【正文】 大興工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位，PLC應(yīng)用面之廣、普及程度之高，是其他計(jì)算機(jī)控制設(shè)備無(wú)法比擬的。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。當(dāng)控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)PLC裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入/輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。在執(zhí)行指令時(shí)，從I/O映像寄存器或別的位元件的映像寄存器獨(dú)處其I/O狀態(tài)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入到相應(yīng)的映像寄存器中，因此，各映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等（2）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。 第3章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述本課題機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸、氣夾、傳送帶等機(jī)械部件組成；電氣方面有PLC、傳感器、開關(guān)電源、電磁閥、光電開關(guān)等電子器件組成，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手完成物料的移動(dòng)等。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。急停按鈕采用帶鎖的，常閉觸點(diǎn)，按下后旋轉(zhuǎn)復(fù)位；檔位具均使用旋鈕控制，打到該處即將該工作方式接通；其余按鈕均采用觸點(diǎn)觸發(fā)方式，按下即接通，松開即復(fù)位。光電開關(guān)PS負(fù)責(zé)檢測(cè)傳送帶A上的工件是否到位，到位后機(jī)械手開始動(dòng)作。輸出擴(kuò)展模塊EM222有三種：8點(diǎn)DC晶體管輸出、8點(diǎn)AC輸出、8點(diǎn)繼電器輸出。在本篇論文中，機(jī)械手控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減少了大量中間繼電器、時(shí)間繼電器和硬件的接線，提高系統(tǒng)的可靠性。本論文從選題到完成，每一步都是在石老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。我的求學(xué)生涯是在老師、同學(xué)、朋友的關(guān)懷與幫助下，才得以順利走到此時(shí)此刻，今后的路我將時(shí)刻銘記老師的循循善誘的教導(dǎo)，去面對(duì)每一次的征程?？蓞⒄?qǐng)D41所示，該圖為機(jī)械手處于夾緊左轉(zhuǎn)的一個(gè)狀態(tài)。當(dāng)CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí)，就要進(jìn)行I/O的擴(kuò)展。夾緊/放松則是由單線圈的兩位電磁閥控制氣缸的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，線圈通電時(shí)執(zhí)行夾緊動(dòng)作，斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。 常開型兩位三通單電控電磁閥動(dòng)作原理：給線圈通電，氣路斷開，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)接通，這也是“點(diǎn)動(dòng)”。限位開關(guān)主要是來(lái)控制機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中的停止時(shí)刻和位置。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。7）立即I/O處理在程序執(zhí)行過程在使用立即I/O指令可以直接存取I/O點(diǎn)。外接的電路閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過程映像寄存器為1狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的 輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。所有這些使PLC具有較高的抗干擾能力，因此穩(wěn)定、可靠，抗干擾能力強(qiáng)。開關(guān)量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置?？傊?，隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的裝配作業(yè)的能力將進(jìn)一步提高。因此，國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大機(jī)械手應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。 機(jī)械手的發(fā)展概況專用機(jī)械手經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)、鐵路部門中機(jī)械手主要應(yīng)用于以下幾方面： 熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來(lái)就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 ?？傊?，機(jī)械手是提高勞動(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)化的一個(gè)重要手段。機(jī)械手廣泛地應(yīng)用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、搬運(yùn)、噴漆、熱處理等各個(gè)行業(yè)。機(jī)械手在美國(guó)、加拿大等國(guó)家應(yīng)用較多，如用果實(shí)采摘機(jī)械手來(lái)摘果實(shí)、裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用智能機(jī)器人等。機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展。50～60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能地機(jī)械手，并考慮于計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）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)。3. 編程器編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它來(lái)編程、檢查、修改用戶程序，事件用戶程序的執(zhí)行情況。PLC的輸入/輸出可以直接與交流220V、直流24V等強(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過程映像寄存器的狀態(tài)，也不會(huì)隨之改變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的讀取輸入階段被讀入。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?？删幊炭刂破鞑捎檬堑奈鏖T子S7200。安防系統(tǒng)中常見的光電開關(guān)煙霧報(bào)警器，工業(yè)中經(jīng)常用它來(lái)記數(shù)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)次數(shù)。由于PLC的抗干擾能力強(qiáng)，所以能在惡劣的工作環(huán)境中，可靠地完成控制任務(wù)，為了使設(shè)備便于安裝、調(diào)試，以及從經(jīng)濟(jì)角度考慮，設(shè)計(jì)出圖33 所示的機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能框圖。 控制要求。輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM223有六種：分別為4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）DC輸入/4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）DC輸出、4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）DC輸入/4點(diǎn)（8點(diǎn)、16點(diǎn)）繼電器輸出。同時(shí)，使用PLC進(jìn)行控制可以方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！同時(shí)，也要感謝在論文的創(chuàng)作過程當(dāng)中，提供了意見及幫助的同學(xué)們，我才能克服遇到的每個(gè)困難和疑惑。雖說是一路崎嶇辛苦，卻也豐富多彩。對(duì)于限位開關(guān)也用普通開關(guān)代替，當(dāng)執(zhí)行完該步程序后，進(jìn)入下一個(gè)步，需要將限位開關(guān)撥回OFF狀態(tài)。CPU22*系列PLC它有如下五種不同結(jié)構(gòu)的配置單元：CPU221，它具有6輸入/4輸出，I/O共計(jì)10點(diǎn)，無(wú)擴(kuò)展能力；CPU222，它具有8輸入/6輸出，I/O共計(jì)14點(diǎn)，并可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個(gè)模塊的擴(kuò)展；CPU224，它具有14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，I/O點(diǎn)數(shù)共計(jì)24點(diǎn)，它有七個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘；CPU226，它具有24輸入/16輸出，I/O共計(jì)40點(diǎn)，與CPU224相比，它增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)；CPU226XM，這是西門子公司后推出的一種增強(qiáng)型主機(jī)，它在用戶程序存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量上進(jìn)行了擴(kuò)展，其他指標(biāo)和CPU226相同。同時(shí)左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)也是由對(duì)應(yīng)電磁閥控制。 常閉型兩位三通電磁閥動(dòng)作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)斷開，這相當(dāng)于“點(diǎn)動(dòng)”。在此系統(tǒng)中，共用了4個(gè)限位開關(guān)：上升限位開關(guān)、下降限位開關(guān)、左轉(zhuǎn)限位開關(guān)和右轉(zhuǎn)限位開關(guān)。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。6）中斷程序的處理如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)，cpu停止正常的掃描工作方式，立即執(zhí)行中斷程序，中斷功能可以提高PLC對(duì)某些事件的響應(yīng)速度。在讀取輸入階段，PLC把所有外部數(shù)字量輸入電路的1/0狀態(tài)讀入輸入過程影響寄存器。它的主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信息調(diào)理電路；在機(jī)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等干擾和故障診斷措施。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，開關(guān)量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥號(hào)開關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開關(guān)量輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。手的抓力大小可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視。特別是在笨重、高溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視。我國(guó)自動(dòng)化水平本身比較低，因此用PLC來(lái)控制的機(jī)械手還比較少。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