发布时间 : 星期四 文章基于PLC的机械手自动操作系统设计本科毕业设计更新完毕开始阅读
图3-7 三菱FX2N系列PLC实物图
三菱公司的FX系列PLC适应性广，扩展性也是非常丰富，最多能够扩展到256个I/O点。FX系列PLC具有很强的通信能力，兼容性也是非常好，基本能够满足大多数对于系统要求比较高的人。它是最广泛的PLC系列产品之一，体积微小适合在机电一体化产品中使用，其中内置D直流24V电源可以作为输入回路和传感器的电源使用。
FX系列PLC系统配置灵活，有基本单元、扩展单元和扩展模块这三种配置，三种配置决定了三种不同的价格，可以满足不同人的需求，而且它的性价比也是非常高的。模块化的PLC也是相当的灵活，单元整体的结构式网络，使得它的稳定性也是越高。对于用户而言，这样的PLC的选择范围比较广，它的应用性也是相对比较出色的。
FX系列PLC体积虽然比较小，但是却具有很强的功能。它内置超高速脉冲计数器，对于输入输出刷新、中断、滤波方式更新、恒定扫描时间有着更快的处理，而且有高速计数器专用的比较指令。对于FX系列的单元结构一般采用插接式的方法接线，这样更换单元会更加方便[8]。
4 系统设计
4.1 硬件设计
4.1.1 输入/输出口分配表
在设计机械手自动操作的系统过程中，PLC是控制的核心，首先对PLC硬件
进行设计，分配表如下表4-1所示：
表4-1 输入输出分配表
输入 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 启动按钮SB1 摆动气缸左摆极限SQ1 摆动气缸右摆极限SQ2 水平气缸伸出极限SQ3 水平气缸缩回极限SQ4 垂直气缸伸出极限SQ5 垂直气缸缩回极限SQ6 手动控制按钮SB2 自动控制按钮SB3 停止按钮SB4 摆动气缸左摆按钮SB5 摆动气缸右摆按钮SB6 水平气缸伸出按钮SB7 水平气缸缩回按钮SB8 垂直气缸下降按钮SB9 垂直气缸上升按钮SB10 气爪夹紧按钮SB11 气爪放松按钮SB12 检测开关SQ7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 输出 摆动气缸左摆（YA1得电） 摆动气缸右摆（YA2得电） 水平气缸伸出（YA3得电） 水平气缸缩回（YA4得电） 垂直气缸下降（YA5得电） 垂直气缸上升（YA6得电） 气爪夹紧（YA7得电） 气爪放松（YA8得电）
4.1.2 硬件接线图
按照输入输出分配表，画出I/O硬件接线图，如图4-1-2所示：
图4-1-2 硬件接线图
4,2 系统程序设计
4.2.1 顺序功能图
在本次设计中，我们同时可以加入手动控制系统，在设计中可以实现手动和自动控制切换系统。但最主要的为自动控制系统，手动控制也是必不可少的。加入手动控制系统可以很方便的检测和控制，实现手动控制我们可以在相应的电磁阀上实现对应的功能[13]。
顺序功能图的设计严格按照一定的先后顺序才能保证系统运行时的准确性。在设计中，考虑到不可预料的情况下，有时非要采用手动控制操作，我们可以通过一定的编程来实现手动控制的方式。自动控制为主要系统设计方式，其控制流程图如下图4-2-1所示：
图4-2-1 顺序流程图
4.2.2 程序功能图
(1) 自动控制程序：
一上电，机械手复位，机械手右摆，水平气缸缩回，垂直气缸上升；当按下X0，当极限开关X6启动时，检测元件X22检测到工件时，置位辅助继电器M1，机械手左摆；当按下X1时，置位辅助继电器M2，水平气缸伸出；