【正文】 394`398微機(jī)可編程序控制器原理、使用及應(yīng)用實(shí)例。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中老師給予了我極大的幫助和支持，使我對(duì)本設(shè)計(jì)題目有了一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)于立體倉庫控制系統(tǒng)，采用PLC控制，將傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯變?yōu)镻LC的程序控制邏輯。系統(tǒng)中的功能可以先是實(shí)現(xiàn)一種，然后往上添加。不同的PLC類型索要編制的程序不同，控制字也有不同，參考說明書就可以知道這種差異。因?yàn)檫@種電路KM1或KM2單獨(dú)閉合時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)可以正向旋轉(zhuǎn)或者反向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)KM1和KM2均閉合或者均不閉合，這時(shí)候直流電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于電樞短接，可以將直流電動(dòng)機(jī)很快的制動(dòng)停止，此時(shí)制動(dòng)電流與直流電動(dòng)機(jī)的容量以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有直接的關(guān)系，所已不適合大容量的直流電動(dòng)機(jī)和大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制應(yīng)用中。(2) 復(fù)位、清除某些繼電器、數(shù)據(jù)寄存器在PLC由運(yùn)行狀態(tài)切換到編程狀態(tài)，再切換到運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，某些繼電器、數(shù)據(jù)寄存器會(huì)記憶上次運(yùn)行時(shí)得到的狀態(tài)或結(jié)果，從而對(duì)本次程序運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在保證控制功能和可*性的基礎(chǔ)上，盡可能地降低成本。1. 手動(dòng)：用按鈕操作對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制，如：當(dāng)選擇上/下運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手上升，按下停止按鈕，機(jī)械手下降；當(dāng)選擇左/右運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手左移，按下停止按鈕，機(jī)械手右移；當(dāng)選擇夾緊/放松按鈕時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手夾緊，按下停止按鈕，機(jī)械手放松，該方式用于機(jī)械手系統(tǒng)的“回原位”操作本系統(tǒng)中，可用手動(dòng)方式用于機(jī)械手的初始狀態(tài)定位，用操作面板按鈕的（SB5，SB6，SB7，SB8，SB9，SB10）來點(diǎn)動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的各動(dòng)作；2. 單步：每按一次起動(dòng)按鈕SB3，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后，自動(dòng)停止；3. 單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下起動(dòng)按鈕SB3，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，返回原位（如果在動(dòng)作過程中，按下停止按鈕SB4，機(jī)械手停在該工序上，再按下起動(dòng)按鈕SB3，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位），本系統(tǒng)采用單周期方式進(jìn)行機(jī)械手的工藝過程（機(jī)械手移動(dòng)到傳送帶B工件處——夾緊工件——將工件移動(dòng)到指定位置傳送帶A——放下工件——機(jī)械手回到初始位置）；4. 連續(xù)操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下起動(dòng)按鈕SB3，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)，在工作中，若按一下停止按鈕SB4，則機(jī)械手將繼續(xù)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止五 機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析被控對(duì)象工藝過程提出系統(tǒng)控制要求確定外部輸入/輸出設(shè)備選擇PLC分配I/O點(diǎn)軟件滿足要求設(shè)計(jì)梯形圖編制程序清單輸入程序并檢查模擬調(diào)試滿足要求聯(lián)機(jī)調(diào)試硬件滿足要求設(shè)計(jì)控制臺(tái)（柜）及安裝接線圖現(xiàn)場(chǎng)施工接線編制技術(shù)文件圖51 系統(tǒng)設(shè)計(jì)(一) 硬件設(shè)計(jì) PLC系統(tǒng)一般由PLC、輸入輸出設(shè)備、控制柜等設(shè)備組成?！駭?shù)據(jù)處理 輸入過濾器常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸入等。個(gè)人電腦軟件 可根據(jù)電源及輸出形式，自由選擇?？删幊炭刂破骶哂兄T多優(yōu)點(diǎn)：A） LC的生產(chǎn)廠家都著力于提高可靠性的指標(biāo)。(4)簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過程：使用匯編語言和高級(jí)語言編寫程序，要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過程，而使用編程語言，只需要編輯一個(gè)過程，其余由系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成，整個(gè)編輯過程都在人機(jī)對(duì)話下進(jìn)行的，不要求用戶有高深的軟件設(shè)計(jì)能力。