【正文】 手動返回按鈕5光電編碼器3（刀具電機）“1”有效6急停按鈕7到下一井口限位開關(guān)8回到原井口限位開關(guān)9調(diào)速方式選擇（有鈣化物）按鈕10調(diào)速方式選擇（無鈣化物）按鈕11M1的PWM控制“1”有效12M2的PWM控制“1”有效13M1的方向控制“1”有效14M2的方向控制“1”有效15M1過載報警“1”有效16M2過載報警“1”有效17010米遇障位置顯示“1”有效181020米遇障位置顯示“1”有效192030米遇障位置顯示“1”有效203040米遇障位置顯示“1”有效224050米遇障位置顯示“1”有效23到達(dá)原井口報警“1”有效表7 所用輔助觸點序號地址信號名稱注釋1載體打滑“1”有效2M1過載“1”有效3M2過載“1”有效4遇大障礙“1”有效5壓緊裝置到極限位置“1”有效6壓緊裝置回到原位置“1”有效 電機和驅(qū)動器的連接 步進(jìn)電機驅(qū)動器和電機的連接電機相間電壓是3325VAC，電機電纜最長為50米，電纜的屏蔽層一定要與電機的殼體和驅(qū)動器殼體連接，驅(qū)動器地和電機地與它們各自的殼體是相連的，連接驅(qū)動器和電機間的動力線和所有地線均靠螺釘來固定，這些線的兩端要用金屬套管套好，然后用螺釘固定，三根輸出線電機的接線圖如下：圖19 驅(qū)動器和電機間的連線圖電源電壓是220VAC輸入時，最大電流是3A。利用編程器的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、監(jiān)控等軟件的支持，可使PLC程序的調(diào)試變得容易。它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言直觀易懂，編程簡單，因此也是應(yīng)用很廣泛的一種編程語言。輸入端是功能塊圖的條件，輸出端是功能塊圖的運算結(jié)果。2. 梯形圖（LAD）/ 功能塊圖（FBD）梯形圖中左、右垂直線稱為左、右母線。在梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）中，功能框的ENO端是允許輸出端，允許功能框的布爾量輸出。5. 無允許輸出端的指令在梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）中，不能級聯(lián)的指令方框用不帶布爾允許輸出端（ENO）來表示，如CALL SBRN（N1，…）子程序調(diào)用指令和LBL、SCR等。其中這幾個程序中主要是脈寬調(diào)制（PWM）子程序和通信子程序。上述公式中脈沖周期和電機最大速度都能計算出來，通過調(diào)脈沖寬度就能得到相應(yīng)的電機運行速度，因為當(dāng)脈寬值等于周期值時，占空比為100%，即輸出連續(xù)接通；當(dāng)脈寬值為0，占空比為0%，即輸出斷開，所以電機的運行速度可以從0調(diào)到最大速度。網(wǎng)絡(luò)讀和網(wǎng)絡(luò)寫指令在前面的指令介紹中已介紹過了，在這就不贅述了。VB100 IN OUT VD202 MOVB EN ENO 1 IN OUT VB206 NETR EN ENO VB200 TBL 0 PORT圖23 執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)寫指令3）執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)讀指令 MOVB EN ENO 2 IN OUT VB211 MOVDW EN ENO amp。在此基礎(chǔ)之上針對排水管道清淤機器人的具體課題，對管道清淤機器人的結(jié)構(gòu)、PLC系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計做了詳細(xì)地介紹，也取得了以下成果：1. 了解了國內(nèi)外清淤技術(shù)現(xiàn)狀，確定了管道清淤機器人的機械結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。另外，在設(shè)計過程中王老師非常強調(diào)團(tuán)隊合作精神，讓我們自己拓展設(shè)計思路，鍛煉我們自己獨立運用知識的能力。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 劉權(quán)，殷愛華. 基于PLC的移動機器人運動控制的實現(xiàn). 電子機械工程，2004（1）:60～62[2] 殷華文，于兆和，馬志剛. ，2003（8）:65～67[3] 林建偉. 電機驅(qū)動用H橋組件LMD18200的應(yīng)用. 國外電子原器件，1998（9）:10～12[4] 姜生元等. 可編程邏輯控制器在管道機器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 無損檢測，2001（6）:234～239[5] 毛利民. 