【正文】 編程操作和下載，并應(yīng)用他來(lái)實(shí)現(xiàn)自己想要的難易不同的工業(yè)控制任務(wù)。沒(méi)有一種控制器可以用于各種環(huán)境，也沒(méi)一種控制器一無(wú)是處，我們只可以根據(jù)不同的需要和不同的工作環(huán)境選擇一種最適合的來(lái)蠻子我們的需要即可。 相同點(diǎn) 在硬件方面， PLC、工業(yè)計(jì)算機(jī)、集散系統(tǒng)之間的界限逐漸模糊，各自的功能差異也在逐步縮小，都將由類(lèi)似的一些微電子元件、微處理器、大容量半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和 I/O 模件組成。 在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域應(yīng)用最多也對(duì)為廣泛的有三種，即可編程序邏輯控制器（ PLC）；工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（ IPC）；集散控制系統(tǒng)（ DCS）。機(jī)械臂的應(yīng)用領(lǐng)域正由以前主攻工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)，而且現(xiàn)在加入更多尖端科技的軍事機(jī)械臂也廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。 自二十世紀(jì)六十年代初第一套機(jī)械臂系統(tǒng)的誕生，經(jīng)過(guò)將近 40 年的發(fā)展，現(xiàn)如今已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要的角色。通過(guò)此次設(shè)計(jì)不僅能夠更進(jìn)一步學(xué)習(xí) PLC 的控制方式和編程環(huán)境，更重要的是可以在實(shí)際操作過(guò)程中對(duì) PLC有更深的理解?？傊?， 機(jī)械臂在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中占據(jù)了重要的位置。 PLC。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà) 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn) 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過(guò)程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見(jiàn)： 系主任： （簽名） 年 月 日 基于 PLC 的機(jī)械臂控制 摘 要 啤酒是當(dāng)今世界上消費(fèi)量最大的酒類(lèi)飲料，全球啤酒產(chǎn)量已連續(xù)多年穩(wěn)步增長(zhǎng) ,我國(guó)的啤酒產(chǎn)量20xx 年達(dá)到 2386 萬(wàn)噸超過(guò)美國(guó)成為世界上啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)量最大的國(guó)家。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。研究了基于 PLC 的機(jī)械臂控制，并以學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的三自由度機(jī)械臂的實(shí)物為模型實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械臂的動(dòng)畫(huà)連接 .........................................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。伴隨著微電子技術(shù)行業(yè)、自動(dòng)控制技術(shù)行業(yè)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)行業(yè)的突飛猛進(jìn)， PLC 也 在硬件、軟件、通訊等功能以及模擬量輸入輸出控制等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，成為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中必不可少的高科技裝備。過(guò)去的人工抓瓶裝箱已經(jīng)顯得效率低下，因此機(jī)械臂的加入尤為重要，它不僅抓取快，而且能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，以機(jī)械臂裝箱配合入庫(kù)，工作效率非常高。如今使 用比較廣泛的機(jī)械臂已經(jīng)和以前大有不同，他加入了反饋系統(tǒng)，也就是說(shuō)有個(gè)感覺(jué)，雖然它仍然以程序控制為基礎(chǔ)，但它能夠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的偏差來(lái)調(diào)整動(dòng)作。從技術(shù)方面來(lái)看，我國(guó)目前在自行設(shè)計(jì)和制造機(jī)械臂的方面已經(jīng)沒(méi)有技術(shù)障礙。 DCS 在工業(yè)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到分布式控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為中心，所以它在模擬處理，控制一定的優(yōu)勢(shì)，最初主要應(yīng)用于連續(xù)過(guò)程控制。 在編程環(huán)境方面， PLC 主要使用編程器或者計(jì)算機(jī)軟件編寫(xiě)程序，編程語(yǔ)言是梯形圖、功能塊圖、順序功能表圖和指令表等。 公司自成立以來(lái)，經(jīng)過(guò) 20 年的發(fā)展，在發(fā)達(dá)國(guó)家，歐洲，日本和其他美國(guó)目前已經(jīng)成為一個(gè)重要的行業(yè)， PLC 已成為國(guó)際市場(chǎng)的最流行的工業(yè)控制產(chǎn)品，應(yīng)用 PLC 編程實(shí)現(xiàn)程序控制設(shè)備已經(jīng)是但僅世界的大潮流。正因?yàn)?PLC 所具有的靈活性、模塊化、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，才能夠很據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不同需要完成用戶的控制需求。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 輸出部件 外設(shè)I/O接口 存儲(chǔ)器 EPROM 微處理器 運(yùn)算器 控制器 電源 輸入部件 I/O 擴(kuò)展接口 I/O 擴(kuò)展單元 受控元件 輸入信號(hào) 外部設(shè)備 天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 21 PLC 硬件結(jié)構(gòu)圖 PLC 的軟件系統(tǒng)是指 PLC 所使用的各種軟件和指令的集合，一般可分為系統(tǒng)固化程序和用戶下載程序兩大部分。