基于PLC的機(jī)械手控制0522_畢業(yè)論文.pdf

1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于 PLC 的機(jī)械手控制 學(xué) 院： 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 專 業(yè)： 09 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 4 班 姓 名： 劉俊 學(xué) 號(hào)： B09300417 指導(dǎo)教師： 唐浙東 2013 年 05 月 15 日 2 浙 江 理 工 大 學(xué) 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 畢業(yè)論文誠(chéng)信聲明 我謹(jǐn)在此保證：本人所寫的畢業(yè)論文，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。論文主體均由本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。 聲明人（簽名）：劉俊 2013 年 05 月 15 日 3 摘 要 在 工業(yè) 生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。 機(jī)械手 可在 空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量 自動(dòng)化 生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性 自動(dòng)線 。此設(shè)計(jì) 基于 PLC為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一種三自由度機(jī)械手的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì) 多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)控制，并運(yùn)用 組態(tài)王 Kingview軟件繪制上位機(jī)程序 。 機(jī)械手設(shè)計(jì)主要是依靠限位開(kāi)關(guān)和步進(jìn)電機(jī)的控制及推動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械手的所有動(dòng)作均采用脈沖控制、電驅(qū)動(dòng)。它的上升/下降、左移 /右移和左旋轉(zhuǎn) /右旋轉(zhuǎn)均采用步進(jìn)電機(jī)完成。機(jī)械手的動(dòng)作轉(zhuǎn)換依靠限位開(kāi)關(guān)來(lái)控制并且按照一定的順序動(dòng)作。 本設(shè)計(jì)所用機(jī)械部件有 模擬機(jī)械手爪， 電氣方面有 PC、 歐姆龍 CP1H、開(kāi)關(guān)電源、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 等部件。 關(guān)鍵詞 :PLC；步進(jìn)電機(jī)；機(jī)械手；控制系統(tǒng) 4 Abstract In industrial production and other areas, as a result of the need, people often subjected to high temperature, corrosive and toxic gas hazards, increased labor intensity, and even life-threatening. Since the advent of robot, all kinds of problems solved. Robot caught in the space, put, handling objects, actions flexible, applicable to transform the production of varieties in small-volume automated production, widely used in flexible automatic line. This design is based on the PLC-based control system design of a three-degree-of-freedom robot, multiple stepper motor open-loop control, and the use of configuration the king KingView software draw host computer program. Robot designed primarily limit switches and stepper motor control and promote. All the actions of the robot are used pulse control, electric drive. It up / down, left / right and left rotation / right rotation is completed by a stepping motor. Converting the movement of the manipulator to rely on the limit switch to control and according to a certain sequence of actions. The design mechanical components with analog mechanical gripper, electrical PC Omron CP1H, switching power supplies, motor drives and other components. Key words: PLC； Stepping motor； Manipulator； Control syst 5 目 錄 摘 要 Abstract 第 1 章 緒 論 . 1 1.1機(jī)械手的背景 . 1 1.2柔性制造系統(tǒng) . 1 第 2 章 機(jī)械手單元 . 4 2.1機(jī)械手在柔性制造系統(tǒng)中的位置和功用 . 4 2.2機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu) . 4 2.3機(jī)械手的動(dòng)作及其流程圖 . 5 2.3.1 機(jī)械手的主要?jiǎng)幼骷捌渥鴺?biāo)變化 . 5 2.3.2 機(jī)械手的工作流程圖 . 5 2.4 機(jī)械手控制方案 . 6 第 3 章 可編程控制器 . 7 3.1 PLC可編程控制器概述 . 7 3.1.1 PLC 可編程控制器定義 . 7 3.1.2 PLC 可編程控制器的基本構(gòu)成 . 7 3.2 PLC可編程控制器的特點(diǎn) . 10 3.3 PLC可編程控制器應(yīng)用領(lǐng)域 . 