基于PLC的机器人电气控制系统的设计

基于PLC的机器人电气控制系统的设计

摘要：随着电气自动化技术的日益成熟，其已逐步渗透入各行各业，并以机械化、可编程、误差小等优势大大提高了工作效率，促进了相关行业的发展。自20世纪70年代起，相关学者借助着计算机的独特优势研究电气工程技术，使其朝着自动化、智能化的方向发展。如今电气自动控制技术日益完善，改变了相关人员的工作方式，减少资源消耗并提高了工作效率。但随着工业产品及生产设备日新月异，诸多传统电气设备在设计方面存在着不足，我国自动化控制水平一定程度上低于欧美国家，不仅难以满足当今产品的质量需求，更影响了电气设备的正常使用。于是本文根据实际生产情况中对不同运行参数要求存在差异，而选择不同的监控方式并分析其各自存在的优缺点;另外对系统硬件、输入/输出电路进行设计，提出一种妥善的电气自动化设计，并与传统存在的自动控制系统进行对比分析。

关键词：PLC的机器人；电气控制；系统的设计

引言

机器人在专用机床及自动化生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设计中的机器人采用关节式结构，它模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹和要求，实现抓取、搬运和装配，动作由液压驱动，并由电磁阀控制，动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。PLC以其可靠性高，抗干扰能力强，编程简单，使用方便可靠等特点，在机械制造业得到了广泛的应用。选用三菱公司的FX2N—32MR可编程序控制器对机器人的电气控制系统进行设计，提高了自动化程度和可靠度，效果良好。

1PLC技术简介

PLC技术是随着微机技术发展而出现的产物,该技术充分利用了微处理器技术的优点,弥补了传统控制技术中的功耗高、可靠性低等缺陷不足。PLC技术由美国科研人员在20世纪60年代提出,技术应用简单,无需进行采用专业的计算机语言进行编程,通过简单的继电器梯形图指令即可实现操作。PLC技术是一种可编程逻辑控制器,将其应用在电气自动化控制系统中,简化了控制程序,降低了自动化控制的能源消耗,提高了自动化控制的灵敏度,经过这些年的发展,PLC技术也越来越成熟,应用的领域也在不断扩大,提高了工业生产中的自动化控制水平,推动了社会经济的发展。

2PLC设计原则

PLC系统作为一个整体的设计，必须要符合有关设计原则，只有这样，才能真正提高设计效率，并有效减少运行错误。也就是说，一个良好的设计效果是很重要的。首先，在实际设计中，必须要尊重安全原则，提升系统可靠性，确保系统的正常运行。其次，在保证系统良好性能的基础上，尊重最低成本原则，提高制造企业的经济效益。

3PLC技术的优势

①编程方便，操作简单。PLC技术编程采用简单的梯形图、逻辑图等基础编程语言，在程序编译和修改中不需要太过复杂的信息技术知识，为操作人员提供了便利。在程序修改调试中可以随时进行程序增减，容易操控，方便应用。②功能性强，性价比高。随着科技的发展，我国PLC技术也在进一步提高。一台小型的PLC中就可以囊括成百上千个编程元件，麻雀虽小五脏俱全，PLC完全可以实

电气控制与PLC(设计题)

《电器控制与PLC技术》习题集 设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路

3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止 4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动

6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出 梯形图程序

7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求： 1）能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整； 3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护 8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求： 1）能自动实现前进—后退—停止到原位； 2）工作台前进到达终点后停一下再后退； 3）工作台在前进中可以立即后退到原位；

4）有终端保护 9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M1启动后，M2才能启动； 2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整 试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序

工业机器人操作编程职业技能等级标准

工业机器人操作编程职业技能等级标准

目录 前言 (3) 1范围 (4) 2规范性引用文件 (4) 3术语和定义 (4) 4面向工作岗位（群） (5) 5面向院校专业领域 (5) 6职业技能等级标准 (6) 参考文献 (8)

前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准起草单位：由北京赛育达科教有限责任公司主持，联合机械工业教育发展中心、机械行业工业机器人与智能装备职业教育集团、苏州大学、常州机电职业技术学院、江苏汇博机器人技术股份有限公司、奇瑞新能源汽车技术有限公司、埃夫特智能装备股份有限公司、上海ABB工程有限公司等单位共同制订。 本标准主要起草人：孙立宁王志强蒋庆斌禹鑫燚陈小艳叶晖肖永强等声明：本标准的知识产权归属于北京赛育达科教有限责任公司，未经北京赛育达科教有限责任公司同意，不得印刷、销售。

