【正文】 的對(duì)外功能，主要是通過(guò)各種 I/O 接口模塊與外界聯(lián)系的，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。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路， 與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外 圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式PLC，有一塊 CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按 CPU 性能分成若干型號(hào) ，并按 I/O 點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。 第二章 PLC的簡(jiǎn)介和工作原理 2． 1 可 編程控制器的 介紹 可編程控制器的定義 國(guó)際電工委員在 1985 年的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案第 3 稿中 ,對(duì) PLC 作了如下定義 :“可序控制器編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) ,專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì) .它采用可編程序的存儲(chǔ)器 ,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令 ,并通過(guò)數(shù)字式、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 .可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備 ,都 應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體 ,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì) .” PLC 研究目的及實(shí)際中的應(yīng)用場(chǎng)合 因?yàn)?PLC 已廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的電氣控制裝置中 . 所以了解 PLC 的工作原理、具備設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù) PLC 控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成了現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的基本要求。 PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問(wèn)題。 本課題在對(duì)一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)和液壓缸組成的工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將 PLC 應(yīng)用于其控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 前言 可編程控制器（ Programmable logic controller），建成 PLC，它是20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，在集成電路，計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。根據(jù)該機(jī)械手的工作特點(diǎn)，采用步進(jìn)順序控制方式，使程序簡(jiǎn)化，便于調(diào)試。它集成自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品；充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì) 生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）頒布了對(duì) PLC 的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中， PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流 PLC 程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為 PLC 程序可靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，隨著 PLC 性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。對(duì)模塊式 PLC，有 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。 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)。 底板或機(jī)架： 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。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過(guò)畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。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。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)。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)。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。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。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。 PLC的應(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。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。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。 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。 （ 5）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。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)。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 便于改進(jìn)與修正：可編程序控制器為改進(jìn)和修訂原設(shè)計(jì)提供了 極其方便的手段，以前也許要花費(fèi)幾周的時(shí)間才能完成的工作使用可編程序控制器只要幾分鐘就可以了。 快速動(dòng)作：傳統(tǒng)繼電器節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)時(shí)間一般要幾百毫秒，而可編程序控制器里的節(jié)點(diǎn)反應(yīng)很快，內(nèi)部是微秒級(jí)的。 1易于系統(tǒng)的變化：可編程序控制器可以重新編程序，所以可以滿足所控生產(chǎn)流程頻繁變化的要求。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。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。 ③機(jī)械手上升， Y2 燈亮，到上限位后 (壓下上限開