【文章內(nèi)容簡介】 展絲毫沒有停止，各國仍在該領(lǐng)域投入大量的發(fā)展動力?？删幊踢壿嬁刂破鞯陌l(fā)展從20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。我們將微處理器和可編程邏輯控制器聯(lián)系在一起，把微處理器能實現(xiàn)的種種功能，例如數(shù)字運算，信息傳送，邏輯處理等與可編程邏輯控制器聯(lián)系在了一起，使得可編程邏輯控制器變得更加智能，功能愈加多樣，這也讓控制系統(tǒng)更加適應(yīng)以及提高工業(yè)發(fā)展?？删幊踢壿嬁刂破鞔藭r是一種結(jié)合產(chǎn)物，是舊的繼電器控制和新興的計算機技術(shù)信息化相結(jié)合的一種更加優(yōu)越的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器漸漸進入了更為實用的發(fā)展階段，計算機技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，功能上的進步使得PLC發(fā)展更加迅速，不僅僅體積變得更為小巧，在安全可靠等性能上也有質(zhì)的飛躍，超強的模擬數(shù)字運算，延時，一階，二階以及滯后等運算使得它的地位無法撼動。接下來的十年，可編程邏輯控制器在發(fā)達國家，尤其那些先進的工業(yè)生產(chǎn)國家之中逐步替代了落后的設(shè)備，技術(shù)也越發(fā)成熟。上世紀末是可編程邏輯控制器發(fā)展的黃金時期接近50%的增長率是其他控制設(shè)備所無法企及的。不僅產(chǎn)量上遙遙領(lǐng)先，在技術(shù)上的進步也不容忽視，邏輯處理能力以及運算控制能力的大幅提高，人機接口的優(yōu)化，還有新的網(wǎng)絡(luò)能力的擴展使得可編程邏輯控制器在許多地方已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)，建立新的統(tǒng)治地位。隨著更加適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展，人機互動更加完美，通信功能更加完備，還有其他周邊配套設(shè)備，這都讓可編程邏輯控制器的地位更加重要。圖11 PLCPLC具有很多優(yōu)點： 一，可編程邏輯控制器在使用上十分的簡潔，方便，尤其是語言的編譯更適合普遍大眾的相應(yīng)專業(yè)技術(shù)程度?？删幊踢壿嬁刂破鞯木幾g語言采用的是簡單明了的梯形圖，邏輯圖還有語句表作為表達單元，通俗易懂，而且無需任何的相關(guān)的計算機的知識作為編譯的鋪墊準(zhǔn)備，系統(tǒng)的整個完成過程所需時間變得更加的短工作周期短更適合大批量生產(chǎn)的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)，最重要的是可以進行工作現(xiàn)場的調(diào)試工作，另外可編程邏輯控制器具有先進的在線修改程序的能力，并且可以改變整個系統(tǒng)的計劃和方案而不拆動外部硬件，只需簡單的修改內(nèi)部的軟件程序即可完成整個系統(tǒng)的修改，可適應(yīng)性更出眾【】。 二，可編程邏輯控制器作為新興的技術(shù)，性能上更加優(yōu)越，同時在造價也相對何時。即使是在一臺物理尺寸很小的可編程邏輯控制器上面也有多達近1000個微小的功能單元，這樣可以使可編程邏輯控制器能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能。相比于繼電器要實現(xiàn)這些功能的話就會十分的繁瑣，可見可編程邏輯控制器的超高的性價比?；ヂ?lián)網(wǎng)功能的出現(xiàn)使得可編程邏輯控制器能夠?qū)崿F(xiàn)遠程通信的功能。 