而且 PLC 更為強(qiáng)大的是如果當(dāng)前控制系統(tǒng)需要改變，只需要對(duì) PLC 進(jìn)行編程不需要再進(jìn)行復(fù)雜的改造了，因此 PLC 作為控制器具有很大的靈活性、通用性。因此在開(kāi)關(guān)量和模擬量的混合控制中無(wú)需再增加單獨(dú)的設(shè)備進(jìn)行改造。 PLC 產(chǎn)品面臨現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求 [11]。使用 PLC 無(wú)需要對(duì)原有的布線進(jìn)行大量改造，主要在程序上進(jìn)行調(diào)整就可以完成，也就是說(shuō)按照新的工藝流程對(duì) PLC 程序重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫(xiě)就能夠?qū)ιa(chǎn)線進(jìn)行改造。主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩 等優(yōu)點(diǎn)。另外若不采用驅(qū)動(dòng)器，而采用 PLC 輸出觸點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，會(huì)占用很多的輸出觸點(diǎn)，同時(shí)給編程帶來(lái)不便。功率器件普遍采用以 智能功率模塊 （ IPM）為核心設(shè)計(jì)的 驅(qū)動(dòng)電路 ,IPM 內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路 ,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路 ,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路 ,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。 對(duì)電機(jī)的要求 從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小，尤其在低速如 低速時(shí)，仍有平穩(wěn)的速度而無(wú)爬行現(xiàn)象。 接近開(kāi)關(guān)：接近開(kāi)關(guān)有三根連接線（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍(lán)色接電源的負(fù)極、黑色為輸出信號(hào)，當(dāng)與檔塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。電平轉(zhuǎn)換板原理圖如圖 34 所示。 打開(kāi)電源，按下起動(dòng)按鈕時(shí)，開(kāi)機(jī)復(fù)位。 PLC 向驅(qū)動(dòng)器一只輸入 天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 35 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖 圖 36 機(jī)械臂的動(dòng)作示意圖 脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)一正轉(zhuǎn)，機(jī)械臂前伸，前伸到位時(shí)，碰到前限位開(kāi)關(guān)，前伸停止。下降到底時(shí)碰到下限位開(kāi)關(guān)，下降停止，回到原點(diǎn)。用輔助繼電器代表步，僅僅使用與觸電和線圈有關(guān)的指令。但環(huán)境過(guò)于惡劣、電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都將不能保證 PLC 正常、安全、可靠的運(yùn)行。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力，可編程序控制器供電回路一般可采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、晶體管開(kāi)關(guān)電源等。該接線端可為輸入及傳感器（如光電開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)）提供直流 24V 電源。 機(jī)械臂控制程序的調(diào)試 在程序調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題，但最終都一一解決了。組態(tài)王 提供了豐富的、簡(jiǎn)捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫(kù)精靈，同時(shí)也為用戶創(chuàng)建圖庫(kù)精靈提供了簡(jiǎn)單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史 曲線 、報(bào)表及 web 發(fā)布功能進(jìn)行了大幅提升與改進(jìn)，軟件 的功能性和可用性有了很大的提高。 組態(tài)王的構(gòu)成 組態(tài)王系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。 (2)該系統(tǒng)是中文界面 ,具有 人機(jī)界面 友好、結(jié)果可視化的優(yōu)點(diǎn)。 組態(tài)王的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 組態(tài)王數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能強(qiáng)大，分為數(shù)據(jù)前處理（可以對(duì)設(shè)備采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種數(shù)值處理）、數(shù)據(jù)后處理（可通過(guò)各種內(nèi)部函數(shù)、運(yùn)算符、腳本程序?qū)?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理（提供數(shù)據(jù)瀏覽，各種曲線、報(bào) 表等功能構(gòu)件，對(duì)存盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、排序、運(yùn)算等操作），同時(shí)可以掛接外部數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn) ODBC 接口和 OLE實(shí)時(shí)調(diào)用，可以和 SOL、 Server、 Oracle、 Access 等數(shù)據(jù)庫(kù)相連，提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式，每種方法都可以獨(dú)立使用或組