【畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）】基于plc的自動識別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-03 13:52 本頁面
【正文】 、代替人的繁重勞動。隨著工業(yè)自動化、機(jī)械化進(jìn)程的加速，自動控制正在逐步取代傳統(tǒng)的人工控制，在改善工作人員工作環(huán)境的同時也使生產(chǎn)效率大大的提高，能夠最大限度地滿足被控對象和生產(chǎn)過程的控制要求。因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是通過PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手分選大小球的自動控制。論文主要對PLC可編程控制器的概述、特征、大小球分選自動系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體闡明，并通過PLC來實(shí)現(xiàn)大小球分選系統(tǒng)的控制。設(shè)計(jì)中采用日本三菱公司具有高性價比的微型可編程控制器FX2系列PLC，實(shí)現(xiàn)自動分選大小球的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（PLC）多方面的設(shè)計(jì)知識和方法，精確的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手從圓點(diǎn)下降、抓取、上升、右行、下降、釋放、上升、左行還原等一系列的動作，完成一整套。 PLC可編程控制器概述 PLC的發(fā)展： 80年代后，隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC得到了飛速發(fā)展，在概念、設(shè)計(jì)、性能價格比等方面有了重大突破。它以功能齊全、穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)自動化控制中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著IEC61131的推廣和工控技術(shù)對開放式結(jié)構(gòu)的要求，使得PC有可能替代傳統(tǒng)PLC，成為新型的PLC—軟PLC。軟PLC（SoftPLC）是基于IPC或EPC的開放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點(diǎn)，利用軟件技術(shù)可將標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC過程控制器。軟PLC綜合了計(jì)算機(jī)和PLC的開關(guān)量控制、模擬量控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)值處理、通信網(wǎng)絡(luò)等功能，通過一個多任務(wù)控制內(nèi)核，提供了強(qiáng)大的指令集、快速而準(zhǔn)確的掃描周期、可靠的操作和連接各種I/O系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的開放式結(jié)構(gòu)。軟PLC提供了與硬PLC同樣的功能，而同時具備了PC環(huán)境的各種優(yōu)點(diǎn)。IEC61131是關(guān)于PLC的硬件、安裝、編程、通信等方面的國際標(biāo)準(zhǔn)，共分5個部分。IEC611313是第一個為工業(yè)自動化所設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化編程語言，它規(guī)定了控制邏輯編程中的語法、語義和顯示，從現(xiàn)有編程語言中挑選了5種，并進(jìn)行修改。它們是：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、語句表（STL）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)文本（ST）。IEC并不要求每種產(chǎn)品都可以使用這5種語言，可以是其中的一種或幾種，但均必須符合標(biāo)準(zhǔn)。可在同一項(xiàng)目中運(yùn)用多種編程語言，相互嵌入。 PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC、I/O電路和外圍設(shè)備等組成。PLC中的核心模塊是主控模塊（也稱CPU模塊），它包括：CPU、存儲器、通信接口等部分。PLC與控制對象的聯(lián)系是通過I/O模塊實(shí)現(xiàn)，且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。常用的PLC外圍設(shè)備是編程器，其主要任務(wù)是輸入、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。開發(fā)系統(tǒng)即編輯環(huán)境，包括編輯器、編譯器、調(diào)試環(huán)境等。編輯器給用戶提供符合IEC611313標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，各編程語言可相互轉(zhuǎn)化，經(jīng)編譯器檢查錯誤，生成目標(biāo)代碼。