【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 展絲毫沒(méi)有停止，各國(guó)仍在該領(lǐng)域投入大量的發(fā)展動(dòng)力?？删幊踢壿嬁刂破鞯陌l(fā)展從20世紀(jì)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(shí)現(xiàn)的種種功能，例如數(shù)字運(yùn)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(shí)是一種結(jié)合產(chǎn)物，是舊的繼電器控制和新興的計(jì)算機(jī)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(jìn)入了更為實(shí)用的發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，功能上的進(jìn)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(qiáng)的模擬數(shù)字運(yùn)算，延時(shí)，一階，二階以及滯后等運(yùn)算使得它的地位無(wú)法撼動(dòng)。接下來(lái)的十年，可編程邏輯控制器在發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其那些先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)國(guó)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(jì)末是可編程邏輯控制器發(fā)展的黃金時(shí)期接近50%的增長(zhǎng)率是其他控制設(shè)備所無(wú)法企及的。不僅產(chǎn)量上遙遙領(lǐng)先，在技術(shù)上的進(jìn)步也不容忽視，邏輯處理能力以及運(yùn)算控制能力的大幅提高，人機(jī)接口的優(yōu)化，還有新的網(wǎng)絡(luò)能力的擴(kuò)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(jī)互動(dòng)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(diǎn)： 一，可編程邏輯控制器在使用上十分的簡(jiǎn)潔，方便，尤其是語(yǔ)言的編譯更適合普遍大眾的相應(yīng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)程度?？删幊踢壿嬁刂破鞯木幾g語(yǔ)言采用的是簡(jiǎn)單明了的梯形圖，邏輯圖還有語(yǔ)句表作為表達(dá)單元，通俗易懂，而且無(wú)需任何的相關(guān)的計(jì)算機(jī)的知識(shí)作為編譯的鋪墊準(zhǔn)備，系統(tǒng)的整個(gè)完成過(guò)程所需時(shí)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(jìn)行工作現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作，另外可編程邏輯控制器具有先進(jìn)的在線修改程序的能力，并且可以改變整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)劃和方案而不拆動(dòng)外部硬件，只需簡(jiǎn)單的修改內(nèi)部的軟件程序即可完成整個(gè)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(shí)在造價(jià)也相對(duì)何時(shí)。即使是在一臺(tái)物理尺寸很小的可編程邏輯控制器上面也有多達(dá)近1000個(gè)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(shí)現(xiàn)這些功能的話就會(huì)十分的繁瑣，可見(jiàn)可編程邏輯控制器的超高的性價(jià)比。互聯(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(yuǎn)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(jiǎn)單，不需要過(guò)多的軟件或者計(jì)算機(jī)專(zhuān)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(shí)可編程邏輯控制器的驅(qū)動(dòng)能力十分強(qiáng)，能夠帶動(dòng)渦輪機(jī)或者小型電機(jī)運(yùn)行，這使得可編程邏輯控制器的運(yùn)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(gè)系統(tǒng)能否正常運(yùn)作。我們知道，傳統(tǒng)的繼電器作為控制，因?yàn)橛蟹彪s的接線以及各種中間繼電器和很多暴露在外面的觸電會(huì)產(chǎn)生接觸不良的因素，使得控制的穩(wěn)定性不高?？删幊踢壿嬁刂破鲃t是用軟件，而不是使用以前的中間繼電器和時(shí)間繼電器，這使得接線數(shù)目大大降低，觸點(diǎn)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(shí)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(rèn)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(gè)的設(shè)計(jì)，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(jiǎn)單，并且通過(guò)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(lái)編譯，這種工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的繼電器的線路的設(shè)計(jì)，更體現(xiàn)出可編程邏輯控制器的優(yōu)點(diǎn)。而且調(diào)試所需要的時(shí)間比繼電器系統(tǒng)的要少得多，因?yàn)榭删幊踢壿嬁刂破骺梢允紫炔捎秒娔X調(diào)試工作來(lái)判斷段程序是否能夠正常運(yùn)行，其次還可以再次通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)進(jìn)一步確認(rèn)是否正常運(yùn)行，這樣整個(gè)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(zhǎng)處更是其他的器件都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的，可編程邏輯控制器能夠內(nèi)部進(jìn)行診斷故障并且可以通過(guò)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(wèn)題時(shí)可以通過(guò)簡(jiǎn)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(shì)，所以，我們此次的實(shí)驗(yàn)世紀(jì)選擇可編程邏輯控制器控制作為自動(dòng)送料小車(chē)的控制系統(tǒng)。