1范围 本标准规定了工业机器人操作编程职业技能的等级，阐明了相关企业岗位工作规范及其职业技能要求。 本标准适用于工业机器人操作编程职业技能等级培训与考核，工业机器人技术应用领域相关岗位从业人员的培训和职业院校教师专业培训。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的使用是必不可少的，凡是注日期的版本适用于本文件；凡是未注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。 《工业机器人安全实施规范》GB/T20867-2007 《工业机器人坐标系和运动命名原则》GB 16977-1997 《工业机器人性能试验实施规范》GB 20868-2007-T 国家、行业、企业有关标准 3术语和定义 国家、行业标准界定的以及下列术语的定义适用于本文件。 3.1机器人本体(Manipulater) 也称操作机，其结构通常是由一系列固定的及相互铰接或相对滑动的构件所组成。它通常有几个自由度，用以抓取或移动物体(工具或工件)。 3.2末端操作器(End Effector) 为使机器人完成其任务而专门设计并安装于机器人腕部末端，直接执行工作要求的装置。如焊枪、焊钳、切割枪、夹持器等。 3.3工作空间(Working Space) 工业机器人执行任务时，其手腕参考点所能掠过的空间。 3.4 轴数(Controlled Axes)

基于 PLC 的机器人电气控制系统的设计

基于 PLC 的机器人电气控制系统的设计 发表时间：2018-04-02T11:55:00.723Z 来源：《红地产》2017年7月作者：侯跃云 [导读] PLC 是专为工作环境条件较恶劣的工业应用而设计的，其可以控制各种自动化应用。 1 PLC 技术概述 1.1 PLC 技术的结构可编程逻辑控制器，其实质是一种专门用在工业控制领域的计算机，它的主要结构基本与微型计算机基本相同，PLC 技术的结构为：电源，PLC 的电源对整个系统的正常工作起着非常重要的作用。假如没有可靠、良好的电源为其供电，PLC 是无法工作的，因此制造商是非常重视对可编程逻辑控制器的电源的设计制作；中央处理单元 (CPU)，中央处理单元 (CPU) 是 PLC 的控制中心，主要是以扫描的方式收发现场各输入设备的状态和数据，然后分别存入 I/O 映象区，再读取程序进而控制相应设备；存储器，主要分 为存放系统软件的系统程序存储器和存放应用软件的用户程序存储器；输入输出接口电路，输入接口电路用于连接 PLC 与现场控制的接口界面，输出接口电路集成了选通电路、数据寄存器和中断请求电路；功能模块，如计数、定位等；通信模块。 1.2 PLC 技术优势 PLC 技术在维护机械运转和数字化运算方面具有一定的优势，能结合传统继电技术，确保互联网和自动化结构符合常规性技术标准。技术本身具有一定的价值优势，能在推动工业进程的基础上，维护工业生产的精简效果。PLC 作为现代化工业中较为重要的项目结构和管理器件，整体管控结构的实效性价值十分关键，能在优化整体机械工程与自动化项目效率的同时，确保相关技术结构的优势得以发挥出来。 首先，PLC 技术操作性较高，多数 PLC 技术能有效支持相应的程序进行语言的互译管理，确保用户能有效掌握相关语言结构和模式，进一步提升应用效率。并且，结合自动翻译功能的 PLC 技术也能为用户后续操作提供较为有效的保障。需要注意的是，正是由于互译优势，在实现 PLC 技术编程的同时，也能减少外部处理的难度，集中简化了系统的整体结构问题，优化改善工作效率。提升了 PLC 技术实用价值的过程中，借助统一国际标准通信协议，能为差异化厂家进行 PLC 技术互换提供坚实的保障，促进实践水平和处理效果的维护程度。在整合调试操作水平的同时，也为提升 PLC 产品通信开放度提供了保障。 其次，PLC 技术设备体积小且能耗较少，在 PLC 技术装置结构中，由于集成电子线路的应用价值和整体处理水平，能在安装管理工作发挥实际水平的同时，确保相关处理结构和应用体系最优化，尺寸在 10 厘米以下时，PLC 技术设备中重量会在 150g 以下，确保消耗功率的维护程度贴合实际。 最后，PLC 技术抗干扰能力较强，在实际管理机制和整合措施统筹升级的基础好上，要对相关工艺流程的运行结构予以分析。因此，结合 PLC 技术的界面管理水平对现场总线体系和 PLC 技术界面处理进行统筹整合，维护通信保障体系的实效性，也为后续工作中电磁、电路以及可靠性处理工作顺利完成提供保障。 2 基于 PLC 的机器人电气控制系统的设计要点 2.1 总体结构及流程设计系统的控制要求是实现方形和圆形玻璃的定尺寸打磨，即要求驱动流水线横向运动的电动机 M1 在达到设置尺寸后停止运动，光电编码器与横向运动电动机 M1 同轴连接，电动机的水平驱动位移与光电编码器的脉冲数输出成比例关系，光电编码器的输出与 S7-200CPU 的高速计数器输入相连接，利用高速计数器实时计算光电编码器输出脉冲数，通过计算即可测量出横向运动的长度。组态实现长度宽度尺寸的设置和显示功能，人机界面将设置的相关参数传递给 S7-200CPU 的寄存器，执行用户程序计算当前横向移动距离和设置值的关系，打磨机构根据限制尺寸实现打磨，待打磨完成后，电动机 M3 驱动打磨机构实现纵向位移，光电编码器测量纵向位移的尺寸，当设置尺寸和测量尺寸相等时，垂直电动机 M2 驱动打磨机构垂直位移，行程开关限制垂直电动机行程位置，打磨机构垂直运动达到设置行程后，完成一次完整的控制任务，控制系统再次驱动电机进行流水线横向运动。实现以上控制任务，控制系统应包括三大部分：主电路、控制部分和显示部分。因此可以设计出控制系统的结构流程图。系统结构流程图如图 1 所示。 图 1 系统结构流程图 2.2 电源电路设计在最机器人进行电气系统设计时，在设计的时候应考虑：安全性、经济性、可行性、外观及维修的方便性等。电源电路是指全机器人的动力电路以及控制电路，主要包括：控制电路、电源电路、PLC 电源的开关电路以及动力电源转换回路。控制系统主电源由空气开关控制，PLC 电源通断由启动按钮和继电器控制。电源锁旋钮与启动按钮串联，当电源锁旋钮和启动按钮闭合，继电器的线圈得电，常开触点闭合，与启动按钮构成起一保一停控制回路，PLC 得电后开始循环扫描。 2.3 控制系统主程序设计 针对相应的控制要求，设计的 PLC 控制系统，通过组态人机界面完成对玻璃长、宽等参数的设置，利用 S7-200 系列 PLC 对台车电机、升降电机、进刀电机的运动控制。为实现系统控制要求，完成控制任务，系统需要加入定时安全报警程序，即每一个动作启动时同时启动定时器，根据每个动作完成的时间设置定时器的定时时间，如果系统出现故障，定时时间到而未完成相应动作，停止后续动作，触发报警动作。 控制系统主要是为了完成玻璃定长定宽的打磨，主程序是控制电动机的设置长度和设置宽度的定尺寸打磨运动，主要完成下降、定宽、横向进给、定长打磨和上升运动。在常用的梯形图设计方法中有经验设计法和顺序功能图设计方法，在此次主程序设计中采用顺序功