12 3.4 PLC可編程控制器的國(guó)內(nèi)外狀況 . 13 第 4 章 電路中的主要元器件 . 15 4.1 歐姆龍 CP1H可編程控制器 . 15 4.1.1 歐姆龍 CP1H 功能特點(diǎn)介紹 . 15 4.1.2 歐姆龍 CP1H 輸入輸出介紹 . 15 4.1.3 歐姆龍 PLC 的特長(zhǎng) . 15 4.2 步進(jìn)電機(jī) . 17 4.2.1 步進(jìn)電機(jī)工作原理及應(yīng)用 . 17 4.2.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇 . 17 6 4.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 . 19 4.3.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器概述及控制原理 . 19 4.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇 . 20 4.4 接近開(kāi)關(guān) . 20 4.4.1 接近開(kāi)關(guān)工作原理及應(yīng)用 . 20 4.4.2 接近開(kāi)關(guān)的選擇 . 21 第 5 章 基于 PLC 控制的機(jī)械手硬件設(shè)計(jì) . 22 5.1 PLC可編程控制器布線與連接 . 22 5.1.1 PLC 輸入端子的布線與連接 . 22 5.1.2 PLC 輸出端子的布線與連接 . 23 5.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)連接 . 25 第 6 章 基于 PLC 控制的機(jī)械手軟件設(shè)計(jì) . 26 6.1 PLC的 I/O口定義 . 26 6.1.1 PLC 輸入端 I 的定義 . 26 6.1.2 PLC 輸出端 O 的定義 . 26 6.2 PLC的程序編寫 . 27 6.3 組態(tài)王 KINGVIEW控制界面設(shè)計(jì) . 27 6.3.1 組態(tài)王軟件簡(jiǎn)介 . 33 6.3.2 控制界面開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) . 34 6.4 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟 . 35 6.5 調(diào)試過(guò)程中要注意的事項(xiàng) . 35 第 7 章 結(jié)束語(yǔ) . 37 參考文獻(xiàn) . 38 致 謝 . 39 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 1.1 機(jī)械手的背景 及其發(fā)展 工業(yè)機(jī)器手是最近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高新技術(shù)自動(dòng)化生產(chǎn) 設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼顧人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線，危險(xiǎn)品及有害物品的搬運(yùn)裝卸等。機(jī)械手目前雖然不如人手靈活，但是它能夠不斷的重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)抓舉重物的力量比人手大的特點(diǎn)，因此獲得日益廣泛的應(yīng)用。 目前國(guó)內(nèi)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱 處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手。 國(guó)外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)。國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。目前世界高端工業(yè)機(jī)械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢(shì)。 機(jī)械手技術(shù)涉 及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 本課題的主要目的是了解機(jī)械手的工作原理，設(shè)計(jì)工件加工機(jī)械手的控制系統(tǒng)。 1.2 柔性制造系統(tǒng) 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增加，而產(chǎn)品的市場(chǎng)壽命日益縮短，更新?lián)Q代加速，中、小批量生產(chǎn)占有越來(lái)越重要的地位。面臨這 新的局面，必須大幅度提高制造柔性和生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，從而降低生產(chǎn)成本，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。柔性制造系統(tǒng)正是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，以適宜于多品種、中小批量生產(chǎn)。它通過(guò)簡(jiǎn)單地改變軟件的方法能夠制造出多種零件中任何一種零件。 本次柔性制造系統(tǒng)主要由六個(gè)單元模塊組成 ,分別為上料檢測(cè)單元 ,機(jī)械手單元 ,加工單元 ,CCD尺寸檢測(cè)單元 ,輸送帶單元 ,倉(cāng)庫(kù)單元。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制管理系統(tǒng)（見(jiàn)圖1-1）可以在工作站中實(shí)現(xiàn)各部分的控制、協(xié)調(diào)工作與遠(yuǎn)程監(jiān)控，進(jìn)行各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。 圖 1-1 柔性制造系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理示意圖 通過(guò)該系統(tǒng)，使學(xué)生可通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解柔性制造系統(tǒng)的基本組成和基本原理，為學(xué)生提供一個(gè)開(kāi)放性的，創(chuàng)新性的和可參與性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和集成技術(shù)，幫助學(xué)生從系統(tǒng)整體角度去認(rèn)識(shí)系統(tǒng)各組成部分，從而多媒體 教 學(xué) 學(xué)生 1 學(xué)生 2 學(xué)生 20 教師 遠(yuǎn)程工作站 多媒體教學(xué)環(huán)境 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1.