212 總體設(shè)計(jì)方案2 總體設(shè)計(jì)方案 送料小車(chē)的方案選擇 自動(dòng)送料小車(chē)的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以有多種方法進(jìn)行選擇，相比于單片機(jī)，我們選擇可編程邏輯控制器，即PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槿绻x擇單片機(jī)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(lái)實(shí)現(xiàn)功能。同時(shí)，單片機(jī)的電路更容易受到種種來(lái)自外界環(huán)境的干擾，不穩(wěn)定性很高。最重要的是單片機(jī)的編譯工作較難，需要有一定的編譯能力的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行操作，同時(shí)，維修過(guò)程也需要更高的技術(shù)人員才能進(jìn)行修復(fù)工作，綜上，單片機(jī)的實(shí)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(diǎn)特點(diǎn)，所以，鑒于可編程邏輯控制器PLC具有極高的可靠性，一般來(lái)說(shuō)平均的無(wú)故障的時(shí)間約為30萬(wàn)個(gè)小時(shí)以上；并且，安裝、運(yùn)作、操作和維修也相比更為容易；在程序編寫(xiě)上更為簡(jiǎn)單，因?yàn)镻LC的指令不多，而且編譯器的使用方法十分簡(jiǎn)單，在程序設(shè)計(jì)和整個(gè)產(chǎn)品的調(diào)試周期上，開(kāi)發(fā)周期短，性價(jià)比極高。同時(shí)，在控制過(guò)程當(dāng)中，如果能加入時(shí)間控制和周期次數(shù)控制，如定時(shí)系統(tǒng)和計(jì)數(shù)系統(tǒng)，那對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)將是一個(gè)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(guò)的選擇。站6站5站4站3站2站1送料小車(chē)圖21 送料小車(chē)模擬圖 這是本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的總體設(shè)想圖送料小車(chē)設(shè)計(jì)為軌道車(chē)，為6個(gè)工作站點(diǎn)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(chē)工作狀態(tài)模擬圖 送料小車(chē)通常會(huì)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(chē)在接到送料指令后自動(dòng)向站點(diǎn)運(yùn)行并送料，送料結(jié)束后向下一站點(diǎn)運(yùn)行，如此是沒(méi)有送料指令，則停留在此站點(diǎn)等待下一個(gè)送料的呼叫命令，繼續(xù)完成送料工作。小車(chē)會(huì)記錄送料指令，如在送料正在運(yùn)行方向上有下一個(gè)送料指令，小車(chē)會(huì)先行送料，如此一來(lái)，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(shí)間。 在預(yù)先設(shè)計(jì)好的行駛方向上，對(duì)于尋路，避障等復(fù)雜功能不需要過(guò)多的考慮與設(shè)想，小車(chē)可以根據(jù)不同的環(huán)境，如，不同的站點(diǎn)等客觀因素影響下，只需要簡(jiǎn)單的修改軟件程序，即可以進(jìn)行修改，更加的方便、快捷，使得送料小車(chē)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(chē)邏輯流程圖 本圖為送料小車(chē)的邏輯流程圖，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕之后，整個(gè)控制系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，在各個(gè)基站有送料需求的呼叫按鈕，按下呼叫按鈕，自動(dòng)送料小車(chē)可以通過(guò)判斷當(dāng)前小車(chē)的?？空军c(diǎn)，在得到呼叫指令之后進(jìn)行邏輯判斷，并且相應(yīng)的左移或者右移行動(dòng)，在每個(gè)站點(diǎn)均可進(jìn)行判斷，在到達(dá)相應(yīng)的站點(diǎn)之后停止，進(jìn)行送料工作，在整個(gè)送料過(guò)程之中，只需工作人員發(fā)出需求指令即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)送料小車(chē)的自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的的目的，大大提高了工作效率，節(jié)省人力，財(cái)力以及時(shí)間。再次按呼叫按鈕即可循環(huán)指令過(guò)程，繼續(xù)下一次的送料工作。該邏輯流程較為通俗簡(jiǎn)易，實(shí)行起來(lái)更為簡(jiǎn)單，同時(shí)明晰的流程在運(yùn)行時(shí)更加可靠，避免出現(xiàn)過(guò)多的錯(cuò)誤以及故障。該邏輯判斷在自動(dòng)送料小車(chē)控制系統(tǒng)中通用，每個(gè)基站的判斷原理相同。 小車(chē)右行，即從1號(hào)站駛向6號(hào)站方向條件：起點(diǎn)1號(hào)站，終點(diǎn)6號(hào)站；起點(diǎn)2號(hào)站，終點(diǎn)6號(hào)站；起點(diǎn)3號(hào)站，終點(diǎn)6號(hào)站；起點(diǎn)4號(hào)站，終點(diǎn)6號(hào)站；起點(diǎn)5號(hào)站，終點(diǎn)6號(hào)站。 小車(chē)左行，即從6號(hào)站駛向1號(hào)站方向條件：起點(diǎn)6號(hào)站，終點(diǎn)1號(hào)站；起點(diǎn)5號(hào)站，終點(diǎn)1號(hào)站；起點(diǎn)4號(hào)站，終點(diǎn)1號(hào)站；起點(diǎn)3號(hào)站，終點(diǎn)1號(hào)站；起點(diǎn)2號(hào)站，終點(diǎn)1號(hào)站。 可知，僅需兩個(gè)電機(jī)控制正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)即可完成小車(chē)運(yùn)行工作，這使得硬件準(zhǔn)備上更為簡(jiǎn)單明了。計(jì)算機(jī)顯示器PLC（下位機(jī)）計(jì)算機(jī)主機(jī)（上位機(jī)） 圖24 上位機(jī)與下位機(jī)，輸入與輸出鍵盤(pán)鼠標(biāo)