)配合使用，非接觸式測量方式既增加了開關(guān)動(dòng)作的可靠性，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，又克服了機(jī)械開關(guān)工作壽命短等缺點(diǎn)。在本任務(wù)中，以氣動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)行方向?yàn)閰⒖迹瑢?個(gè)氣缸按照一左一右兩個(gè)方向固定在氣動(dòng)滑臺(tái)缸體上，通過PLC控制兩個(gè)氣缸的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)向前/向后循環(huán)運(yùn)動(dòng)以及向前/向后卸料過程。學(xué)生要完成氣動(dòng)滑臺(tái)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須熟悉氣動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)和磁性開關(guān)的工作原理；掌握氣動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成要素及連接方法；應(yīng)用S7-200SMARTPLC完成氣動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制的電路設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和聯(lián)機(jī)調(diào)試工作。2.3.3任務(wù)準(zhǔn)備——?dú)鈩?dòng)滑臺(tái)及磁性開關(guān)1.氣動(dòng)滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)與工作原理2.磁性開關(guān)的工作原理3.磁性開關(guān)的應(yīng)用接線4.帶磁性開關(guān)氣缸的工作原理2.3.4任務(wù)實(shí)施1.氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)2.硬件電路設(shè)計(jì)3.控制程序設(shè)計(jì)4.仿真調(diào)試5.聯(lián)機(jī)調(diào)試在完成編程計(jì)算機(jī)和CPU模塊的IP設(shè)置后，在編程軟件中，單擊工具欄上的“下載”按鈕，如果彈出“通信”對話框，請選擇正確的網(wǎng)卡和以太網(wǎng)端口。單擊“查找CPU”按鈕，會(huì)顯示網(wǎng)絡(luò)上連接的所有CPU模塊的IP地址，選中需要下載的CPU模塊，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉“通信”對話框。成功建立了編程計(jì)算機(jī)與S7-200SMARTCPU的連接后，將會(huì)出現(xiàn)“下載”對話框，用戶可以用復(fù)選框選擇是否下載程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊或者是選擇下載全部內(nèi)容。做好下載內(nèi)容選項(xiàng)和“下載成功后關(guān)閉對話框”選項(xiàng)后，單擊“下載”按鈕，開始下載，如圖2-24所示。下載成功后，單擊程序編輯界面上方“RUN”按