随着经济的快速发展，自动控制技术在企业竞争中的作用也显得越来越重要。自动搬运组合单元是自动化生产线的重要组成部分，当其与PLC控制技术相结合时，可以使自动搬运组合变得更加高效，同时也可以降低生产线作业成本、提高作业能力和效率，从而提高企业的竞争力。本文主要是设计基于S7-1200的自动化生产线上的自动搬运组合单元控制系统，其中硬件方面主要包含伺服电机的接线设计、PLC电气控制原理图设计等；软件方面主要包括轴的参数设置、机械手回原点、四个工位对应位置的三个动作模块。采用了组态王软件与PLC进行通信，实现了整个系统的在线模拟和监控。调试的结果表明，本文设计的控制系统控制方式简单，能够有效的运行，可以很好的满足控制要求，可靠性高。在现代的工业领域中，可以提高企业的竞争力。
Key Words：Automatic control；PLC control；Automatic handling；Kingview目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景与意义 1
1.2基于PLC的自动搬运系统的发展现状 1
1.3本课题研究的内容及主要工作 2
第二章 系统方案设计 3
2.1自动搬运组合单元控制系统概述 3
2.2工艺流程 3
2.3系统整体设计 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1PLC及其CPU的选型 5
3.2输入输出扩展模块选型 6
3.3电源模块选型 6
3.4电机及其驱动器选型 7
3.5I/O分配表 7
3.6伺服驱动器接线 8
3.7系统控制回路接线 9
3.8元器件清单 11
第四章 系统软件设计 12
4.1博途V14软件及其组态 12
4.2 博途V14软件与PLC的通信 14
4.3PLC程序设计 14
4.3.1PLC程序流程图设计 14
4.3.2PLC主要程序设计 16
第五章 上位机的人机界面设计 22
5.1组态王软件简介 22
5.2通信设置 22
5.3
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数据变量的构建 24
5.4上位机界面设计 26
5.4.1用户登录界面 26
5.4.2监控界面设计 26
5.5人机界面程序设计 27
第六章 系统的调试和分析 29
6.1系统的调试 29
6.1.1机械手回原点调试 29
6.1.2机械手绝对位移调试 29
6.2系统总体的评价 30
6.3系统改进方向 30
第七章 总结与展望 31
参考文献 32
致谢 33
附录1 34
附录2 59
绪论
1.1课题研究背景与意义
随着工业领域自动化进程的加速发展，自动控制技术正在慢慢取代传统的人工控制技术，自动搬运系统就是近代自动控制领域的一项技术，它可以代替部分人工操作；能按照工艺要求，遵循一定的时间、位置来完成物件的搬运；广泛的应用自动搬运技术可以逐步改善劳动条件，提高企业生产能力，保证产品的质量。除此之外，自动化搬运系统也可以减少枯燥无味的工作量，节约劳动成本，提供更加可靠安全的工作环境，降低劳动的风险，从而保证工作的安全性。
将PLC控制与自动搬运系统相结合可按使用要求选购相应的产品来完成复杂的逻辑控制，以逻辑控制为主，也可以组成模拟量控制系统，对于软硬件的开发量也较少，输出的带负载能力和抗干扰能力强，可靠性好，环境适应能力强。
本课题的目的在于研制基于PLC控制的自动搬运取代人工搬运工作。由于现代工业的迅猛发展，使得自动搬运已被越来越多的应用到生产加工、服务等各个领域，并将有着更加广泛的发展。在自动化综合生产线上，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产，是现代机械工业发展的必然趋势。
1.2基于PLC的自动搬运系统的发展现状
王宇在《PLC电气控制与组态设计》中指出目前PLC已被广泛用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被认为是现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。
牛瑞利在《基于西门子PLC的小型搬运机械手控制系统设计》中提到，近年来基于机械手的自动搬运被广泛应用于各个领域，并且得到了人们的关注和重视，主要是其具备以下优点：自动搬运可以代替部分甚至全部的人力操作，减少了人力劳动强度，解放了劳动力，便于工业化生产。自动搬运可以克服高温、高压、污染性、放射性的工作条件进行作业。自动搬运极大地提高了生产效率，加速了工业自动化的进程。
自动搬运技术是现代工业中的重要技术组成，利用自动搬运技术进行工业生产，并且通过对PLC技术的准确掌控，也能够大大提高工业生产效率。自动搬运系统所用到的机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。就当前应用来看，机械手主要采用的是气动驱动或者液压的控制方式，这种方式不仅结构简单，而且非常便于控制和掌握。所以，基于气动机械手的自动搬运技术被广泛应用于机械制造业、化肥和化工、精密仪器和军事工业等。
1.3本课题研究的内容及主要工作
本课题以自动化生产线上的自动搬运组合单元控制系统的设计为主要研究内容，采用S71200PLC为控制器，进行自动搬运组合单元的PLC控制系统的设计。主要包括元器件的选型设计，PLC电气控制原理图设计，PLC程序设计，组态王的人机界面程序设计。自动搬运组合单元的功能是当物件放置在工作台中，由机械手自动装物件抓取，按程序指定路径输送到某一个加工位进行加工，加工完成后再由机械手从加工位中取出，放置到另一个加工位。当连接其他站点应用时，前方供料单元连接时可以将供料单元的物件抓取到本单元中，本单元加工完成工件也可由机械手放置到另外的下一个站点。

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