基于S7-200的机械手控制系统

摘  要

机械手能在许多劳动过程中模仿人的各种动作.机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。本次PLC实验设计是通过机械手实物教学模型来模拟使用S7-200来实现对机械手的控制。本次实验设计涵盖了PLC技术、位置控制技术、气动技术，机械手实物教学模型的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、汽缸、气夹等机械部件组成。在电气方面有步进电机、步进电机驱动器、传感器、限位开关、开关电源、电磁阀等电子器件组成同时采用西门子S7-200可编程控制器。编程方面采用顺序控制来编程，先画出流程图，然后一步一步编程，子程序需要个PLC控制步进电机程序。最后加一个手动控制机械手的程序，并做出面控制面板来。通信并把程序下载到PLC上，实现用控制面板手动控制机械手。

关键字：可编程控制器PLC、机械手、步进电机驱动器、步进电机、传感器、限位开关

目  录

1  绪论 1

1.1  机械手背景 1

1.2  机械手意义 1

1.3  实验设计内容 2

2.  西门子可编程控制系统S7-200 3

2.1  系统概述 3

2.1.1国内外可编程逻辑控制器（PLC）发展趋势 3

2.1.2 PLC主要厂家及产品介绍 4

2.1.3德国西门子S7－200 PLC 4

2.2  开发软件STEP7－Micro/WIN简介 6

2.2.1系统要求 6

2.2.2硬件连接 6

2.2.3参数设置 7

2.2.4在线联系 10

2.2.5生成一个程序文件 10

2.2.6编辑程序文件 11

3.  机械手模型 13

3.1  机械手结构概述 13

3.1.1步进电机原理及介绍 13

3.1.2步进电机驱动器 14

3.1.3传感器介绍 17

3.1.4旋转码盘 18

3.1.5直流电机和驱动单元 19

3.1.6空气压缩机 20

4.  PLC控制机械手 22

4.1  机械手控制设计 22

4.1.1机械手控制点地址分配 22

4.1.2机械手工艺流程 24

4.2  手动控制机械手 30

4.3  装置接线、系统下载调试 32

5  PLC控制步进电机及速度位置控制 34

5.1  控制系统功能框图 34

5.2  步进电机控制系统软件设计 35

5.3  步进电机控制系统软件程序 37

5.4  STEP7－Micro/WIN位置控制向导 38

5.5  机械手运动速度设计 40

5.6  机械手运动距离设计 41

6.  总  结 42

致 谢 43

参考文献 44

附录一:PLC实验设计--基于S7-200的机械手控制系统 45

附录二:基于S7-200的机械手控制系统实验报告 53

附录三:S7-200的机械手控制系统程序梯形图 59