三，由于可編程邏輯控制器已經(jīng)成為當(dāng)前主流的控制系統(tǒng)，所以相應(yīng)的周邊配套等模塊，部件，產(chǎn)品也多種多樣，這樣，用戶可以按照自己的要求自行組裝，而且PLC的安裝以及接線也很方便簡單，不需要過多的軟件或者計算機專業(yè)的內(nèi)容作為基礎(chǔ)，只需外部接線即可完成全部安裝工作。同時可編程邏輯控制器的驅(qū)動能力十分強，能夠帶動渦輪機或者小型電機運行，這使得可編程邏輯控制器的運用更加廣泛。 四，控制系統(tǒng)最重要的就是安全可靠性，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定與否將直接決定整個系統(tǒng)能否正常運作。我們知道，傳統(tǒng)的繼電器作為控制，因為有繁雜的接線以及各種中間繼電器和很多暴露在外面的觸電會產(chǎn)生接觸不良的因素，使得控制的穩(wěn)定性不高。可編程邏輯控制器則是用軟件，而不是使用以前的中間繼電器和時間繼電器，這使得接線數(shù)目大大降低，觸點數(shù)目大大減少，只有少量的外部硬件和很少的接線即可完成，這使安全可靠性能提高了許多。同時采取了一系列抗干擾措施，安全措施做得好，甚至可以工作在十分惡劣的環(huán)境中，如今可編程邏輯控制器已被大家公認為最穩(wěn)定可靠的工業(yè)上的控制設(shè)備【4】。 五，可編程邏輯控制器整個的設(shè)計，編譯，修改周期短。只需編譯軟件程序取代了傳統(tǒng)的繁瑣的線路連接以及大量的繼電器安裝工作使得可編程邏輯控制器的安裝準(zhǔn)備工作變得十分簡單，并且通過修改內(nèi)部程序即可完成任務(wù)的更改也更加方便快捷。重要的是可編程邏輯控制器通常采用的是以順序方式敘述的梯形圖或者助記指令等等來編譯，這種工作量遠遠小于傳統(tǒng)的繼電器的線路的設(shè)計，更體現(xiàn)出可編程邏輯控制器的優(yōu)點。而且調(diào)試所需要的時間比繼電器系統(tǒng)的要少得多，因為可編程邏輯控制器可以首先采用電腦調(diào)試工作來判斷段程序是否能夠正常運行，其次還可以再次通過現(xiàn)場調(diào)試來進一步確認是否正常運行，這樣整個控制系統(tǒng)更加安全可靠【5】。六，可編程邏輯控制器在維修和故障處理上的長處更是其他的器件都遠遠不及的，可編程邏輯控制器能夠內(nèi)部進行診斷故障并且可以通過發(fā)光二極管或者顯示屏等輸出，最重要的是可編程邏輯控制器的模塊化結(jié)構(gòu)使得它在出現(xiàn)問題時可以通過簡單的更換模塊單元就可以處理故障，方便快捷。圖12 PLC接線柜綜上，可編程邏輯控制器作為控制相比于傳統(tǒng)的以繼電器等元件為主的控制設(shè)備，具有非常明顯的優(yōu)勢，所以，我們此次的實驗世紀選擇可編程邏輯控制器控制作為自動送料小車的控制系統(tǒng)。212 總體設(shè)計方案2 總體設(shè)計方案 送料小車的方案選擇 自動送料小車的系統(tǒng)的實現(xiàn)可以有多種方法進行選擇，相比于單片機，我們選擇可編程邏輯控制器，即PLC來實現(xiàn)。因為如果選擇單片機控制系統(tǒng)，在電路中則需要加入數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這使得線路變得十分復(fù)雜，另外還得需要分配出大量的中斷口地址來實現(xiàn)功能。同時，單片機的電路更容易受到種種來自外界環(huán)境的干擾，不穩(wěn)定性很高。最重要的是單片機的編譯工作較難，需要有一定的編譯能力的專業(yè)人員進行操作，同時，維修過程也需要更高的技術(shù)人員才能進行修復(fù)工作，綜上，單片機的實現(xiàn)難度很大。