PLC控制機(jī)械手程序設(shè)計(jì)論文

1、六安職業(yè)技能學(xué)院結(jié)業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目系專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)西席起迄日期設(shè)計(jì)所在摘要隨著科學(xué)技能的日新月異，自動(dòng)化水平要求越來越高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)猛烈、人工資本上漲，以往人工利用的搬運(yùn)和牢固式輸送帶為主的傳統(tǒng)物件搬運(yùn)要領(lǐng)，不但占用空間也不容易更變生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，加上需要人力監(jiān)視利用，更增加生產(chǎn)資本，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、寧?kù)o性，低沉生產(chǎn)資本，淘汰情況污染、提高產(chǎn)物的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問題。它集成自動(dòng)控制技能、計(jì)量技能、新傳感器技能、盤算機(jī)治理技能丁一體的機(jī)電一體化產(chǎn)物；充實(shí)利用盤算機(jī)技能對(duì)生產(chǎn)歷程進(jìn)行會(huì)集監(jiān)視、控制治理和疏

2、散控制；充實(shí)吸收了疏散式控制系統(tǒng)和會(huì)集控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采取標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。本設(shè)計(jì)就PLC在呆板手控制上的應(yīng)用作了詳細(xì)論述.要害詞:plc可編程控制器呆板手AbstractAlongwithscience'sandtechnology'schangingwitheachnewday,theautomaticityrequestisgettinghigherandhigher,marketcompetitionintense,laborcostrise,formerlythemanualcontrolthetransportingandthestat

3、ionaryconveyorbelttraditionthingmodeoftransportprimarily,notonlytakesthespacenottobeeasytochangetheproductionlinestructure,inadditionneedsthemanpowermonitoroperation,increasestheproductioncost,theoriginalproductionfeedstheinstallmentnottobeabletosatisfycurrenthighlyautomatedbyfartheneed.Reducesthela

4、borintensity,thesafeguardproductionreliability,thesecurity,reducestheproductioncost,reducestheenvironmentalpollution,toenhancetheproductthequalityandtheeconomicefficiencyisthemajorissuewhichtheenterpriseproducesmustface.Itintegratestheautomaticcontroltechnology,theMeasurementTechnique,thenewsensorte

5、chnology,thecomputermanagementtechnologyinabody'sintegrationofmachineryproduct;Carriesonthecentralismsurveillance,thecontrolsupervisorfullyusingthecomputertechnologytotheproductionprocessanddispersesthecontrol;Hasabsorbedthedispersion-likecontrolsystemandthecommoncontrolsystem'smeritfully,us

6、esthestandardization,themodulation,thesystematizeddesign,thedispositionisnimble,theconfigurationisconvenient.ThisdesignonPLC,inthemanipulatorcontrolledontoserveasthedetailedelaboration.keyword:plcprogrammablecontrollermanipulator第一章可編程控制PLC1. 1PLC簡(jiǎn)介自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController,P

7、LQ取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速生長(zhǎng)，在世界各地得到了遍及應(yīng)用。同時(shí)，PLC的成果也不絕完善。隨著盤算機(jī)技能、信號(hào)處理處罰技能、控制技能網(wǎng)絡(luò)技能的不絕生長(zhǎng)和用戶需求的不絕提高，PLC在開關(guān)量處理處罰的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理處罰和運(yùn)動(dòng)控制等成果。今天的PLC不再局限丁邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、歷程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。作為離散控的制的首選產(chǎn)物,PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速生長(zhǎng)，世界領(lǐng)域內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20吩30%隨著工場(chǎng)自動(dòng)化水平的不絕提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不絕擴(kuò)大，近年來PLC在財(cái)產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)度的增長(zhǎng)速度放緩。但是，在中國(guó)等生長(zhǎng)中國(guó)度PLC的增長(zhǎng)

8、十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。PLC是由摸仿原繼電器控制原理生長(zhǎng)起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等利用的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出利用，來控制種種呆板或生產(chǎn)歷程。用戶體例的控制步調(diào)表達(dá)了生產(chǎn)歷程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶步調(diào)存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)步調(diào)的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的利用。PLC的CPU內(nèi)有指示步調(diào)步存儲(chǔ)所在的步調(diào)計(jì)數(shù)器，在步調(diào)運(yùn)行歷程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,步調(diào)從起始步（步序號(hào)為零）起依次

