【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的指定為，當(dāng)前位置被保存。急停復(fù)位后就沒有必要返回原點(diǎn)。顯然前者的控制編程較為復(fù)雜。本文將著重介紹使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的編程方法和程序結(jié)構(gòu)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁 共 33 頁 輸送單元所需的 I/O 點(diǎn)較多。其中，輸入信號(hào)包括來自按鈕 /指示燈模塊的按鈕、開關(guān)等主令信號(hào)，各構(gòu)件的傳感器信號(hào)等；輸入信號(hào)包括輸出到抓取機(jī)械手裝置各電磁閥的控制信號(hào)和輸出到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖信 號(hào)和驅(qū)動(dòng)方向信號(hào)；此外尚須考慮在需要時(shí)輸出信號(hào)到按鈕 /指示燈模塊的指示燈，以顯示本單元或系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 由于需要輸出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的高速脈沖， PLC 應(yīng)采用晶體管輸出型。 基于以上考慮，選用三菱 FX1N— 48MT PLC，共 24 點(diǎn)輸入， 24 點(diǎn)晶體管輸出 （ 3） 輸出方式 PLC 包括繼電器輸出和晶體管輸出兩種輸出方式。其適 輸出區(qū)別 如下： ① 負(fù)載電壓、電流類型不同 : 負(fù)載類型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交、直流負(fù)載均可。 電流：晶體管電流 ，繼電器 2A。 電壓 ：晶體管可接直流 24V（繼電器可以接直流 24V 或交流 220V）。 ② 負(fù)載能力不同 ： 晶體管帶負(fù)載的能力小于繼電器帶負(fù)載的能力，用晶體管時(shí)，有時(shí)候要加其他東西來帶動(dòng)大負(fù)載（如繼電器，固態(tài)繼電器等）。 晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 ： 一般來說，存在沖擊電流較大的情況時(shí)，晶體管過載能力較小，需要降額更多。 晶體管響應(yīng)速度快于繼電器 ： 繼電器輸出型原理是 CPU 驅(qū)動(dòng)繼電器線圈，令觸點(diǎn)吸合，使外部電源通過閉合的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，其開路漏電流為零，響應(yīng)時(shí)間慢（約 10ms） ，主要控制開關(guān)量 。 晶體管輸出型原理是 CPU通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時(shí)間快（約 甚至更小）。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服／步進(jìn)等，用于動(dòng)作頻率高的輸出。 額定工作情況下，繼電器有動(dòng)作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)限制 。 繼電器是機(jī)械元件所以有動(dòng)作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也是有限制的，而晶體管則沒有。 氣動(dòng)控制回路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 共 33 頁 氣動(dòng)控制閥是指在氣動(dòng)系統(tǒng)中控制氣流的壓力、流量和流動(dòng)方向，并保證氣動(dòng)執(zhí)行元件或機(jī)構(gòu)正常工作的各類氣動(dòng)元件。 氣動(dòng)控制閥的結(jié)構(gòu)可分解成閥體(包含閥座和閥孔等 )和閥心兩部分，根據(jù)兩者的相對(duì)位置，有常閉型和常開型兩種。閥從結(jié)構(gòu)上可以分為：截止式、滑柱式和滑板式三類閥。 氣動(dòng)控制閥和液壓閥的比較 ： （ 1） 使用的能源不同 氣動(dòng)元件和裝置可采用空壓站集中供氣的方法，根據(jù)使用要求和控制點(diǎn)的不同來調(diào)節(jié)各自減壓閥的工作壓力。液壓閥都設(shè)有回油管路，便于油箱收集用過的液壓油。氣動(dòng)控制閥可以通過排氣口直接把壓縮空氣向大氣排放。 （ 2） 對(duì)泄漏的要求不同 液壓閥對(duì)向外的泄漏要求嚴(yán)格，而對(duì)元件內(nèi)部的少量泄漏卻是允許的。對(duì)氣動(dòng)控制閥來說，除間隙 密封的閥外，原則上不允許內(nèi)部泄漏。氣動(dòng)閥的內(nèi)部泄漏有導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)。 對(duì)氣動(dòng)管道來說，允許有少許泄漏 。而液壓管道的泄漏將造成系統(tǒng)壓力下降和 對(duì)環(huán)境的污染。 （ 3） 對(duì)潤(rùn)滑的要求不同 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)為液壓油，液壓閥不存在對(duì)潤(rùn)滑的要求 。氣動(dòng)系統(tǒng)的工作介質(zhì)為空氣，空氣無潤(rùn)滑性，因此許多氣動(dòng)閥需要油霧潤(rùn)滑。閥的零件應(yīng)選擇不易受水腐蝕的材料，或者采取必要的防銹措施。 （ 4） 壓力范圍不同 氣動(dòng)閥的工作壓力范圍比液壓閥低。氣動(dòng)閥的工作壓力通常為 10bar 以內(nèi)，少數(shù)可達(dá)到 40bar 以內(nèi)。