通風(fēng)管道清洗機器人專利技術(shù)研究與應(yīng)用. 清洗世界，2004（5）:58～60[6] 甘小明，徐濱士等. 管道機器人的發(fā)展現(xiàn)狀. 機器人技術(shù)與應(yīng)用，2003（6）:5～10[7] 張建民等. 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2001: 84～114[8] 王全金. 給水排水管道工程. 北京：中國鐵道出版社，2001: 232～235[9] 宣財鑫. PLC脈沖控制步進(jìn)電機技術(shù). 計算機應(yīng)用（機車車輛工藝），2002（1）:31～32[10] 孫建宇，楊向東等. 新型下水管道自動清淤機器人. 給水排水，1999（3）: 54～44[11] 孫建仁. 步進(jìn)電機的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計. 機械研究與應(yīng)用，2001，14（4）:23～26[12] 殷洪義. 可編程序控制器選擇設(shè)計與維護(hù). 北京：機械工業(yè)出版社，2003：151～162[13] Ishibuchi H. Singleobjective and twoobjective genetic algorithms for selecting linguistic rules for pattern classification problems. Fuzzy Sets and Systems，1997，89(2): 135～150[14] Lewis F L， et al. Neural Net Robot Controller with Guaranteed tracking Performance. IEEE Trans Neural Networks，1995，6(3):703～715[15] Lewis F L，et al. Multiplayer NeuralNet Robot Controller with Guaranteed Tracking Performance. IEEE Trans Neural Networks，1996，7(2):388～399[16] Karr C L and Gentry E control of PH using genetic algorithms. IEEE Trans Fuzzy Systems，1993，1(1):46～53[17] Homaifar A and McCormick E. Simultaneous design of membership functions and rule set for fuzzy controllers using genetic Trans Fuzzy Systems，1995，3(2):260～270附 錄。44致 謝致 謝本文的研究工作是在王豐老師的悉心指導(dǎo)下完成的，這篇論文傾注了王老師和我的心血。這些知識都是我今后工作所不要可缺少的。VB150，主站被訪問數(shù)據(jù)區(qū)首地址VB312amp。如果要停止電機就把脈沖寬度值0裝入SMB77中就完成了。當(dāng)脈寬值等于周期值時，占空比為100%，即輸出連續(xù)接通；當(dāng)脈寬值為0，占空比為0%，即輸出斷開。 控制程序的設(shè)計在這次設(shè)計中，我的主要任務(wù)是控制系統(tǒng)子程序設(shè)計。無條件輸入：在梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）中，與“能流”無關(guān)的線圈或功能框直接與左母線連接。功能框的布爾量輸入端必須存在“能流”，才能執(zhí)行該功能框的功能。語句表（STL）程序中，使用“NETWORK”這個關(guān)鍵詞對程序分段。它還具有基本邏輯功能、計時和計數(shù)功能、運算和比較功能和數(shù)據(jù)傳送功能等。2. 語句表語言（STL）PLC的語句表語言和梯形圖語言是一一對應(yīng)的，它采用助記符來表示，一般由操作碼和操作數(shù)組成。 清淤機器人的控制程序設(shè)計 編程的語言PLC的程序結(jié)構(gòu)為典型的塊式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用軟件的形成只需要編輯這個過程。根據(jù)現(xiàn)場執(zhí)行部件的不同需要，輸出接口的放大環(huán)節(jié)分為繼電器型、晶閘管型和晶體管型三種類型：繼電器型輸出接口為有觸點輸出，外加負(fù)載電源既可以是交流，也可以是直流，響應(yīng)時間為ms量級；晶閘管型接口只能帶交流負(fù)載，響應(yīng)時間為181。 