【文章內(nèi)容簡介】 可以是其中的一種或幾種， 但均必須符合標(biāo)準(zhǔn)。可在同一項(xiàng)目中運(yùn)用多種編程語言，相互嵌入 。 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 PLC 控制系統(tǒng)的硬件是由 PLC、 I/O 電路和外圍設(shè)備等組成。 PLC 中的核 心模塊是主控模塊（也稱 CPU 模塊），它包括： CPU、存儲(chǔ)器、通信接口等部分。PLC 與控制對象的聯(lián)系是通過 I/O 模塊實(shí)現(xiàn)，且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。常用的 PLC 外圍設(shè)備是編程器，其主要任務(wù)是輸入、調(diào)試程序和監(jiān)控程序 的執(zhí)行過程。 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。開發(fā)系統(tǒng)即編輯環(huán)境，包括編輯器、編譯器、調(diào)試環(huán)境等。編輯器給用戶提供符合 IEC611313標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，各編程語言可相互轉(zhuǎn)化，經(jīng)編譯器檢查錯(cuò)誤，生成目標(biāo)代碼。調(diào)試環(huán)境提供動(dòng)態(tài)調(diào)試，尋找程序邏輯錯(cuò)誤，將編譯的錯(cuò)誤信息及警告信息提供給用戶，方便用戶修改。開發(fā)系統(tǒng)的底層是核心層，包括算法庫和數(shù)據(jù)庫。算法庫中包括豐富的功能模塊，并支持用戶嵌入自己的功能模塊。數(shù)據(jù)庫包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。運(yùn)行系統(tǒng)是軟 PLC 的核心，其主要功能是完成系統(tǒng)配置、輸入輸出處理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診 斷等工作。由 I/O 接口、通信接口、內(nèi)核解釋器等組成。軟 PLC 向下通過 I/O 板卡采集工業(yè)控制現(xiàn)場信息，控制被控對象。作 為一開放式結(jié)構(gòu)，接口應(yīng)符合 OPC 標(biāo)準(zhǔn)。 PLC 向上由 TCP/IP 通信協(xié)議組件、FTP 服務(wù)器等組成，可在本地、遠(yuǎn)程訪問運(yùn)行環(huán)境。 PLC 編譯過程概述編譯程序是計(jì)算機(jī)的一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)程序。為便于構(gòu)造或分析一個(gè)編譯程序，宜將整個(gè)編譯程序分解為若干個(gè)組成部分， 每一部分都用一段相對獨(dú)立的程序取完成整個(gè)編譯過程的一部分功能。就一個(gè)典型的編譯程序而論，一般都含有如下八個(gè)部分： ① 詞法分析程序（也稱為掃描器） ； ② 語法分析程序（有時(shí)也稱為分析器） ；③ 語義分析程序； ④ 中間代碼生成程序； ⑤ 代碼優(yōu)化程序； ⑥ 目標(biāo)代碼生成程序；⑦ 錯(cuò)誤檢查和處理程序； ⑧ 各種信息表格的管理程序。 在編譯程序工作的過程中，需要不斷收集記錄和使用源程序中一些語法符號(hào)（簡稱為符號(hào)）的類型和特征等相關(guān)信息。一般的做法是讓編譯程序在其工作過程中，建立并保持一批表格，如常數(shù)表、變量名表、數(shù)組名表、過程或子程序名表及標(biāo)號(hào)表 等等，即符號(hào)表或名字表。符號(hào)表的每一項(xiàng)登記項(xiàng)，將填入名字標(biāo)識(shí)符以及與該名字相關(guān)聯(lián)的一些信息名字表中的各種信息將在編譯程序工作過程中的適 當(dāng)時(shí)候填入。當(dāng)從源程序中識(shí)別出一個(gè)單詞（名字）時(shí)，就以此名字查符號(hào)表，若表中尚無此登記項(xiàng)，則將該名字列入表中。幾乎在編譯程序工作的全過程中，都需要對符號(hào)表進(jìn)行頻繁的訪問（查表或填表），且耗費(fèi)的時(shí)間在整個(gè)編譯過程所需時(shí)間中占很大的比例。因此合理的組織符號(hào)表，并相應(yīng)的選擇好填表的方式，實(shí)為提高編譯工作效率的有效途徑之一。 PLC 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國際 plc 市場 目前，世界上有 plc 廠商 200 多家，各種型號(hào)產(chǎn)品幾千種。 plc 產(chǎn)品按地域上分成三個(gè)流派，分別是美國產(chǎn)品、歐洲產(chǎn)品、日本產(chǎn)品。美國： ab（ allenbradly）、ge（ generalelectric） 。歐洲：德國的西門子（ siemens）、法國的 te（ telemecanique） 。日本：三菱電機(jī)（ mitsubishielectric）、歐姆龍（ omron）。此外控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，國內(nèi)市場上還有韓國、臺(tái)灣地區(qū)等 plc 產(chǎn)品。 從 plc 問世至今，一直表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和高速增長態(tài)勢，在工業(yè)控制領(lǐng)域， plc 始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非常可靠的控制方案， plc 與 dcs（分布式控制系統(tǒng)）和 ipc（工 業(yè) pc）形成了三足鼎立之勢（見表 1）。現(xiàn)代的 plc 在功能、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化及開放性上得到了大大的增強(qiáng)。另外， ipc 加軟件能實(shí)現(xiàn) plc 的主要功能，在一些場合能代替 plc 進(jìn)行控制，即實(shí)現(xiàn)軟 plc 的功能。 2021 年全球 plc 市場銷售額超過了 60 億美元。今后 5 年年平均增長率有望達(dá)到 %， 2021 年市場規(guī)模將超過 75 億美元。美國調(diào)查公司 arc 對中國的 plc市場進(jìn)行調(diào)查并發(fā)表上述預(yù)測 ， 2021 年 plc 的銷售市場規(guī)模。 中國 plc 市場 我國工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍較低，如機(jī)械行業(yè) 80%以上的 設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制。加入 wto 后控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，中國正日益成為世界新的制造業(yè)基地，制造業(yè)的控制主要以邏輯控制為主，大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化改造也為 plc 的應(yīng)用提供廣闊的發(fā)展空間。 