电气PLC控制系统设计任务书

电控及PLC课程设计 任务书 电气工程及其自动化专业 盐城工学院电气工程学院

课程设计总体要求安排 一.教学目的与任务 电气控制与PLC是一门实践性要求较高的课程，学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外，必须通过一定实验室环境内的课题训练，实际动手设计和调试应用程序，进一步加深和强化课程理论知识应用。 课程设计要求根据电气控制设备的工艺要求，运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及PLC的基础知识，以及电气控制系统设计的基本方法、步骤，查找有关资料，设计电气控制线路，选择电器元件，整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。 鉴于本课程设计的重要性，要求每一位参加设计的同学必须做到态度端正积极，发挥自己的主动性，在课程设计过程中严谨认真的独立完成自己的课题设计，不得出现抄袭他人设计的现象，一经发现，该生课程设计成绩以不及格论处。 二.主要内容 1）PLC的认识与使用： PLC的外观、电源、输入/输出端口、COM端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器； 2）基本操作练习： 启动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线； 3）编程与仿真软件的学习与使用； 4）应用程序的设计与调试运行及演示。 三.基本要求 本课程设计共设10个应用设计题，每个学生选作1题，独立完成。 在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。 为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： 1）在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 2）在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。

工业机器人安装与调试课程标准

工业机器人安装与调试课程标准 一、课程基本信息 课程代码适用专业机电一体化 总学时45 总学分 大纲制定时间2016年9月第几次修订 1 大纲修订人大纲审核人 先修课程：机械设计基础、电气控制与PLC、机电设备故障诊断与维修 后续课程：工业机器人现场编程、自动化工业生产的安装与调试 课程类型：专业必修课 二、课程性质 工业机器人的安装与调试是为了满足工业机器人行业要培养工业机器人装配调试、操作维修、设备维护管理专业人才需要而开设的一门专业方向课程，是机电一体化专业课程体系中的一门重要专业核心课程。通过本课程的学习，学生能够了解工业机器人安装与调试的一般流程方法，能够独立完成工业机器人的安装、调试、运行、维护、维修等工作。为学生后续学习和今后从事工业机器人技术领域的工作打下坚实的基础。《工业机器人安装与调试》课程在专业的课程体系中处于非常重要的地位，该课的先导课程为《机械设计基础》、《电气控制与PLC》和《机电设备故障诊断与维修》，经过这三门课程的学习，学生已具备机械部件拆装、机电设备电器控制、电子产品焊装调试、软件编程和机械图和电器原理图的识读能力。已基本具备学习本课程的知识、技能基础。《工业机器人安装与调试》后续课程为《工业机器人现场编程》、《自动化工业生产的安装与调试》，进一步学习工业机器人理论知识和实践技能。 三、课程的基本理念 以典型案例为载体，设计课程结构；以双证书标准和职业岗位能力要求为基础，改革课程内容；以职业素质培养为主线，提升学生职业能力。 四、课程设计