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語言。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關(guān)，等等。 OUT 0002 上圖的助記符程序?yàn)椋耗妇€是用來連接指令組的。我們?cè)诰幊讨氨仨毰錚LC的指令系統(tǒng)B ）程序：PLC指令的有序集合，PLC運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是指PLC的用戶程序。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn)PLC與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。3. 用戶程序執(zhí)行階段：執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的用戶程序，將處理結(jié)果分別放入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)和輸出緩沖區(qū)。將輸出元件映象寄存器的內(nèi)容，從第一個(gè)輸出端口開始，到最后一個(gè)結(jié)束，依次讀入對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器，從而驅(qū)動(dòng)輸出器件形成可編程的實(shí)際輸出。一般采用高級(jí)語言實(shí)現(xiàn)。它是PLC用戶程序中最重要的一部分，一般采用梯形圖、助記符或功能塊圖等編程語言編制，不同的PLC制造企業(yè)提供的編程語言有不同的形式，至今沒有一種能全部兼容的編程語言。在系統(tǒng)管理程序的控制下，整個(gè)PLC能正確、有效地工作。CPU通過數(shù)據(jù)總線將要輸出的信號(hào)放到輸出數(shù)據(jù)寄存器中。1） 輸入接口電路：現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路一般由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路成。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來存放有關(guān)系統(tǒng)管理解釋指令、標(biāo)準(zhǔn)程序系統(tǒng)調(diào)用等程序。CPU按掃描方式工作，從0000首址存放的第一條用戶程序開始，到用戶程序的最后一個(gè)地址，不停的周期性掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次。至于物理實(shí)現(xiàn)，正是它與普通微機(jī)相區(qū)別之點(diǎn)，普通微機(jī)多只考慮信息本身，別的不多考慮，而PLC要考慮實(shí)際的控制需要。隨時(shí)可依生產(chǎn)工藝的不同要求而隨機(jī)修改，還具有可擴(kuò)展性。本文針對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)的控制方法充分利用了PLC 和其他控制裝置的特性，結(jié)構(gòu)緊湊，擴(kuò)展可靠，目前，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行良好。通過對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手裝置結(jié)構(gòu)與功能的介紹，給出了FX2N48MT型PLC在機(jī)械手控制中的應(yīng)用實(shí)例，重點(diǎn)分析了基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)組成，并詳細(xì)論述了以PLC為核心對(duì)步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行綜合控制的軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法。近年來，隨著我國自動(dòng)化技術(shù)的提高，工廠自動(dòng)化也上了一個(gè)新臺(tái)階，PLC作為一個(gè)新興的工業(yè)控制器，以七個(gè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。二 PLC概述(一) PLC的硬件系統(tǒng)用可編程控制器實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)。主要是由CPU、RAM、ROM和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路組成，如圖11和圖121. 中央處理機(jī)：PLC的核心，它是由中央處理器（CPU）和存儲(chǔ)器等組成。CPU執(zhí)行完一條指令后，能根據(jù)條件產(chǎn)生下一條指令的地址，以便取出和執(zhí)行下一條指令，在CPU的控制下，程序的指令既可以順序執(zhí)行，也可以分支或跳轉(zhuǎn)。3. 輸入/輸出部分：這是PLC與被控設(shè)備相連接的接口電路?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)通過光電耦合送到輸入數(shù)據(jù)寄存器，然后通過數(shù)據(jù)總線送給CPU。(二) PLC的軟件系統(tǒng)1. 系統(tǒng)程序：它由PLC的制造企業(yè)編制，固化在PROM或EPROM中，按裝在PLC上，隨產(chǎn)品提供給用戶。2. 用戶程序:它是根據(jù)生產(chǎn)過程控制的要求由用戶使用制造企業(yè)提供的編程語言自行編制的應(yīng)用程序。操作站系統(tǒng)程。所有的輸入端口采樣結(jié)束后，即開始進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始，逐條加以執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)行結(jié)果，存入對(duì)應(yīng)的中間元件和輸出元件映象寄存器，當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸出刷新處理。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行這四個(gè)階段。雖然一些高檔的PLC還具有與計(jì)算機(jī)兼容的C語言、BASIC語言、專用的高級(jí)語言（如西門子公司的GRAPH三菱公司的MELSAP），還有用布爾邏輯語言、通用計(jì)算機(jī)兼容的匯編語言等。）