arc 咨詢集團(tuán)近期發(fā)布的《中國可編程序控制器（ plc）展望》報(bào)告指出：中國制造業(yè)增長迅速，某些行業(yè)的增長率甚至達(dá)到 20%。在未來五年內(nèi)，中國 plc 市場的綜合年增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到 %。2021 年這一市場為 億美元，預(yù)計(jì) 2021 年這一市場還將翻一翻。 2 PLC 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 按鈕和位置開關(guān)的選擇 按鈕的選擇原則 (1)根據(jù)使用場合選擇控制按鈕的種類，如開啟式，防水式，緊急式等。 (2)根據(jù)用途選用合適的型式，如鑰匙式，緊急試，帶燈式等。 (3)按控制回路的要求確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等。 (4)按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求選擇按鈕及指示燈的顏色。按鈕的參數(shù)一般規(guī)格為交流 500V，允許持續(xù)電流為 5A，紅色按鈕表示停止按鈕，綠色表示啟 位置開關(guān)的選擇 位置開關(guān)是利用運(yùn)動(dòng)部件的行程位置實(shí)現(xiàn)控制的電器元件。常用于自動(dòng)往返的生產(chǎn)機(jī)械中。按結(jié) 構(gòu)不同可分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式和微動(dòng)式三種。直動(dòng)式行程開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單 ，成本低，但容易燒蝕觸頭。滾動(dòng)式行程開關(guān)克服了直動(dòng)式行程開關(guān)的缺點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也較高，所以選擇微動(dòng)式行程開關(guān)體積小，動(dòng)作靈敏， 適用于小型機(jī)構(gòu)中使用。 時(shí)間繼電器、接觸器的選擇 時(shí)間繼電器的選擇 從得到輸入信號(hào)開始，經(jīng)過一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)的繼電器，稱為時(shí)間繼電器 。它在電氣控制系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的元器件。一般分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種類型。從動(dòng)作的原理上有電子式、機(jī)械式等。電子式的是采用電容充放電再配合 電子元件的原理來實(shí)現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作。 通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化。 我當(dāng)中的設(shè)計(jì)就是用到了這個(gè)通電延時(shí)，基于三 菱 FN 系列沒有斷電延時(shí)就沒采用。 機(jī)械式的樣式較多 ，有利用氣囊、彈簧的氣囊式，也有使用小型罩極同步電機(jī)帶動(dòng)凸輪的， 現(xiàn)在會(huì)有更多的新式的時(shí)間繼電器出現(xiàn)。 時(shí)間繼電器的用途就是配合工藝要求 執(zhí)行延時(shí)指令 。 接觸器的選擇 接觸器是一種用來自動(dòng)接通或斷開大電流電路的電器。它可以頻繁地接通或斷開交直流電路，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。其主要控制對象是電動(dòng)機(jī)，也可以用于電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器 組等其他負(fù)載。它具有低壓釋放保護(hù)功能，還具有控制容量大、過載能力強(qiáng)、壽命長、設(shè)備簡單經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中使用最為廣泛的電器元件之一。在設(shè)計(jì)中用于電動(dòng)機(jī)的控制 ，就是靠接觸器來驅(qū)動(dòng)的。 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)是選交流的，而電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類。異步電動(dòng)機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，去拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。由于異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造，使用方便，運(yùn)行可靠，成本低廉，效率較高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)中小型軋鋼設(shè)備，各種金屬切削機(jī)床，輕工機(jī)械和礦山機(jī)械 等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)水泵，粉碎機(jī)以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機(jī)械，在民用電器方面的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等也都是用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。所以電動(dòng)機(jī)選交流異步電動(dòng)機(jī)為好，即選三相異步電動(dòng)機(jī)，為籠型異步電動(dòng)機(jī)。 機(jī)械手夾子的選用 考慮到機(jī)械手能否穩(wěn)穩(wěn)捉住球，我特意在機(jī)械手夾子右端加上一個(gè)可折疊的小短臂，便于在夾住小球時(shí)能順勢彎曲，保證球不會(huì)落下，夾子的右端是不會(huì)動(dòng)的， 右端和擋板正好抵齊，左端就是夾子收緊時(shí)的動(dòng)作。在夾子當(dāng)中，內(nèi)置了對大小球的位置開關(guān)，這就是能分辨大小球的主要原理。 3 自動(dòng)識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案 整體運(yùn)作原理 在我們平時(shí)的生活中，難免會(huì)碰上需要分揀的時(shí)候，而對于流水線的工作，更是習(xí)以為常，如圖 31 為本系統(tǒng)將大小球分選的示意圖。用其機(jī)械手將捉住的小球通過電動(dòng)機(jī)和