9、執(zhí)行到最終步（通常為END旨令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)利用所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。差異型號(hào)的PLG循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，體現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯步調(diào)不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理處罰,16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU#完成模擬量的運(yùn)算。把盤算結(jié)果送給PLC的控制器。相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS其資本要低一些（約莫能省40%左右）。PLC沒有專用利用站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)資本比DC般低許多。一個(gè)PLC的控制器，可以吸收幾千個(gè)

10、I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果被控東西主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采取PLC較為切合。PLC由于采取通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的治理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。近10年來，隨著PLC代價(jià)的不絕低沉和用戶需求的不絕擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采取PLC進(jìn)行控制，PLC在我國(guó)的應(yīng)用增長(zhǎng)十分迅速。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速生長(zhǎng)和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不絕提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。1. 通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC相對(duì)一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際事情中碰到的一些用戶原來采取嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制

11、PLC取代嵌入式控制器2PLC內(nèi)部原理PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專用于財(cái)產(chǎn)控制的盤算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基礎(chǔ)編程器圖PLC硬件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖(1) 中央處理處罰單元(CPU中央處理處罰單元(CPU是PLC的控制中樞。它憑據(jù)PLC系統(tǒng)步調(diào)賦予的成果，繼承并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶步調(diào)和數(shù)據(jù)，查抄電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能查抄用戶步調(diào)的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的要領(lǐng)繼承現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶步調(diào)存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶步調(diào)，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。并將邏輯或算術(shù)運(yùn)算等結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等

12、所有的用戶步調(diào)執(zhí)行完畢以后，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)行為止。(2) 存儲(chǔ)器與微型盤算機(jī)一樣，除了硬件以外，還必須有軟件。才華組成一臺(tái)完整的PLGPLC的軟件分為兩部門：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)步調(diào)存儲(chǔ)器。PLC存儲(chǔ)空間的分配：雖然大、中、小型PLC的CPU的最大可尋址存儲(chǔ)空間各不相同，但是憑據(jù)PLC的事情原理，其存儲(chǔ)空間一般包羅以下三個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)步調(diào)存儲(chǔ)區(qū)，系統(tǒng)RAM儲(chǔ)區(qū)(包羅I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等)和用戶步調(diào)存儲(chǔ)區(qū)。A. 系統(tǒng)步調(diào)存儲(chǔ)區(qū)在系統(tǒng)步調(diào)存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于盤算機(jī)利用系統(tǒng)的系統(tǒng)步調(diào)。它

13、包羅監(jiān)控步調(diào)、治理步調(diào)、命令解釋步調(diào)、成果子步調(diào)、系統(tǒng)診斷步調(diào)等。由制造廠商將其固化在EPRO時(shí)，用戶不能夠直接存取。它和硬件一起決定了該P(yáng)LC的各項(xiàng)成果。B. 系統(tǒng)RAM儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)RAM儲(chǔ)區(qū)包羅I/O映象區(qū)以及種種軟設(shè)備（例如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。（A）I/O映象區(qū)由于PLC投入運(yùn)行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。因此，它需要有一定命量的存儲(chǔ)單元（RAM以供存放I/O的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些存儲(chǔ)單元稱作I/O映象區(qū)。一個(gè)開關(guān)量I/O占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位（bit）,一個(gè)模擬量I/O占用

14、存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字（16個(gè)bit）。因此，整個(gè)I/O映象區(qū)可看作由開關(guān)量的I/O映象區(qū)和模擬量的I/O映象區(qū)兩部門組成。（B）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)除了I/O映象區(qū)以外，系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)還包羅PLC內(nèi)部種種軟設(shè)備（邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等）的存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)乂分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在PLC斷電時(shí)，由內(nèi)部的鋰電子供電。使這部門存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)得以生存；后者當(dāng)PLC停止運(yùn)行時(shí)，將這部門存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)全部置“零”。C. 用戶步調(diào)存儲(chǔ)區(qū)用戶步調(diào)存儲(chǔ)區(qū)存放用戶體例的用戶步調(diào)。差異類型的PLC其存儲(chǔ)容量各不相同，一般來說，隨著PLC機(jī)型增大其存

15、儲(chǔ)容量也相應(yīng)增大。不外敷衍新型的PLG其存儲(chǔ)容量可憑據(jù)用戶的需要而改變。常用的I/O分類常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC110VAC24VDC按斷絕要領(lǐng)分，有繼電器斷絕和晶體管斷絕模擬量：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I/O夕卜，另有特殊I/O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所能治理的基礎(chǔ)配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。(3) PLC電源PLC電源在整個(gè)系