從上一章第三節(jié)的介紹我們了解PLC控制系統(tǒng)的各種優(yōu)點特點，所以，鑒于可編程邏輯控制器PLC具有極高的可靠性，一般來說平均的無故障的時間約為30萬個小時以上；并且，安裝、運作、操作和維修也相比更為容易；在程序編寫上更為簡單，因為PLC的指令不多，而且編譯器的使用方法十分簡單，在程序設(shè)計和整個產(chǎn)品的調(diào)試周期上，開發(fā)周期短，性價比極高。同時，在控制過程當(dāng)中，如果能加入時間控制和周期次數(shù)控制，如定時系統(tǒng)和計數(shù)系統(tǒng)，那對于整個控制系統(tǒng)將是一個極大的提高。我們知道PLC內(nèi)部的相應(yīng)的控制資源十分多，正好可以適應(yīng)我們的需求，所以，選擇PLC控制也是再好不過的選擇。站6站5站4站3站2站1送料小車圖21 送料小車模擬圖 這是本次設(shè)計實驗的總體設(shè)想圖送料小車設(shè)計為軌道車，為6個工作站點之間送料。從1向著6的方向行駛停止?fàn)顟B(tài)從6向著1的方向行駛圖22 送料小車工作狀態(tài)模擬圖 送料小車通常會處于以上三種工作狀態(tài)：向1行駛，停止?fàn)顟B(tài)以及向6行駛這三種情況。送料小車在接到送料指令后自動向站點運行并送料，送料結(jié)束后向下一站點運行，如此是沒有送料指令，則停留在此站點等待下一個送料的呼叫命令，繼續(xù)完成送料工作。小車會記錄送料指令，如在送料正在運行方向上有下一個送料指令，小車會先行送料，如此一來，可以大大的提高工作的效率，節(jié)省送料這種準(zhǔn)備的工作的時間。 在預(yù)先設(shè)計好的行駛方向上，對于尋路，避障等復(fù)雜功能不需要過多的考慮與設(shè)想，小車可以根據(jù)不同的環(huán)境，如，不同的站點等客觀因素影響下，只需要簡單的修改軟件程序，即可以進行修改，更加的方便、快捷，使得送料小車的可適應(yīng)性更好，而且PLC控制不僅僅是性能更加穩(wěn)定，并且在維修、調(diào)試、以及處理上也更為方便。 系統(tǒng)整體思路構(gòu)想圖23 送料小車邏輯流程圖 本圖為送料小車的邏輯流程圖，當(dāng)按下啟動按鈕之后，整個控制系統(tǒng)開始運行，在各個基站有送料需求的呼叫按鈕，按下呼叫按鈕，自動送料小車可以通過判斷當(dāng)前小車的?？空军c，在得到呼叫指令之后進行邏輯判斷，并且相應(yīng)的左移或者右移行動，在每個站點均可進行判斷，在到達相應(yīng)的站點之后停止，進行送料工作，在整個送料過程之中，只需工作人員發(fā)出需求指令即可實現(xiàn)整個過程的自動控制，可以實現(xiàn)送料小車的自動與手動相結(jié)合的的目的，大大提高了工作效率，節(jié)省人力，財力以及時間。再次按呼叫按鈕即可循環(huán)指令過程，繼續(xù)下一次的送料工作。該邏輯流程較為通俗簡易，實行起來更為簡單，同時明晰的流程在運行時更加可靠，避免出現(xiàn)過多的錯誤以及故障。該邏輯判斷在自動送料小車控制系統(tǒng)中通用，每個基站的判斷原理相同。 小車右行，即從1號站駛向6號站方向條件：起點1號站，終點6號站；起點2號站，終點6號站；起點3號站，終點6號站；起點4號站，終點6號站；起點5號站，終點6號站。 小車左行，即從6號站駛向1號站方向條件：起點6號站，終點1號站；起點5號站，終點1號站；起點4號站，終點1號站；起點3號站，終點1號站；起點2號站，終點1號站。 可知，僅需兩個電機控制正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)即可完成小車運行工作，這使得硬件準(zhǔn)備上更為簡單明了。計算機顯示器PLC（下位機）計算機主機（上位機） 圖24 上位機與下位機，輸入與輸出鍵盤鼠標(biāo)