上料檢測(cè)單元 以太網(wǎng) 2.機(jī)械手單元 3.加工單元 4.CCD 檢測(cè)單元 5.輸送帶單元 6. 倉(cāng) 庫(kù) 單元 以太網(wǎng) 以太網(wǎng) 以太網(wǎng) 以太網(wǎng) 以太網(wǎng) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 掌握機(jī)電控制系統(tǒng)的組成、功能及控制原理?？梢源龠M(jìn)學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣自動(dòng)化、自動(dòng)控制、機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等方面的學(xué)習(xí) ,并對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、高級(jí)語(yǔ)言編 程等技能得到實(shí)際的訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試能力等方面均能得到綜合提高。浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2 章 機(jī)械手單元 2.1 機(jī)械手在柔性制造系統(tǒng)中的位置和功用 機(jī)械手處于該柔性制造系統(tǒng)由輸送單元到加工單元的中間位置，主要功用是將輸送帶上的毛培抓取并轉(zhuǎn)移到加工單元的加工平臺(tái)上，待加工完畢后再將加工好的零件轉(zhuǎn)移到輸送帶上，以便輸送至下一單元。由于該柔性制造系統(tǒng)需要在以太網(wǎng)模式下工作，因此機(jī)械手的控制模塊還必須具備以太網(wǎng)的通訊編程能力。 2.2 機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部是用來(lái) 抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。本次設(shè)計(jì)采用三自由度。 機(jī)械手的主要工作歸納為機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，手臂的升降、小臂的升降和夾具的夾緊與松開(kāi)，其中機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)有步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，其他通過(guò)步進(jìn) 電機(jī)和滾珠絲杠相連來(lái)驅(qū)動(dòng)。所以需要 4個(gè)步進(jìn)電機(jī)滾珠絲杠 是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)品。機(jī)械手裝置圖如圖 2-1。 圖 2-1 機(jī)械手裝置圖 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2.3 機(jī)械手的動(dòng)作及其流程圖 2.3.1 機(jī)械手的主要?jiǎng)幼骷捌渥鴺?biāo)變化 根據(jù)系統(tǒng)要求，機(jī)械手單元需要在網(wǎng)絡(luò)的控制下完成將毛培轉(zhuǎn)移到加工臺(tái)上， 等待加工結(jié)束，再將加工好的零件運(yùn)送到輸送帶上，然后重復(fù)操作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。為了方便對(duì)其動(dòng)作監(jiān)控，給機(jī)械手設(shè)定了 X， Z，三個(gè)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)完全定位。其具體動(dòng)作及坐標(biāo)變化如下： 1)機(jī)械手處于連續(xù)工作位置， 此時(shí) X=-245mm， Z=265mm， =0。，按下連續(xù)工作按鈕，機(jī)械手開(kāi)始連續(xù)工作模式。 2)機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 80，到達(dá)傳送帶正上方，此時(shí) X=-245mm， Z=265mm，=80。 3)機(jī)械手下降 200mm，抓取傳送上毛培，此時(shí) X=-245mm， Z=65mm， =80。 4)機(jī)械手等待 2s，確保完全夾緊毛培件，此時(shí)坐標(biāo)不變 X=-245mm， Z=65mm， =80。 5)機(jī)械手上升 100mm，讓毛培與加工臺(tái)處于同一平面，此時(shí) X=-245mm， Z=165mm， =80。 6)機(jī)械手逆時(shí) 針旋轉(zhuǎn) 80，將毛培放到加工臺(tái)上，此時(shí) X=-245mm， Z=165mm， =0。 7)機(jī)械手等待 2s，確保毛培完全釋放，此時(shí)坐標(biāo)不變 X=-245mm， Z=165mm，=0。 8)機(jī)械手上升 100mm，以便離開(kāi)加工區(qū)域，此時(shí) X=-245mm， Z=265mm， =0。 9)機(jī)械手右移 200mm，離開(kāi)機(jī)床工作范圍，此時(shí) X=-45mm， Z=265mm， =0。 10).機(jī)械手等待 5s，機(jī)床將毛培加工為零件，此時(shí)坐標(biāo)不變 X=-45mm， Z=265mm， =0。 11).機(jī)械手左移 200mm，準(zhǔn)備抓取 零件，此時(shí) X=-245mm， Z=265mm， =0。 12).機(jī)械手下降 100mm，抓取零件，此時(shí)坐標(biāo) X=-245mm， Z=165mm， =0。 13).機(jī)械手等待 2s，確保完全夾緊零件，此時(shí)坐標(biāo)不變 X=-245mm， Z=165mm，=0。 14).機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 80，到達(dá)傳送帶正上方，此時(shí) X=-245mm， Z=165mm，=80。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 15).機(jī)械手下降 100mm，放下零件，此時(shí) X=-245mm， Z=65mm， =80。 16).機(jī)械手上升 200mm，便于回到原位，此時(shí) X=-245mm， Z=265mm， =80。 17).機(jī)械手逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 80，回到原位置，此時(shí) X=-245mm， Z=265mm， =0。 18).重復(fù)以上動(dòng)作，完成連續(xù)自動(dòng)工作。 