16、統(tǒng)中起著十分重要的作用。無論是小型的PLG照舊中、大型的PLG其電源的性能都是一樣的，均能對(duì)PLC內(nèi)部的所有器件提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的直流電源。一般互換電壓顛簸在正負(fù)10%(15%之間，因此可以直接將PLC接入到互換電網(wǎng)上去。可編步調(diào)控制器一般使用220V互換電源?？删幉秸{(diào)控制器內(nèi)部的直流穩(wěn)壓電源為各模塊內(nèi)的元件提供直流電壓。某些可編步調(diào)控制器可以為輸入電路和少量的外部電子檢測(cè)裝置(如靠近開關(guān))提供24V直流電源。驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源一般由用戶提供?？删幉秸{(diào)控制器是從繼電器控制系統(tǒng)生長(zhǎng)而來的，它的梯形圖步調(diào)與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等

17、。這種盤算機(jī)步調(diào)實(shí)現(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在RUN成果上某些相似之處STOP11內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入處理程序執(zhí)行輸出處理1.3PLC的事情原理可編步調(diào)控制器有兩種基礎(chǔ)的事情狀態(tài)，即運(yùn)行(RUN狀態(tài)與停止(STOP狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反響控制要求的用戶步調(diào)來實(shí)現(xiàn)控制成果。為了使可編步調(diào)控制器的輸出實(shí)時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能厘革的輸入信號(hào)，用戶步調(diào)不是只執(zhí)行一次，而是重復(fù)不絕地重復(fù)執(zhí)行，直至可編步調(diào)控制器停機(jī)或切換到STOF情狀態(tài)除了執(zhí)行用戶步調(diào)之外，在每次循環(huán)歷程中，可如上圖編步調(diào)控制器還要完成，內(nèi)部處理處罰、通信處理處罰等事情，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段?？删幉秸{(diào)控制器

18、的這種周而復(fù)始的循環(huán)事情要領(lǐng)稱為掃描事情要領(lǐng)。由于盤算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出十系來看，處理處罰歷程似乎是同時(shí)完成的。在內(nèi)部處理處罰聯(lián)合階段?？删幉秸{(diào)控制器查抄CPU莫塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部事情。在通信服務(wù)階段，可編步調(diào)控制器與別的帶微處理處罰器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。當(dāng)可編步調(diào)控制器處于停止（STOP狀態(tài)時(shí)，只執(zhí)行以上的利用?？删幉秸{(diào)控制起處于（RUN狀態(tài)時(shí)，還要完成另外3個(gè)階段的利用。在可編步調(diào)控制器的存儲(chǔ)器中,設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。

19、可編步調(diào)控制器梯形圖中別的編程元件也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。在輸入處理處罰階段，可編步調(diào)控制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF狀態(tài)讀入輸入寄存器。外接的輸入觸點(diǎn)電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。外接的輸入觸點(diǎn)電路斷開，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“0”狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。在步調(diào)執(zhí)行階段，縱然外部輸入信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生了厘革，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而變，輸入信號(hào)厘革了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入處理處罰階段被讀入。可編步調(diào)控制器的用戶步調(diào)由若十條指令組成，

20、指令在存儲(chǔ)器中按步序號(hào)順序排列。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPUM第一條指令開始，逐條順序的執(zhí)行用戶步調(diào)，直到用戶步調(diào)結(jié)束之處。在執(zhí)行指令時(shí)，從輸入映像寄存器或別的元件映像寄存器中將有關(guān)編程元件的0/1狀態(tài)讀出來，并憑據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果寫入到對(duì)應(yīng)的元件映像寄存器中，因此，各編程元件的映像寄存器（輸入映像寄存器除外）的內(nèi)容隨著步調(diào)的執(zhí)行而厘革。在輸出處理處罰階段，CPU將輸出映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。體型圖某一輸出繼電器的線圈“通電”時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出映像寄存器為“1”狀態(tài)。信號(hào)經(jīng)輸出模塊斷絕和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，使外