但液壓閥的工作壓力都很高 (通常在 50Mpa 以內(nèi) )。若氣動(dòng)閥在超過最高容許壓力下使用。往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。 （ 5） 使用特點(diǎn)不同 一般氣動(dòng)閥比液壓閥結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，易于集成安裝，閥的工作頻率高、使用壽命長(zhǎng)。氣動(dòng)閥正向低功率、小型化方向發(fā)展，已出現(xiàn)功率只有 功率電磁閥?？膳c微機(jī)和 PLC可編程控制器直接連接，也可與電子器件一起安裝在印刷線路板上，通過標(biāo)準(zhǔn)板接通氣電回路，省卻了大量配線，適用于氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手、復(fù)雜的生產(chǎn)制造裝配線等場(chǎng)合。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 共 33 頁 本系統(tǒng)的 氣動(dòng)控制回路中，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)氣缸的氣動(dòng)手指氣缸的電磁閥采用的是二位五通雙電控電磁閥。 雙電控電磁閥 與單電控電磁閥的區(qū)別在于，對(duì)于單電控電磁閥，在無電控信號(hào)時(shí)，閥芯在彈簧力的作用下會(huì)被復(fù)位，而對(duì)于雙電控電磁閥，在兩端都無電控信號(hào)時(shí)，閥芯的位置是取決于前一個(gè)電控信號(hào)。 氣動(dòng)控制回路 原理圖 如圖 23所示。 圖 23 氣動(dòng)控制回路原理圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 33 頁 3 軟件 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) PLC選擇及 I/O 口分配 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 （ 1） 滿足被控對(duì)象的控制要求考慮將來發(fā)展的需要， PLC選用功能較強(qiáng)的新產(chǎn)品，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊? （ 2） 系統(tǒng)安全、可靠。 （ 3） 盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用與維修方便。 （ 4） 具 有高的性能價(jià)格比。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 （ 1） 分析被控對(duì)象，提出控制要求。 （ 2） 確定輸入、輸出設(shè)備。 （ 3） 確定 PLC的 I/O點(diǎn)數(shù)，選擇 PLC 機(jī)型。 （ 4） 分配 I/O點(diǎn)數(shù)，繪制 PLC 控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。 （ 5） 程序設(shè)計(jì)，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 （ 6） 程序調(diào)試。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。 （ 7） 調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。 I/O 口分配原則 本控制系統(tǒng)的 PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定是根 據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和所需控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量加以確定。 （ 1） PLC 的輸入端口包括工作按鈕、上升、下降按鈕、總停按鈕、小車前進(jìn) 、速度、工件到位等。 （ 2） PLC 的輸出端口包括運(yùn)行指示燈、繼電器、外部接口、伺服電機(jī)接口等。 PLC 輸入、輸出分配表如表 3表 32所示。 I/O 口分配 表 此方案對(duì)超程保護(hù)所使用的行程開關(guān)合運(yùn)動(dòng)方向指示燈，獨(dú)立分配 I/O。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 獨(dú)立控制，互不干擾。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 共 33 頁 （ 2） 程序簡(jiǎn)單，無需添置編碼、解碼張芯片及其抗干擾設(shè)施。 （ 3） 良好的穩(wěn)定性。 （ 4） 預(yù)留足夠的 I/O點(diǎn)數(shù)，大于 10~20%。方便以后的擴(kuò)展升級(jí)。 表 31 I/O 分配輸入端一覽表 輸入 功能 (設(shè)備 ) 輸入 功能 (設(shè)備 ) X000 原點(diǎn)傳感器檢測(cè) X014 X001 右限位保護(hù) X015 X002 左限位保護(hù) X016 X003 機(jī)械手抬升下限檢測(cè) X017 X004 機(jī)械手抬升上限檢測(cè) X020 X005 機(jī)械手旋轉(zhuǎn)左限檢測(cè) X021 X006 機(jī)械手旋轉(zhuǎn)右限檢測(cè) X022 X007 機(jī)械手伸出檢測(cè) X023 X010 機(jī)械手縮回檢測(cè) X024 啟動(dòng)按鈕 X011 機(jī)械手夾緊檢測(cè)