指令系統(tǒng)：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。 A）梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。 指令 X010 3. 基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示，雖然象征性不如邏輯運(yùn)算部分，也受用戶歡迎(2)明確的變量常數(shù)：圖形符相當(dāng)于操作碼，規(guī)定了運(yùn)算功能，操作數(shù)由用戶填人，如：K400，T120等。經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在可編程控制器已經(jīng)成為最重要、最可靠、應(yīng)用場(chǎng)合最廣泛的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。這樣便能實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的異常，及時(shí)處理，降低停播率，能很好的保證節(jié)目的安全、優(yōu)質(zhì)播出，并能大大減輕發(fā)射機(jī)的值班任務(wù)。 脈沖讀取 FXON－3A……模擬輸入出模塊（2CH入，1CH出） FX2N－1PG……脈沖輸出（1軸100KPPS） ● 時(shí)計(jì)控制 在機(jī)械手的各個(gè)相應(yīng)位置都有行程開關(guān)用于定位。 b、功能完善。在PLC開始運(yùn)行時(shí)，按下“電源”按鈕SB1，S使KM線圈得電后并自鎖，KM的主觸點(diǎn)接通，給輸出設(shè)備提供電源，出現(xiàn)緊急情況，按下“急?！卑粹oSB2，KM觸點(diǎn)斷開。具體的如圖所示圖92 直流電機(jī)正/反轉(zhuǎn)硬件互鎖控制電路B. 在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用H橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制。它是一種性能很良好的數(shù)字化執(zhí)行元件，在數(shù)控系統(tǒng)的點(diǎn)、位控制中，可利用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在開環(huán)控制中，步進(jìn)電機(jī)由一定頻率的脈沖控制，由PLC直接產(chǎn)生脈沖來控制步進(jìn)電機(jī)，可以有效地簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件電路，進(jìn)一步提高可靠性，由于PLC是以循環(huán)掃描方式工作，其掃描周期一般在幾毫秒至幾十毫秒之間，因此受到PLC工作方式的限制以及掃描周期的影響，步進(jìn)電機(jī)不能在高頻下工作，而應(yīng)該在低頻下工作，脈沖信號(hào)頻率選為十至幾十HZ左右。例如R9010，R9011，CNDE指令，END指令等。綜上所述，PLC具有軟件簡(jiǎn)單易學(xué), 使用維護(hù)方便,運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)施工周期短等特點(diǎn)；PLC可進(jìn)行模擬量控制，位置控制。老師的指導(dǎo)使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行和如期完成，使我在這次的設(shè)計(jì)中得到鍛煉，增強(qiáng)了我的自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力，為今后走向工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。2003。2002余雷聲 電氣控制與PLC應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001目錄一 引言 1二 PLC概述 2(一) PLC的硬件系統(tǒng) 2(二) PLC的軟件系統(tǒng) 4(三) PLC的工作過程 5(四) PLC的工作原理 5(五) PLC的編程語言的基本指令系統(tǒng)和編程方法 6(六) PLC的優(yōu)勢(shì) 9(七) FX2N系列 9三 機(jī)械手系統(tǒng)的工作過程 12四 機(jī)械手系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想 13(一) 機(jī)械手的單個(gè)工作流程 13(二) 機(jī)械手的操作方式 13五 機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13(一) 硬件設(shè)計(jì) 14(二) 軟件設(shè)計(jì) 15六 機(jī)械手系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 16(一) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖 16(二) I/O地址分配 16七 編程軟件 18(一) 正常運(yùn)行流程圖 18(二) 緊急停止流程圖 20八 機(jī)械手系統(tǒng)資源分配 20(一) 數(shù)字量輸入部分 20(二) 數(shù)字量輸出部分 21(三) 定時(shí)器部分 21(四) 繼電器部分 21九 機(jī)械手系統(tǒng)程序 22(一) 初始化 22(二) 直流電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)控制 22(三) 步進(jìn)電機(jī) 24十 機(jī)械手系統(tǒng)調(diào)試 26(一) 硬件調(diào)試 26(二) 軟件調(diào)試 26十一 結(jié)束語 26十二 致謝詞 27。在此，我致以我衷心的謝意。本設(shè)計(jì)論上可行，并不代表實(shí)際上可用，理論和實(shí)際遠(yuǎn)有一段距離，也會(huì)出現(xiàn)不少的錯(cuò)誤和漏洞，誠懇的希望老師和同學(xué)們給予指導(dǎo)和糾正，若能如此，本人獲益非淺，萬分感謝！十二 致謝詞在設(shè)計(jì)的過程中特別要感謝指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和對(duì)我的疑難問題不厭其煩的解答和幫助。從中獲得了大量的設(shè)計(jì)方法和資料。在上圖中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)所采用的是公共陽極，則PLC就應(yīng)當(dāng)采用NPN晶體管輸出類型的，并且連線如圖95所示如果步進(jìn)