I/O端點的確定和分配輸入輸出點數(shù)（I/O點數(shù)），指可編程序控制器外部輸人輸出端子數(shù)，這是PLC的一項非常重要的技術(shù)指標(biāo)，常用I/O點數(shù)來表征PLC的規(guī)模大小。4. Freeport通訊Freeport通訊方式是一種用戶自定義的協(xié)議，可以通過用戶程序控制S7200系列PLC的通訊口。如果需要遠(yuǎn)程的編程或監(jiān)控，可以利用調(diào)制解調(diào)器來進(jìn)行通訊。根據(jù)實際的I/O點數(shù)，選用CPU226控制MM2，CPU224控制MM4。 PLC的選型和通信 PLC的選型在工程設(shè)計選型和估算時應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的控制要求，明確控制任務(wù)和范圍，確定所需的操作和動作；然后，根據(jù)控制要求估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備的選擇等；最后，設(shè)計選擇有較高性能價格比的PLC和相應(yīng)的控制系統(tǒng)。因為清淤機器人在工作過程中可能會打滑或電機過載，會使載體速度變慢；遇到障礙或者出現(xiàn)故障，載體停止，如果有工作位置的顯示，工作人員可以很方便的查出出現(xiàn)障礙的位置和清淤機器人出現(xiàn)故障的位置，方便及時處理問題。同時，為了散熱，芯片電源端VCC（腳6）在PCB板上需要1平方英寸的銅箔。電流取樣電路并不檢測反饋電流，僅檢測橋臂上端晶體管中的電流。7）內(nèi)部的充電泵電路提供橋路上臂兩管的柵極電壓。9腳：溫度報警輸出。3腳為邏輯高電平時，H橋中兩個高端晶體管導(dǎo)通。此電路和以上幾種驅(qū)動電路比較具有明顯的優(yōu)點，驅(qū)動功率大，穩(wěn)定性好，實現(xiàn)方便，安全可靠。當(dāng)高有效時，把所有控制信號的負(fù)端連在一起作為信號地，低有效時，把所有控制信號的正端連在一起作為信號公共端。RESET：復(fù)位信號，如復(fù)位信號為低電平時，輸入脈沖信號起作用，如果復(fù)位信號為高電平時就禁止任何有效的脈沖，輸入信號無效，電機無保持扭矩。8）電機的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)無關(guān)。輸入電壓220VAC，控制信號電壓5VDC，與百格拉電機配套性能最佳。驅(qū)動電源要求完整、準(zhǔn)確、靈敏地執(zhí)行控制指令，具有足夠的功率，抗干擾能力強。例如，從電子計算機送出的數(shù)字控制脈沖就是單一碼。步進(jìn)電動機每走一步所轉(zhuǎn)過的角度與理論步距值之間總有一定的誤差，從某一步到任何一步，也就是走任意一定的步數(shù)以后，也總是有一定的累積誤差，但是每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差為零，所圖13 步進(jìn)電機和驅(qū)動器簡圖以步距的誤差不是長期地積累下去的；控制性能好。在實際系統(tǒng)內(nèi)，這種輪流通電，通常是由電子的脈沖分配回路來達(dá)到的，并且經(jīng)過功率放大。2）網(wǎng)絡(luò)寫指令（NETW）NETW EN ENO TBL PORT 圖12 網(wǎng)絡(luò)寫指令網(wǎng)絡(luò)寫指令初始化通訊操作：通過指定的端口PORT從遠(yuǎn)程的其他CPU上寫表（TBL）中的數(shù)據(jù)。s65535181。當(dāng)在這兩個點使用脈沖輸出功能時，它們受PWM發(fā)生器控制，而不受輸出映像寄存器控制。當(dāng)使能輸人端接通時，接通延時定時器開始計時，當(dāng)定時器（Txxx）的當(dāng)前值大于等于預(yù)設(shè)值時，該定時器的狀態(tài)位被置1（即觸點被接通），但定時器繼續(xù)計時，一直計到最大值32767，并保持狀態(tài)位，直到使能輸人端斷開，清除接通延時定時器的當(dāng)前值，定時器才復(fù)位。其技術(shù)性能如下表：表1 S7200PLC的主要技術(shù)性能特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺（mm）90806290806280621908062存儲器程序2048字2048字2048字2048字用戶數(shù)據(jù)1024字1024字1024字1024字用戶存儲器類型EEPOMEEPOMEEPOMEEPOM數(shù)據(jù)后備典型值50小時50小時190小時190小時本機I/O本機I/O6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出擴展模塊數(shù)量無2個模塊7個模塊7個模塊I/O總計數(shù)字量I/O映象區(qū)大?。?28入/128出）（128入/128出）（128入/128出）（128入/128出）模擬量I/O映象區(qū)大