该课程是依据“机电一体化专业工作任务与职业能力分析表”中的职业岗位工作项目设置的。其总体设计思路是为以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中构建相关理论知识，发展职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。 通过对课程内容高度归纳，概括了工业机器人系统构成、机器手动操作、机器人编程控制、机器人参数设定及程序管理等，容的组织是由易到难，由浅入深，由基本理论知识到提高知识与技能训练。学生通过学习，基本掌握本课程的核心知识与技能，初步具备工业机器人现场编程能力以及有关的创新创业技能。 五、课程的目标 （一）总目标 通过本门学习领域课程工作任务的完成，使学生了解工业机器人的分类、特点、组成、工作原理等基本理论和技术，掌握工业机器人的安装与调试的一般方法与流程，具备工业机器人的安装、调试、故障检测与维修，设备管理等解决实际问题的基本技能，使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高其实际应用技能，并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。 （二）具体目标： 1、知识： （1）能完成相关资料的检索； （2）能概述工业机人的结构组成和工作原理。 （3）能够正确阅读工业机器人部件装配图、零件图和技术文件，进行机械部件配； （4）能够正确阅读工业机器人的电气原理图、电气安装图，完成电气装配； 2、能力 掌握工业机器人的模块化组装、调试、控制与维护的基本方法，能学会用工业机器人的编程语言，编写较简单的调试程序。 （1）掌握编写适用于不同工作任务的工业机器人调试程序； （2）能够使用工业机器人安装与调试常用的机械工具，电子工具和相关仪器仪表； （3）能够及时详细地记录工业机器人安装与调试过程的工作日记、总结工作经验已供日后的使用。

-机械手电气控制系统设计.doc

机械手电气控制系统设计

目录 一、机械手设计任务书 (1) 1机械手结构、动作与控制要求 (1) 2设计任务 (1) 二、电器控制部分 (2) 1.电器元件目录表 (2) 2.机械手主电路接线图 (3) 3.继电器控制电路 (4) 4.接线图 (4) 5.电器板元件布置图 (5) 6.控制面板 (5) 三、PLC控制部分 (6) 1.PLC的选型 (6) 2.PLC I/O图 (6) 3.状态转移图 (7) 4.梯形图 (7) 5.指令表 (10) 四、参考文献 (14) 一、机械手设计任务书 1机械手结构、动作与控制要求

机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产的自动化。本设计中的机械手采用关节式结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。 以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。 设计要求 1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。 1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定） 1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。 1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指 示。 1.5应有必要的电气保护与联锁环节。 2设计任务： 2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。 2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种： 电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面 板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。 2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。

PLC电梯控制系统的设计

河南工业职业技术学院 毕业设计 题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师

前言 随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。

目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献

2. PLC电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。 电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

基于PLC的铣床电气控制系统设计

摘要 PLC是一种通用的自动控制装置其主要是以计算机技术为技术核心，它具有很强的抗干扰能力，高可靠性，直观而简单的编程，适应性强，完善的功能，接口功能强等一系列优点。因此在各行各业中得到了广泛的应用。铣床的传动装置主要是以各种电动机为动力其重要的是实现生产过程自动化的技术装置。在电气系统中是主干部分，也在国民经济中占到主导的低位得到广泛的应用。在我国早起的大多数铣床都是采用传统的继电器控制，而其接触器触点受机械运动的影响，触点的寿命会受到很大的影响，故障率也很高，可靠性远不及PLC控制。为此，提出了用PLC来对我们铣床进行电气控制，铣床我们主要是对我们工业应用中广泛的X62W万能的铣床进行控制，系统的介绍利用PLC对这种铣床进行控制的方法和方案。其中主要进行功能的分析，原理图的设计，梯形图的设计与编写进行调试，提高铣床的性能，提升经济效益及产品质量。 关键词：X62W铣床；电气控制；PLC；梯形图 目录 第一章绪论 0 1.1课题研究的目的和意义 0 1.2自动铣床的发展及现状 0 1.3 铣床简单介绍 (1) 1.3.1 铣床的选型 (1) 1.3.2 X62W万能铣床的特点 (2) 第二章可编程序控制器(PLC)简介 (2) 2.1 PLC工作原理 (2) 2.2 PLC的编程语言--梯形图 (2) 2.3 可编程序控制器PLC的优点 (3) 2.4 PLC选型标准 (3) 第三章 X62W万能铣床的硬件设计 (4) 3.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求 (4) 3.2 X62W万能铣床元件选型 (4) 3.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式 (5)