21、部負(fù)載通電事情。若梯形圖中輸出繼電器線圈斷電對(duì)應(yīng)的輸出映像寄存器為“0”狀態(tài)，在輸出處理處罰階段后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點(diǎn)斷開，外部負(fù)載斷電，停止事情。某一編程元件對(duì)應(yīng)的映像寄存器為“1”狀態(tài)時(shí)，稱該編程元件為ON映像寄存器為“0”狀態(tài)時(shí)，稱該編程元件為OFF掃描周期可編步調(diào)控制器在RUN#情狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描利用所需的時(shí)間稱為掃描周期，其范例值為1100ms指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶步調(diào)的是非、指令的種類和CPUM行指令的速度有很大的干系。當(dāng)用戶步調(diào)較長(zhǎng)時(shí)，指令執(zhí)行時(shí)間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。不外嚴(yán)格地來說掃描周期還包羅自診斷、通信等。如圖所示。圖PLC

22、的掃描運(yùn)行要領(lǐng)(1) 輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描要領(lǐng)依次讀入所有的數(shù)據(jù)和狀態(tài)它們存入I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶步調(diào)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，縱然輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)產(chǎn)生厘革I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會(huì)改變。所以輸入如果是脈沖信號(hào)，它的寬度必須大丁一個(gè)掃描周期，才華包管在任何情況下，該輸入均能被讀入。(2) 用戶步調(diào)執(zhí)行階段在用戶步調(diào)執(zhí)行階段，PLC的CPU總是由上而下，從左到右的順序依次的掃描梯形圖。并對(duì)控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并以此刷新該邏輯線圈或輸出線圈在系統(tǒng)RAM儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。大概確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊成果指令。例如：算

23、術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理處罰、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)達(dá)等。(3) 輸出刷新階段在輸出刷新階段，CPU據(jù)I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)才是PLC真正的輸出。(4) 輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出滯后時(shí)間乂稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編步調(diào)控制器的外部輸入信號(hào)產(chǎn)生厘革的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)產(chǎn)生厘革的時(shí)刻之間的時(shí)隔斷絕，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描事情要領(lǐng)產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部門組成。輸入模塊的CP暖波電路用來濾除由輸入端引入的滋擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)行動(dòng)是產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響，濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的是非，其范例值為10ms左

24、右。輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊的類型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右；雙向可空硅型輸出電路在負(fù)載接通時(shí)的滯后時(shí)間約為1m§負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時(shí)的最大滯后時(shí)間為10m§晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間約為1ms由掃描事情要領(lǐng)引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可到達(dá)兩個(gè)多掃描周期?？删幉秸{(diào)控制器總的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有幾十m§敷衍一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。要求輸入一輸出信號(hào)之間的滯后時(shí)間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的可編步調(diào)控制器或采取其他步調(diào)。1. 4PLC機(jī)型的選擇要領(lǐng)PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用情況分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPM長(zhǎng)分為

25、1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂瞥晒蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)牢固，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較公正地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，成果擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。1. 輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)斷絕、信號(hào)供電要領(lǐng)等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有代價(jià)低、使用電壓領(lǐng)域廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因

26、數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但代價(jià)較貴，過載能力較差。輸出模塊另有直流輸出、互換輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？蓱{據(jù)應(yīng)用要求，公正選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和低沉應(yīng)用資本。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。2. 電源的選擇PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)憑據(jù)產(chǎn)物說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC*源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采取不中斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC自己帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)查對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為預(yù)防外部高壓電源因誤利用而引入PLG對(duì)輸入和輸出信號(hào)的斷絕是須要的，有時(shí)也可采

27、取簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管斷絕。存儲(chǔ)器的選擇由于盤算機(jī)集成芯片技能的生長(zhǎng)，存儲(chǔ)器的代價(jià)已下降，因此，為包管應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇。需要龐大控制成果時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。冗余成果的選擇a.控制單元的冗余(1)重要的歷程單元：CPU(包羅存儲(chǔ)器)及電源均應(yīng)1B1冗余(2)在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件組成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。b.I/O接口單元的冗余(1) 控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。(2) 重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。3)憑據(jù)需要對(duì)重要的I/O信號(hào)，可選用2重化或3重化的I/O

28、接口單元。第章呆板手外貌2.1搬運(yùn)呆板手的應(yīng)用簡(jiǎn)況在現(xiàn)代財(cái)產(chǎn)中，生產(chǎn)歷程的呆板化、自動(dòng)化已成為突出的主題。在呆板財(cái)產(chǎn)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效步調(diào)，程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化呆板是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要步調(diào)。但除切削加工自己外，另有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)呆板化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部財(cái)產(chǎn)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)；金屆加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5%。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序呆板化的迫切性，財(cái)產(chǎn)呆板手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。呆板手可

