1 课题的基本控制要求
题目：显像管搬运机械手控制设计
搬运机械手包括：摆动缸、燕尾缸、下臂缸、吸盘升降缸、钳口合龙缸、吸盘、回转电机。每个汽缸的双向动作都有限位检测开关。控制流程如下图所示。其中“摆动到清洗机”动作执行，除了图中的前提条件外，还有“清洗机到位”的附加条件。
1) 按停止按钮，完成当前循环后再停。 2）按复位按钮，立即返回原位停止。 3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。 控制要求如图1.1所示。
图1.1 显像管搬运机械手工作循环流程图
2 总体设计
2.1
PLC选型
显像管搬运机械手控制需要33个输入，16个输出，但CPU的集成输出形式和模块的电源规格有关。直流电源输入的CPU模块输出为直流晶体管，采用交流电源输入的CPU模块的输出为继电器触点，部带有光耦器件。根据本课题需要选择CPU (CPU226继电器输出,24输入，16输出）由于集成输入不够，需扩展模块，由此选择扩展模块（EM223 16入 24VDC/16出，继电器）。如表2.1所示
表2.1 S7-200 CPU模块的型号与订货号
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
订货号 CPU
6ES7211-0AA23-OXB0 6ES7211-0BA23-OXB0 6ES7212-1AB23-OXB8 6ES7212-1BB23-OXB8 6ES7214-1AD23-OXB8 6ES7214-1BD23-OXB8 6ES7214-2AD23-OXB8 6ES7214-2BD23-OXB8
注释
CPU221 DC/DC/DC,6输入/4输出 CPU221继电器输出,6输入/4输出 CPU222 DC/DC/DC,8输入/6输出 CPU222继电器输出,8输入/6输出 CPU224 DC/DC/DC,14输入/10输出 CPU224继电器输出,14输入/10输出 CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO CPU224XP 继电器输出,14DI/10DO,2AI/1AO
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
6ES7216-2AD23-OXB8 6ES7216-2BD23-OXB8
扩展模块
6ES7 221-1BH22-OXA8 6ES7 221-1BF22-OXA8 6ES7 221-1EF22-OXA0 6ES7 222-1BF22-OXA8 6ES7 222-1EF22-OXA0 6ES7 222-1HF22-OXA8 6ES7 222-1BD22-OXA0 6ES7 222-1HD22-OXA0 6ES7 223-1BF22-OXA8 6ES7 223-1HF22-OXA8 6ES7 223-1BH22-OXA8 6ES7 223-1PH22-OXA8 6ES7 223-1BL22-OXA8 6ES7 223-1PL22-OXA8
CPU226 DC/DC/DC,24输入/16输出 CPU226继电器输出,24输入/16输出
EM221 16入 24VDC,开关量 EM221 8入 24VDC,开关量 EM221 8入 120/230VAC,开关量 EM222 8出 24VDC,开关量
EM222 8出 120/230VAC,0.5A开关量 EM222 8出 继电器
EM222 4出 24VDC 固态-MOSFET EM222 8出 继电器 干触点 EM223 4入/4出 24VDC ,开关量 EM223 4入 24VDC /4出,继电器 EM223 8入/8出 24VDC ,开关量 EM223 8入 24VDC /8出,继电器 EM223 16入/16出 24VDC ,开关量 EM223 16入 24VDC /16出,继电器
2.2 I/O点及地址分配
搬运机械手包括：摆动缸、燕尾缸、下臂缸、吸盘升降缸、钳口合龙缸、吸盘、回转电机，每个汽缸的双向动作都有限位检测开关。清洗机还有 “清洗机到位”的附加条件，选择自动控制输入、输出的同时按任务要求还有手动控制，所以I/O分配的时候还得选择手动控制输入，具体I/O分配如表2.2所示。
表2.2 I/O分配图
输入 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5
作用 启动 停止 复位 上限位 下限位 左限位 右限位
显像管传送限位 钳口合拢限位 钳口打开限位 左回转限位 右回转限位 前摆动限位 后摆动限位
输出 Q0.0 Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6
作用 燕尾伸出 燕尾缩回 下臂抬起 下臂下放 调整电机工作 钳口合拢 钳口打开 摆动到清洗机 摆动复位 转盘回转 转盘回转复位 吸盘上升 吸盘下降 报警
I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 I4.0
手动 单周期 连续 清洗机到位 手动显像管传送 手动燕尾伸出 手动燕尾缩回 手动下臂抬起 手动下臂放下 手动钳口合拢 手动钳口打开 手动调整电机 手动摆动到清洗机 手动摆动复位 手动转盘回转 手动转盘回转复位 手动吸盘上升 手动吸盘下降 手动吸显像管
Q1.7 Q2.0
吸盘吸显像管（S R） 显像管传送
显像管搬运机械手课程设计报告书