工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷A

电机与电气控制2019期末考试试卷A 1．直流电动机的结构可分为静止部分和可旋转部分,其中静止部分称为 ,可旋转部分称为 。 2．直流电机的定子在电磁方面是 ，在机械方面是整个电机的支撑。 3．主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为 绕组。 4．直流电机的励磁方式可分为 、 、 和 四类。 5．直流电机的换向不良会产生 或环火，严重时将烧毁 ，导致电机不能正常运行，甚至引起事故。 6．变压器是一种常见的静止电气设备，它是利用 原理，将某一数值的交变电压变换为 的另一数值的交变电压。 7．变压器不但具有 变换和 变换的作用，还具有 变换的作用。 8．某一物理量的实际值与选定的某一同单位的基准值的比值，称为该物理量的 或 。 9 ．异步电动机是依靠 的变化，来调整电动机的 ，从而使电动机的 得到相应的改变，以适用于负载变化的需要来实现新的平衡。 10． 是异步电动机的主要特性，它是指电动机的 之间的关系。 11．直流伺服电动机两种控制方式：一种称为 控制，另种称为 控制 12．步进电动机是一种将 信号转换成相应 的电动机。 一、填空题（本题11小题，每空1分，共计30分）

13．低压开关电器主要用作、。 14．熔断器是一种主要用作保护的电器。 15．在三相变压器中，额定电流是指电流。 二、计算题（本题3小题，每题10分，共计30分） 1．一台串励直流电动机UN =220V，IN =40A，nN =2000 r/min，电枢总电阻Ra 等于0．50欧姆，假定磁路不饱和，当Ia =20A时，电动机的转速和电磁转矩是多少？ 2．某低压照明变压器U1=380V，I1=0.263A，N1=1010匝，N2=103匝，求二次绕组对应的输出电压U2，输出电流I2。该变压器能否给一个80W且电压相当的低压照明灯供电？

基于PLC的机器人电气控制系统的设计

基于PLC的机器人电气控制系统的设计 摘要：随着电气自动化技术的日益成熟，其已逐步渗透入各行各业，并以机械化、可编程、误差小等优势大大提高了工作效率，促进了相关行业的发展。自20世纪70年代起，相关学者借助着计算机的独特优势研究电气工程技术，使其朝着自动化、智能化的方向发展。如今电气自动控制技术日益完善，改变了相关人员的工作方式，减少资源消耗并提高了工作效率。但随着工业产品及生产设备日新月异，诸多传统电气设备在设计方面存在着不足，我国自动化控制水平一定程度上低于欧美国家，不仅难以满足当今产品的质量需求，更影响了电气设备的正常使用。于是本文根据实际生产情况中对不同运行参数要求存在差异，而选择不同的监控方式并分析其各自存在的优缺点;另外对系统硬件、输入/输出电路进行设计，提出一种妥善的电气自动化设计，并与传统存在的自动控制系统进行对比分析。 关键词：PLC的机器人；电气控制；系统的设计 引言 机器人在专用机床及自动化生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设计中的机器人采用关节式结构，它模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹和要求，实现抓取、搬运和装配，动作由液压驱动，并由电磁阀控制，动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。PLC以其可靠性高，抗干扰能力强，编程简单，使用方便可靠等特点，在机械制造业得到了广泛的应用。选用三菱公司的FX2N—32MR可编程序控制器对机器人的电气控制系统进行设计，提高了自动化程度和可靠度，效果良好。 1PLC技术简介 PLC技术是随着微机技术发展而出现的产物,该技术充分利用了微处理器技术的优点,弥补了传统控制技术中的功耗高、可靠性低等缺陷不足。PLC技术由美国科研人员在20世纪60年代提出,技术应用简单,无需进行采用专业的计算机语言进行编程,通过简单的继电器梯形图指令即可实现操作。PLC技术是一种可编程逻辑控制器,将其应用在电气自动化控制系统中,简化了控制程序,降低了自动化控制的能源消耗,提高了自动化控制的灵敏度,经过这些年的发展,PLC技术也越来越成熟,应用的领域也在不断扩大,提高了工业生产中的自动化控制水平,推动了社会经济的发展。 2PLC设计原则 PLC系统作为一个整体的设计，必须要符合有关设计原则，只有这样，才能真正提高设计效率，并有效减少运行错误。也就是说，一个良好的设计效果是很重要的。首先，在实际设计中，必须要尊重安全原则，提升系统可靠性，确保系统的正常运行。其次，在保证系统良好性能的基础上，尊重最低成本原则，提高制造企业的经济效益。 3PLC技术的优势 ①编程方便，操作简单。PLC技术编程采用简单的梯形图、逻辑图等基础编程语言，在程序编译和修改中不需要太过复杂的信息技术知识，为操作人员提供了便利。在程序修改调试中可以随时进行程序增减，容易操控，方便应用。②功能性强，性价比高。随着科技的发展，我国PLC技术也在进一步提高。一台小型的PLC中就可以囊括成百上千个编程元件，麻雀虽小五脏俱全，PLC完全可以实