29、在空間抓放物體，行動(dòng)靈活多樣，適用于可變動(dòng)生產(chǎn)物種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，遍及應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。國(guó)內(nèi)外呆板財(cái)產(chǎn)、鐵路部門中機(jī)搬運(yùn)械手主要應(yīng)用于以下幾方面：1. 熱加工方面的應(yīng)用熱加工是高溫、危險(xiǎn)的粗笨體力勞動(dòng)，很久以來就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高事情效率，和確保工人的人身寧?kù)o，尤其敷衍大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采取呆板手利用。2. 冷加工方面的應(yīng)用冷加工方面呆板手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在步調(diào)控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部門。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。3.

30、 拆修裝方面拆修裝是鐵路財(cái)產(chǎn)系統(tǒng)極重體力勞動(dòng)較多的部門之一，促進(jìn)了呆板手的生長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)鐵路工場(chǎng)、機(jī)務(wù)段等部門，已采取呆板手拆裝三通閥、鉤舌、剖析制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、活除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車車內(nèi)噴漆通用呆板手，可用以對(duì)客車內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改造勞動(dòng)條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。近些年，隨著盤算機(jī)技能、電子技能以及傳感技能等在呆板手中越來越多的應(yīng)用，財(cái)產(chǎn)呆板手已經(jīng)成為財(cái)產(chǎn)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。2.2呆板手的應(yīng)用意義在呆板財(cái)產(chǎn)中，呆板手的應(yīng)用意義可以歸納綜合如下：1. 可以提高生產(chǎn)歷程的自動(dòng)化水平應(yīng)用呆板手，有利于提高質(zhì)料的傳送、工件的

31、裝卸、刀具的變更以及呆板的裝配等的自動(dòng)化水平，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，低沉生產(chǎn)資本，加快實(shí)現(xiàn)財(cái)產(chǎn)生產(chǎn)呆板化和自動(dòng)化的步調(diào)。2. 可以改造勞動(dòng)條件、制止人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它蠹性污染以及事情空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接利用是有危險(xiǎn)或基礎(chǔ)不可能的。而應(yīng)用呆板手即可部門或全部取代人寧?kù)o地完成作業(yè)，大大地改造了工人的勞動(dòng)條件。在一些行動(dòng)簡(jiǎn)單但乂重復(fù)作業(yè)的利用中，以呆板手取代人手進(jìn)行事情，可以制止由于利用疲勞或疏忽而造成的人身事故。3. 可以淘汰人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)應(yīng)用呆板手取代人手進(jìn)行事情，這是直接淘汰人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用呆板手可以連續(xù)地事情，

32、這是淘汰人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前險(xiǎn)些都設(shè)有呆板手，以淘汰人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。綜上所述，有效地應(yīng)用呆板手是生長(zhǎng)呆板財(cái)產(chǎn)的一定趨勢(shì)。1.3.3呆板手的生長(zhǎng)外貌與生長(zhǎng)趨勢(shì)2.3呆板手的生長(zhǎng)外貌專用呆板手經(jīng)過幾十年的生長(zhǎng)，如今已進(jìn)入以通用呆板手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通用呆板手的應(yīng)用和生長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)了智能呆板人的研制。智能呆板人涉及的知識(shí)內(nèi)容，不但包羅一般的呆板、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技能、電視技能、通訊技能、盤算技能、無線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技能。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)生長(zhǎng)這一新技能都很重視，

33、幾十年來，這項(xiàng)技能的研究和生長(zhǎng)一直比力生動(dòng)，設(shè)計(jì)在不絕地修改，品種在不絕地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不絕地?cái)U(kuò)大。早在40年代，隨著原子能財(cái)產(chǎn)的生長(zhǎng)，已出現(xiàn)了模擬樞紐式的第一代呆板手。5060年代即制成了傳送和裝卸工件的通用呆板手和數(shù)控示教再現(xiàn)型呆板手。這種呆板手也稱第二代呆板手。如尤尼曼特(Unimate)呆板手即屆于這種類型。6070年代，乂相繼把通用呆板手用于汽車車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，亦便是第二代呆板手這一新技能進(jìn)入了應(yīng)用階段。80-90年代，裝配呆板手處于壯盛時(shí)期，尤其是日本。90年代呆板手在特殊用途上有較大的生長(zhǎng)，除了在財(cái)產(chǎn)上遍及應(yīng)用外，農(nóng)、林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)

