第2章控制方案论证
2.1搬运机械手的设计原理
图3-1是搬运机械手工作示意图。该机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。为使动作准确，安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5。分别对机械手进行抓紧、左旋、右旋、上升、下降等行程的检测，且给出动作到位的检测信号。另外仍安装了光电开关SP。负责检测传送带A上的物品是否到位。此外，仍设置了起动按钮SB1和停止按钮SB2，分别用以启动和停止机械手的动作。
图3-1搬运机械手工作示意图
传送带A、B由电动机M1、M2拖动，M1、M2分别由接触器KM1、KM2控制，机械手的上、下、左、右、抓、放等动作由液压系统驱动，且分别由6个电磁阀YV1—YV6来控制。
2.2PLC的选取
由于市场的需求和西门子PLC的广泛应用所以我选取的是S7-200.我们对其进行简要说明：
S7-200系列是壹类可编程逻辑控制器（MicroPLC）。这壹系列产品能够满足多种多样的自动化控制需要，下图展示壹台
S7-200MicroPLC的CPU22*系列PLC的CPU外型图如图2，具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7-200能够近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。
S7-200CPU模块包括壹个中央处理器单元（CPU）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在壹个紧凑、独立的设备中。
图2-1S7-200CPU外型图
1.CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。
2.输入和输出是系统的控制点：输入部分从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业过程中的其他设备。
3.电源向CPU及其所连接的任何模块提供电力。
4.通讯端口允许将S7-200CPU同编程器或壹些设备连接起来。 5.状态信号灯显示了CPU的工作模式（运行或停止），本机的I/O的当前状态，以及检查出来的系统错误。
6.通过扩展模块能够增加CPU的I/O点数（CPU221不能够扩展）。
7.通过扩展模块能够提供其通讯功能。
8.壹些CPU具有内置实时时钟，其他CPU需要实时时钟卡。 9.EEPROM卡能够存储CPU程序，也能够将壹个CPU中的程序传送到另壹个CPU中。
10.通过可选的插入式电池盒可延长RAM中的数据存储时间。 图2-1展示了壹个基本的S7-200MicroPLC.它包括壹个S7-200CPU模块,壹台个人计算机(PC),STEP7-Micro/win32(3.1版)编程软件,以及壹条通讯电缆.为了使用个人计算机(PC),你必须
以下壹种设备:壹条PC/PPI电缆；壹个通讯处理器(PC)和多点接口(MPI)电缆；壹块MPI卡,随MPI卡提供壹根通讯电缆。
图2-2S7-200MicroPLC系统的组成
第3章控制系统硬件电路设计
3.1传送带A,B的主电路图及传送带B的控制电路图
根据传送带A，B的运行要求设计其主电路图如下：
图3-4传送带A,B的主电路图
根据传送带B的运行要求设计其控制电路入下图：
图3-5传送带B的控制电路图
3.2 电动机主电路和控制电路电器元件选择
序代号 名称 数量 规格型号
号 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9
M1、M2 FR1、FR2 YV1-YV6 QS SB1-SB9 PLC KM1、KM2 SP QF SQ1-SQ5 电动机 热继电器 电磁阀 电源开关 按钮 可编程 控制器 接触器 光电开关 断路器 行程开关 2 2 6 1 9 1 2 1 1 5 JQ2-Z1-4 T16 HZ10-10/3 CPU226 CJ20-25 LXK2-131 3.3 控制面板及接口电路
图3-2操作面板
机械手电气控制系统，除了有多工步特点之外，仍要求有连续
控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择能够很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。当旋钮打向手动时，每壹工步都要按下该工步按钮才能实现。
根据机械手控制系统的要求设计出PLC的I/O接口图如下：
图3-3PLC外部接线图
第4章控制系统软件设计
4.1控制系统软件设计原理
本控制系统是通过主程序控制，来实现机械手的上、下、左、右、抓、放等动作由液压系统驱动，而且启动时，机械手按照步序图的工步顺序动作；停止时，机械手停止在现行工步上。重新启动时机械手从停止前壹瞬间的动作继续进行；PC断电时的要求和停止时的要求壹致。
图4-1搬运机械手动作步序图
4.2
顺序功能图
（建筑电气工程）搬运机械手电气控制系统设计精编