皮带运输机PLC电气控制系统设计

皮带运输机电气控制系统设计

任务书 姓名：专业： 设计课题：皮带运输机电气控制系统设计 设计条件及要求： 设计条件:（1）起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序 为： （2）停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为： （3）紧急停止：紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、YV全部同时停止。 （4）故障停止：运转中，当M1过载时，应使PD-1、PD-2、YV 同时停止。当M2过载时，应使PD-2、YV同时停止；PD—1在PD-2停止后延迟10s后停止。 （5）M1和M2电机功率都是5.5KW。 设计要求: 1、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力；2、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点；3、熟练掌握基本逻辑指令的应用；4、绘制系统的主电路图、继电接触器控制线路图（一张）； 5、编写设计说明书（一份）。 设计时间：自20**年**月**日至20**年**月**日 设计指导人（签字）：_________________________ 教研室主任（签字）：_________________________ 年月日

前言 (4) 一、机床电气控制技术课程设计的目的 (5) 二、设计的内容与步骤 (5) （一）设计的基本原则 (5) （二）设计的内容 (6) 三、系统传动方式的确定 (6) （1）往复运动工作机构传动方式的确定 (7) （2）传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适 (8) （3）电动机起动方式的确定 (8) （4）电气系统的保护 (8) 四电气控制方案的确定 (13) （一）电气逻辑控制装置的选择 (13) （二）控制方式的选择 (14) （三）系统动作要求 (15) （四）确定I/O点数及PLC的选型 (16) 设计总结 (25) 感谢信 (26) 参考文献 (27)

工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷A

电机与电气控制2019期末考试试卷A 一、填空题（本题11小题，每空1分，共计30分） 1．直流电动机的结构可分为静止部分和可旋转部分,其中静止部分称 为 ,可旋转部分称为。 2．直流电机的定子在电磁方面是，在机械方面是整个电机的支撑。 3．主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为绕组。 4．直流电机的励磁方式可分为、、和四类。 5．直流电机的换向不良会产生或环火，严重时将烧毁，导致电机不能正常运行，甚至引起事故。 6．变压器是一种常见的静止电气设备，它是利用原理，将某一数值的交变电压变换为的另一数值的交变电压。 7．变压器不但具有变换和变换的作用，还具有变换的作用。8．某一物理量的实际值与选定的某一同单位的基准值的比值，称为该物理量的或。 9．异步电动机是依靠的变化，来调整电动机的，从而使电动机的得到相应的改变，以适用于负载变化的需要来实现新的平衡。10．是异步电动机的主要特性，它是指电动机的 之间的关系。 11．直流伺服电动机两种控制方式：一种称为控制，另种称为控制

12．步进电动机是一种将信号转换成相应的电动机。13．低压开关电器主要用作、。 14．熔断器是一种主要用作保护的电器。 15．在三相变压器中，额定电流是指电流。 二、计算题（本题3小题，每题10分，共计30分） 1．一台串励直流电动机UN =220V，IN =40A，nN =2000 r/min，电枢总电阻Ra 等于0．50欧姆，假定磁路不饱和，当Ia =20A时，电动机的转速和电磁转矩是多少？ 2．某低压照明变压器U1=380V，I1=0.263A，N1=1010匝，N2=103匝，求二次绕组对应的输出电压U2，输出电流I2。该变压器能否给一个80W且电压相当的低压照明灯供电？

工业机器人应用培训大纲

工业机器人应用培训计划 （试行） 2015/03/19

一、工业机器人应用人才市场前景 由于人力成本的快速上升，全球产业结构深度调整，越来越多的企业装配自动化设备来提高产能、降低人力成本。以全球代工帝国富士康集团为代表的机器人计划是：三年后将目前的1万台机器人增至100万台。由此看出，中国作为“世界工场”正在快速进行技术升级，顺应制造技术的向前发展，自动化生产时代的到来已是一种趋势。可以预计，未来的几年中，企业对于自动化高层次人才的需求越来越大，而目前我国能够掌握机器人操作、调试、维修的技能人才极度缺乏，国内大中专院校机器人专业开设几乎为空白，所以，开设机器人相关专业，建设机器人实训基地是亟需解决的问题。 二、工业机器人专业人才培养体系 2.1工业机器人人才岗位分析 岗位技能要求人才适用企业 工业机器人操作工业机器人操作与编程机器人应用企业 工业机器人现场管理工业机器人维护、工艺及现场 管理 机器人应用企业 工业机器人维修应用机械、电气、控制的安装、检 测与维修 机器人应用、机器人制造企业 工业机器人装配调试机器人安装、电气调试、装配 （本体装配） 机器人应用、机器人制造企业 工业机器人应用开发自动化生产线设计与应用、工 作站装调、工作站设计与改造 机器人应用企业、集成厂商 工业机器人销售服务产品集成解决方案，售前技术 销售方案、售后产品调试安装 交付等 机器人制造企业、机器集成厂商 人才岗位需求则主要集中在工业机器人设备维修、装配与调试、工业机器人的应用开发与系统集成设等岗位，主要分为技术与销售两条人才培养路线。 2.2 工业机器人人才培养目标