34、業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。90年代以后，隨著盤算機(jī)技能、微電子技能、網(wǎng)絡(luò)技能等的快速生長(zhǎng)，呆板手技能也得到飛速的多元化生長(zhǎng)?？傊壳按舭迨值闹饕?jīng)歷分為三代：第一代呆板手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制要領(lǐng)為開環(huán)式，沒有識(shí)別能力；改造的偏向主要是將低資本和提高精度；第二代呆板手設(shè)有電子盤算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝種種傳感器，把吸收到的信息反饋，使呆板手具有感覺性能；第三代呆板手能獨(dú)立完成事情歷程中的任務(wù)。它與電子盤算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步生長(zhǎng)成為柔性系統(tǒng)FMS(FlexibleManufacturingSystem)和柔性制造單元FMC(FlexibleM

35、anufacturingCell)中重要一環(huán)。2.4呆板手的生長(zhǎng)趨勢(shì)目前國(guó)內(nèi)財(cái)產(chǎn)呆板于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理處罰等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足財(cái)產(chǎn)生產(chǎn)生長(zhǎng)的需要。因此，國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大呆板手應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)生長(zhǎng)鑄鍛、熱處理處罰方面的呆板手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改造作業(yè)條件。在應(yīng)用專用呆板手的同時(shí)，相應(yīng)地生長(zhǎng)通用呆板手，有條件的還要研制示教式呆板手、盤算機(jī)控制呆板手和組合式呆板手等。將呆板手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及適于差異類型的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成范例的通用機(jī)構(gòu)，以便憑據(jù)差異的作業(yè)要求，選用不消的范例部件，即可組成種種差異用途的呆板手。既便于設(shè)計(jì)制造，乂便丁

36、變更事情，擴(kuò)大了應(yīng)用的領(lǐng)域。同時(shí)要提高精度，淘汰打擊，定位精確，以更好地發(fā)揮呆板手的作用。別的還應(yīng)大力大肆研究伺服型、影象再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能地呆板手，并考慮丁盤算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)呆板制造系統(tǒng)中的一個(gè)基礎(chǔ)單元。在外洋呆板制造業(yè)中，財(cái)產(chǎn)呆板手應(yīng)用較多，生長(zhǎng)較快。目前主要用丁機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)中，它可憑據(jù)事先制定的作業(yè)步調(diào)完成規(guī)定的利用，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的厘革。如產(chǎn)生某些偏離時(shí)，就將引起零部件甚至呆板手自己的損壞。為此,外洋呆板手的生長(zhǎng)趨勢(shì)是大力大肆研制具有某些智能的呆板手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的厘革，做出相應(yīng)

37、的變動(dòng)。如位置產(chǎn)生稍些偏差時(shí)，即能糾正，并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺成果和觸覺成果。視覺成果即在呆板手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星盤算機(jī)。事情時(shí)，電視照相機(jī)將物體形象釀成視頻信號(hào)，然后傳送給盤算機(jī)，以便闡發(fā)物體的種類、巨細(xì)、顏色和方位，并發(fā)出指令控制呆板手進(jìn)行事情。觸覺成果即在呆板手上安裝有觸覺反饋控制裝置。事情時(shí)呆板手先伸脫手指尋找工件，通過裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸感作用，然后伸向前方,抓住工件。手的抓力巨細(xì)可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來控制，到達(dá)自動(dòng)調(diào)解握力的巨細(xì)?？傊?，隨著傳感技能的生長(zhǎng)，呆板手的裝配作業(yè)的能力將進(jìn)一步提高。至U1995年，全世界約有50

38、%勺汽車由呆板手裝配?，F(xiàn)今呆板手的生長(zhǎng)更主要的是將呆板手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而基礎(chǔ)改變目前呆板制造系統(tǒng)的人工利用狀態(tài)。第三章呆板手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.控制要求將工件由A處傳送到B處的呆板手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的呆板行動(dòng)，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，呆板手下降，縱然線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降行動(dòng)狀態(tài)，直到相反偏向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊行動(dòng)，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松行動(dòng)。設(shè)備裝有上、下限位和左、右限位開關(guān)，限位開關(guān)用扭子開關(guān)來模擬，所以在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)為點(diǎn)動(dòng)。電磁閥和原位指示燈用發(fā)光二極管來