調(diào)試環(huán)境提供動態(tài)調(diào)試，尋找程序邏輯錯誤，將編譯的錯誤信息及警告信息提供給用戶，方便用戶修改。開發(fā)系統(tǒng)的底層是核心層，包括算法庫和數(shù)據(jù)庫。算法庫中包括豐富的功能模塊，并支持用戶嵌入自己的功能模塊。數(shù)據(jù)庫包括實(shí)時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。運(yùn)行系統(tǒng)是軟PLC的核心，其主要功能是完成系統(tǒng)配置、輸入輸出處理、實(shí)時監(jiān)控、故障診斷等工作。由I/O接口、通信接口、內(nèi)核解釋器等組成。軟PLC向下通過I/O板卡采集工業(yè)控制現(xiàn)場信息，控制被控對象。作為一開放式結(jié)構(gòu)，接口應(yīng)符合OPC標(biāo)準(zhǔn)。PLC向上由TCP/IP通信協(xié)議組件、FTP服務(wù)器等組成，可在本地、遠(yuǎn)程訪問運(yùn)行環(huán)境。PLC編譯過程概述編譯程序是計(jì)算機(jī)的一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)程序。為便于構(gòu)造或分析一個編譯程序，宜將整個編譯程序分解為若干個組成部分，每一部分都用一段相對獨(dú)立的程序取完成整個編譯過程的一部分功能。就一個典型的編譯程序而論，一般都含有如下八個部分：①詞法分析程序（也稱為掃描器）；②語法分析程序（有時也稱為分析器）；③語義分析程序；④中間代碼生成程序；⑤代碼優(yōu)化程序；⑥目標(biāo)代碼生成程序；⑦錯誤檢查和處理程序；⑧各種信息表格的管理程序。在編譯程序工作的過程中，需要不斷收集記錄和使用源程序中一些語法符號（簡稱為符號）的類型和特征等相關(guān)信息。一般的做法是讓編譯程序在其工作過程中，建立并保持一批表格，如常數(shù)表、變量名表、數(shù)組名表、過程或子程序名表及標(biāo)號表等等，即符號表或名字表。符號表的每一項(xiàng)登記項(xiàng)，將填入名字標(biāo)識符以及與該名字相關(guān)聯(lián)的一些信息名字表中的各種信息將在編譯程序工作過程中的適當(dāng)時候填入。當(dāng)從源程序中識別出一個單詞（名字）時，就以此名字查符號表，若表中尚無此登記項(xiàng)，則將該名字列入表中。幾乎在編譯程序工作的全過程中，都需要對符號表進(jìn)行頻繁的訪問（查表或填表），且耗費(fèi)的時間在整個編譯過程所需時間中占很大的比例。因此合理的組織符號表，并相應(yīng)的選擇好填表的方式，實(shí)為提高編譯工作效率的有效途徑之一。 PLC國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國際plc市場 目前，世界上有plc廠商200多家，各種型號產(chǎn)品幾千種。plc產(chǎn)品按地域上分成三個流派，分別是美國產(chǎn)品、歐洲產(chǎn)品、日本產(chǎn)品。美國：ab（allenbradly）、ge（generalelectric）。歐洲：德國的西門子（siemens）、法國的te（telemecanique）。日本：三菱電機(jī)（mitsubishielectric）、歐姆龍（omron）。此外控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，國內(nèi)市場上還有韓國、臺灣地區(qū)等plc產(chǎn)品。 從plc問世至今，一直表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和高速增長態(tài)勢，在工業(yè)控制領(lǐng)域，plc始終處于工業(yè)控制自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非常可靠的控制方案，plc與dcs（分布式控制系統(tǒng)）和ipc（工業(yè)pc）形成了三足鼎立之勢（見表1）。現(xiàn)代的plc在功能、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化及開放性上得到了大大的增強(qiáng)。另外，ipc加軟件能實(shí)現(xiàn)plc的主要功能，在一些場合能代替plc進(jìn)行控制，即實(shí)現(xiàn)軟plc的功能。 2003年全球plc市場銷售額超過了60億美元。%，2008年市場規(guī)模將超過75億美元。美國調(diào)查公司arc對中國的plc市場進(jìn)行調(diào)查并發(fā)表上述預(yù)測 ，2004年plc的銷售市場規(guī)模。 中國plc市場 我國工業(yè)企業(yè)的自動化程度普遍較低，如機(jī)械行業(yè)80%以上的設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制。加入wto后控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，中國正日益成為世界新的制造業(yè)基地，制造業(yè)的控制主要以邏輯控制為主，大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
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