培养在机电设备制造企业、自动化、数控技术、机电一体化设备运用企业从事工业机器人设备的维修与装调、自动化生产线的管理与维护、工业机器人工作站及自动化生产线的集成设计与应用、销售、推广与售后技术支持工作的高级技术应用型人才。 在机器人制造企业掌握工业机器人应用专业的基础理论和操作技能，具备机械结构设计、电气控制、传感技术、智能控制等专业技能,能独立从事大型机电设备、工业机器人应用系统的安装、调试、编程、工艺设计、维修、运行与管理等方面的工作任务；具有较好的实践经验，能进行应用设计开发具有创新精神和创业意识的高技能应用型人才。 人才培养层次： 人才层次 技能要求 初级人才 工业机器人操作、编程、日常维护，编程定位示教编程； 中级人才 工业机器人离线编程， 机械与电气控制的装配、调试 工业机器人的检测与维修 高级人才 工业机器人应用设计开发与集成 工业机器人典型岗位的对应职业技能要求 序典型 工作岗位 工作任务职业能力要求 工业机器人操作应用岗位 1．能够熟练操作机器人进行各种作业。 2．能够熟练处理工业机器人在使用过程 动作要求。 3、按照动作要求，编制相应的控制程序。 4、对机器人的动作误差能够调试调整。 1. 具有阅读电气原理图及接线图的能力； 2. 能按规范操作机器人。 3. 能看懂工业机器人的说明书。 2 工业 机器人维修 保养岗位 1．能够对工业机器人进行定期维护与保 养。 2．能够制定出工业机器人对应的点检单 和保养程序。 3．能够确选择、合理使用设备安装工具， 并对其进行保养。 4．能够快速熟练处理工业机器人在使用 过程中出现的各种故障现象。 1. 能正确选择、合理使用设备安装工具，并对其进行 保养。 2．能正确选择并合理使用常用和专业调试工具。 3．能使用专用仪器、设备完成设备的参数调整并进行 检查。 4．能完成电气控制系统和电气控制设备的连接，有 PLC控制程序编制与调试能力。 5．能按规程进行设备调试，并具备技术文件的记录与 整理能力。 6. 能编制设备检修计划。

工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷B

电机与电气控制2019期末考试试卷B 一、填空题（本题11小题，每空1分，共计30分） 1．接触器是一种自动的开关，适用于频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是，也可用于控制其他负载。 2．继电器按用途可分为用继电器与用继电器。 3．行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关，主要用于机床、自动生产线和其他机械的控制。4．低压电器触点系统按接触情况可分为、和。5．异步电动机的制动方式有、和。 6．是交流弧焊机的主要组成部分，它实质上是一台特殊的降压变压器。 7．电压继电器分为、和。 8．在交流接触器中常用的灭弧方法有：、和珊片灭弧。9．交流伺服电动机的转速控制方法有、控制和 控制三种。 10．测速发电机可以将机械转速转换为相应的信号，在自动 控制系统中常用作的信号元件。 11．笼型异步电动机的起动有起动和起动。 12．铁心构成变压器的，并作为变压器的机械骨架。

13．他励直流电动机的调速方法有、降低电源电压调速和。 14．改善直流电动机换向的方法有：选用合适的电刷，增加电刷与换向片之间的接触电阻和。 15．速度继电器是反映转速和转向的继电器，其主要作用是以旋转速度的快慢为指令信号，与接触器配合实现对电动机的控制。 二、计算题（本题3小题，每题10分，共计30分） 1．他励直流电动机的数据如下：PN=2.5KW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min, Ra=0.8Ω,求：（1）当电动机以1200r/min的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为2IN，则电枢回路中串入多大的制动电阻；（2）若负载为位能型恒转矩负载，负载转矩为TL=0.9TN,采用能耗制动时负载以420r/min转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻。 2．一台Sn=5000KV A,U1n/U2n=10/6.3kv, Y ,d连接的三相变压器，试求1.变压

基于PLC的数控车床电气控制系统设计

摘要 数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。 本文正是针对这一问题展开工作的。本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。 根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。 本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。 关键词：PLC控制，数控车床，梯形图

目录 第一章概述 (1) 1.1 数控系统的工作原理 (1) 1.1.1 数控系统的组成 (1) 1.1.2 数控系统的工作原理 (2) 1.2 PLC的硬件与工作原理 (3) 1.2.1 PLC的简介 (3) 1.2.2 PLC的基本结构 (3) 1.2.3 PLC的工作原理 (4) 第二章数控车床的PLC (5) 2.1 数控车床PLC的信息传递 (5) 2.2 数控车床中PLC的功能 (6) 2.2.1 PLC对辅助功能的处理 (6) 2.2.2 PLC的控制对象 (6) 2.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能 (7) 2.4 利用PLC代替继电器—接触器控制方式的优越性 (8) 第三章 CK9930数控车床电气控制分析 (9) 3.1 车床主要结构和运动方式 (9) 3.2 车床对电气控制的要求 (9) 3.3 车床的电气控制电路分析 (10) 3.3.1 主电路分析 (11) 3.3.2 控制电路分析 (11) 第四章 PLC控制程序的设计 (12) 4.1 PLC程序设计方法 (12) 4.1.1 PLC的程序设计步骤 (12) 4.2 PLC程序的模块化设计 (12) 4.3 输入输出分配 (12) 4.4 梯形图程序设计 (15) 4.4.1 梯形图总体框图 (15)