2.3.2 機(jī)械手的工作流程圖 機(jī)械手的動(dòng)作順序如下： 機(jī)械手沿原點(diǎn)位置順轉(zhuǎn)、下降、上升、逆轉(zhuǎn)、上升、右移、左移、下降、順轉(zhuǎn)、下降、上升、逆轉(zhuǎn)返回原點(diǎn)，完成毛培由傳送帶到加工臺(tái)，再由加工臺(tái)到傳送帶的周期性動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了毛培的傳送到零件的運(yùn)輸功能。根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作順序，可以畫出如圖 2-2所示的流程圖： 逆轉(zhuǎn) 圖 2-2 機(jī)械手控制系統(tǒng)流程圖 2.4 機(jī)械手控制方案 現(xiàn)在工業(yè)機(jī)械手的控制方案主要有兩種。一種是選擇單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)控制 ,這種控制價(jià)格相對(duì)較低 ,但是適應(yīng)性較差 ,需要進(jìn)行復(fù)雜的電路微電子設(shè)計(jì) ,并且拓展性較差 ,編程復(fù)雜 ,不太適合柔性制造系統(tǒng)。另一種是選擇可編程控制器控制 ,這種控制方案抗干擾能力強(qiáng) ,不需要進(jìn)行復(fù)雜的電路設(shè)計(jì) ,梯形圖編程相對(duì)簡(jiǎn)單容易上手 ,適應(yīng)強(qiáng) ,非常適合工業(yè)級(jí)的自動(dòng)化生產(chǎn)。所以本次設(shè)計(jì)選擇可編程控制器為機(jī)械手的控制方案。機(jī)械手的控制方案圖見(jiàn)圖 2-3。 圖 2-3 機(jī)械手控制系統(tǒng)方案圖 順轉(zhuǎn) 下降 上升 逆轉(zhuǎn) 上升 右移 逆轉(zhuǎn) 上升 下降 順轉(zhuǎn) 下降 左移 PC 機(jī) 組態(tài)王 CX-ONE 網(wǎng)絡(luò)路由器 PLC 以太網(wǎng)模塊 內(nèi)部程序 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 機(jī)械手裝置 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 可編程控制器 3.1 PLC 可編程控制器概述 3.1.1 PLC 可編程控制器定義 “ PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?3.1.2 PLC 可編程控制器的基本構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC包括 CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括 CPU模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：電源、中央處理單元（ CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路（ I/O模塊）、底板或機(jī)架、功能模塊、通信模塊、編程設(shè)備、人機(jī)界面等。 電源 PLC的電源用于為 PLC各模塊的集成電路提供工作電源，在整個(gè) 系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此 PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC的控制中樞，是 PLC的核心起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè) CPU。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功 能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、 I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC還采用雙 CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 CPU速度和內(nèi)存容量是 PLC的重要參數(shù)，它們決定著 PLC的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 輸入輸出接口電路（ I/O模塊） PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（ I/O）完成的。 I/O模塊集成了PLC的 I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信 號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。 I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（ DI），開(kāi)關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用 PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 常用的 I/O分類如下： 開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信 號(hào)類型分，有電流型（ 4-20mA,0-20mA）、電壓型（ 0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用IO外，還有特殊 IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按 I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 底板或機(jī)架 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體 。 功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 通信模塊 如以太網(wǎng)、 RS485、 Profibus-DP通訊模塊等 編程設(shè)備 編程器是 PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器 PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。 人機(jī)界面 最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。 可靠性高，抗干擾能 力強(qiáng) PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30 萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從 PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比， 電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng) 。 PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。 PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái) PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易 ，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。 容易改造 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接 線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的 1/21/10。它的重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 3.2 PLC 可編程控制器的特點(diǎn) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電 器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從 PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故 障也就大大降低。此外， PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外 部接線。 PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái) PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖 形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。 容易改造 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù) 也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 體積小，重量輕，能耗低。 以超小型 PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的 1/21/10。它的重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 3.3 PLC 可編程控制器應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各 個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 過(guò)程控制 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中 用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC都有 PID模塊，目前許多小型 PLC也具有此功能模塊。 PID處理一般是運(yùn)行專用的 PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可 用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含 PLC間的通信及 PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC廠商都十分重視 PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC都具有通信接口，通信非常方便。 3.4 PLC 可編程控制器的國(guó)內(nèi)外狀況 世界上公認(rèn)的第一臺(tái) PLC是 1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控 制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。 20世紀(jì) 70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的 PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 20世紀(jì) 70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、 超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀(jì) 80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓 力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的 DKK及 D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家。可以預(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第 4 章 電路中的主要元器件 4.1 歐姆龍 CP1H 可編程控制器 4.1.1 歐姆龍 CP1H 功能特點(diǎn)介紹 可編程控制器 SYSMAC CP1H 是用于實(shí)現(xiàn)高速處理 高功能的程序一體化型 PLC。 配備與 CS/CJ系列共通的體系結(jié)構(gòu)，與以往產(chǎn)品 CPM2A 40點(diǎn)輸入輸出型尺寸相同， 但處理速度可達(dá)到約 10 倍的性能。 CP1H CPU單元包括 X（基本型） /XA（帶內(nèi)置模擬量輸入輸出端子） /Y（帶脈沖輸入輸出專用端子） 3 種類型。本次設(shè)計(jì)選用時(shí) X（基本型），型號(hào)為 CP1H-X40DT-D見(jiàn)圖 4-1。 圖 4-1 CP1H-X40DT-D實(shí)物圖 4.1.2 歐姆龍 CP1H 輸入輸出介紹 歐姆龍 CP1H單元本體，內(nèi)置輸入 24點(diǎn)，輸出 16點(diǎn)。分別為通用輸入（ 24點(diǎn)），輸入中斷（ 8點(diǎn)），脈沖接收（ 8點(diǎn)），高速計(jì)數(shù)器 4軸；通用輸出（ 16點(diǎn)），脈沖輸出 4點(diǎn)， PWM輸出（ 2 點(diǎn)）。 CPU單元本體通過(guò)擴(kuò)展 CPM1A系列的擴(kuò)展 I/O 單元， CP1H整體可以達(dá)到最大 320點(diǎn)的輸入輸出。 4.1.3 歐姆龍 PLC 的特長(zhǎng) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 處理速度大幅提高，達(dá)到與本公司 CJ1M相同的指令執(zhí)行速度，用微型 PLC即可達(dá)到頂級(jí)的性能。高速處理約