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电气控制课程设计

设计题目：基于S7-200PLC机械手自动控制系统的设计

姓名：

班级：

学号：

指导教师：

成绩评定：

201*年**月**日

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1.控制系统的要求

图1为传送工件的某机械手的工作示意图，其任务是将工件从传送带A搬运到传送

带B。按下起动按钮后，传送带A开始运行直到光电开关KF检测到物体，才停止，同

时机械手下降；下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧；上

升到位左转，左转到位下降；下降到位机械手松开，2s后机械手上升；上升到位后，

传送带B开始运行，同时机械手右转；右转到位，传送带B停止。机械手返回原位后，

自动启动传送带A运转，进行下一个循环。当按下停止按钮时，使移位寄存器复位，

机械手立即停止工作。

机械手的上升、下降和左转、右转的执行，分别由双线圈两位电磁阀控制汽缸的

运动控制。当下降电磁阀通电，机械手下降，若下降电磁阀断电，机械手停止下降，

保持现有的动作状态，同样上升电磁阀、左转和右转电磁阀的控制过程亦然。而夹紧/

放松则是由单线圈的两位电磁阀控制汽缸的运动来实现，线圈通电时执行夹紧动作，

断电时执行放松动作。并且要求只有当机械手处于上限位时才能进行左/右移动，因此

，在左右转动时用上限条件作为联锁保护。由于上下运动，左右转动采用双线圈两位

电磁阀控制，两个线圈不能同时通电，因此在上/下、左/右运动的电路中须设置互锁环

节。

为了保证机械手动作准确，机械手上安装了限位开关BG1、BG2、BG3、BG4，

分别对机械手进行上升、下降、左转、右转等动作的限位，并给出动作到位的信号。

光电开关KF负责检测传送带A上的工件是否到位，到位后机械手开始动作。

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图1机械手控制示意图

2.系统设计思路

依据系统设计要求，机械手控制的工作过程如图2所示，一个工作周期有八个顺序

执行的动作，即为：

原位下降夹紧上升右移

左移上升放松下降

图2机械手控制工作过程

从控制要求可以看出，输入信号需要一个启动按钮SF1I0.0）来完成机械手的启

动，还需要一个停止按钮SF2I0.5）用来停止运行。机械手运动的限位开关有4个，

上升限位开关BG1、下降限位开关BG2、左转限位开关BG3和右转限位开关BG4，

以及传送带A上光电开关KF的输入信号I0.6，共有7个输入信号。输出信号有机械

手上升驱动电磁阀MB1、下降电磁阀MB2、左转电磁阀MB3、右转电磁阀MB4和机

械手抓紧/放松驱动电磁阀MB5，以及控制传送带A和B运行的接触器QA1和QA2，

共有7个输出信号。

3.系统硬件设计

3.1硬件设计

系统选用的