工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷B

电机与电气控制2019 期末考试试卷 B 班级学号姓名 题号一二三四五六总分总分人 得分30 30 20 20 评卷人 得分一、填空题（本题11 小题，每空1 分，共计30 分） 1．接触器是一种自动的开关，适用于频繁地接通或断开交直流 主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是，也可用于控制其 他负载。 2．继电器按用途可分为用继电器与用继电器。 3．行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大 小的开关，主要用于机床、自动生产线和其他机械的控制。4．低压电器触点系统按接触情况可分为、和。5．异步电动机的制动方式有、和。 6．是交流弧焊机的主要组成部分，它实质上是一台特殊的 降压变压器。 7．电压继电器分为、和。8．在交流接触器中常用的灭弧方法有：、和珊片灭弧。9．交流伺服电动机的转速控制方法有、控制和 控制三种。 10．测速发电机可以将机械转速转换为相应的信号，在自动 控制系统中常用作的信号元件。 11．笼型异步电动机的起动有起动和起动。 12．铁心构成变压器的，并作为变压器的机械骨架。 13．他励直流电动机的调速方法有、降低电源电 - 1 -

压调速和。 14．改善直流电动机换向的方法有：选用合适的电刷，增加电刷与换向片之间 的接触电阻和。 15．速度继电器是反映转速和转向的继电器，其主要作用是以旋转速度的快慢 为指令信号，与接触器配合实现对电动机的控制。 二、计算题（本题 3 小题，每题10 分，共计30 分） 得分 1．他励直流电动机的数据如下：PN=2.5KW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min, Ra=0.8Ω,求：（1）当电动机以 1200r/min 的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为 2IN ，则电枢回路中串入多大的制动电阻；（2）若负载为位能型恒转矩负载，负载转矩为 TL=0.9TN, 采用能耗制动时负载以 420r/min 转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻。 2．一台 Sn=5000KVA,U1n/U2n=10/6.3kv, Y ,d 连接的三相变压器，试求 1.变压 器的额定电压和额定电流； 2.变压器一二次绕组的额定电压和额定电流？绕组上 的额定电压与变压器的额定电压有什么区别？ - 2 -

PLC某车床电气控制系统设计

电气控制与PLC 课程设计 题目: 某车床电气控制系统设计 院系名称：电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 20104682 指导教师：

目录 1 系统概述 (1) 1.1 系统描述 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 方案论证 (2) 2.1 方案设计 (2) 2.2 方案选择 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1系统的原理方框图 (3) 3.2 主电路 (3) 3.3 I/O分配 (5) 3.4 I/O接线图 (6) 3.5元器件选型 (7) 4 软件设计 (9) 4.1主流程 (9) 4.2梯形图 (11) 5 调试结果 (13) 设计心得 (14) 参考文献 (15)

1 系统概述 1.1 系统描述 在国民经济中占重要地位的制造业领域健康快速的发展，制造装备的改进，使得作为工业重要设备的各类机械工艺装备也有了许多新的变化，尤其是金属切削机械产品，其在今天机械产品的地位越来越重要。传统的制造装备由于技术落后、可靠性差、工作效率低、故障率高、故障诊断和排除困难，已严重影响企业的生产效率。因此，更新改造旧机床等制造装备很有必要。 更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，在国外己形成一定规模和市场，涌现出了许多专门从事机床改造的公司。国外旧机床改造费用大约为同类型新机床价格的60%，尽管费用较高，但由于机床改造后使用效果好，所以仍然受到机床用户的欢迎。 此次更新改造设计是对某卧式车床的控制系统的PLC控制改造的研究设计。采用连线少、体积小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系统，来代替电气控制系统中继电器控制逻辑，配以合适的数控装置，可使机床控制功能更加丰富，自动化水平大大提高。此次设计从被控对象的I/O点数和性价比高、综合成本低这几个主要原则出发，主要进行了控制装置选型， PLC的地址分配和用梯形图编辑的PLC控制程序设计。 1.2 设计要求 某车床主轴电机采用三相异步电动机：Y112M-4-85 4KW 380V 50HZ；冷却泵电动机0.125KW 380V 50HZ，主轴电机采用电气正反转，冷却泵单向运转。主轴电机有SA1（3个位置正、停、反和3对触头）控制，冷却泵电机有SA2（2个位置1对触头）控制。 具体要求如下： 1、采用PLC进行车床的控制。 2、应有电源有信号指示。 3、应有局部照明必要的保护环节。