【文章內(nèi)容簡介】 程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。3 、輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實際輸出。顯然掃描周期的長短主要取決與程序的長短。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢。由于每一個掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。由此可見，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出會相應(yīng)地發(fā)生變化。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的I/O刷新期間輸出才會發(fā)生變化。這對于一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會造成不利影響，反而可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力。這是因為輸入采樣僅在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個工作周期的大部分時間里實際上是外設(shè)隔離的。而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的、短時的，由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，往往要幾個掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，因瞬間干擾而引起的誤操作將會大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對于控制時間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯后等不良影響 PLC的優(yōu)點靈活性：不同類型的硬件設(shè)備采用相同的可編程序控制器，編寫不同應(yīng)用軟件就可以了，并且可以用一臺可編程控制器控制幾臺操作方式完全不同的設(shè)備。便于改進(jìn)與修正：可編程序控制器為改進(jìn)和修訂原設(shè)計提供了極其方便的手段，以前也許要花費幾周的時間才能完成的工作使用可編程序控制器只要幾分鐘就可以了。節(jié)點利用率高：在可編程序控制器中，一個輸入中的開關(guān)量或程序中的一個“線圈”可提供用戶所需用的連鎖節(jié)點，即節(jié)點在程序中可不受限制的使用。成本低：可編程序控制器提供的繼電器節(jié)點、計數(shù)器、計時器、順控器的數(shù)量比采用繼電器、計數(shù)器、計時器、順控器等實際元器件要便宜的多。模擬調(diào)試：可編程序控制能對所空功能在實驗室內(nèi)進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短現(xiàn)場的調(diào)試，而古典電器線路是無法在實驗室進(jìn)行調(diào)試的，只能花費現(xiàn)場大量時間。能對現(xiàn)場進(jìn)行微觀調(diào)試：在可編程序控制器系統(tǒng)中，操作人員過顯示器觀測到所控每一個節(jié)點的運行情況，隨時監(jiān)測事故發(fā)生點?？焖賱幼鳎簜鹘y(tǒng)繼電器節(jié)點的響應(yīng)時間一般要幾百毫秒，而可編程序控制器里的節(jié)點反應(yīng)很快，內(nèi)部是微秒級的?？煽啃裕嚎删幊绦蚩刂破饔杉呻娐吩?gòu)成，因此可靠性大大高于機械和電器繼電器。系統(tǒng)購置的簡單化：可編程序控制器是一個完整的系統(tǒng)，購置了一臺可編程序控制器，就相當(dāng)于購買了系統(tǒng)所需要的所有繼電器、計數(shù)器、計時器等器件。圖紙簡化：傳統(tǒng)控制電路要靠畫藍(lán)圖，而藍(lán)圖不能隨著設(shè)計的不同階段不斷更新的，采用可編程序控制器很容易做到隨時打印出更新后的電路圖。1易于系統(tǒng)的變化：可編程序控制器可以重新編程序，所以可以滿足所控生產(chǎn)流程頻繁變化的要求。第三章 基于PLC的機械手控制方案的確定 機械手的概述我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1264390）對機械手的定義：“具有和人手臂相似的動作功能，能在空間抓放物體，或進(jìn)行其他操作的機械裝置。”機械手可分為專用機械手和通用機械手兩大類。專用機械手：它作為整機的附屬部分，動作簡單，工作對象單一，具有固定（有時可調(diào)）程序，使用大批量的自動生產(chǎn)。如自動生產(chǎn)線上的上料機械手，自動換刀機械手，焊接機械手等裝置。通用機械手：它是一種具有獨立的控制系統(tǒng)、程序可變、動作靈活多樣的機械手。它適用于可變換生產(chǎn)品種的中小自動化生產(chǎn)。它的工作范圍大，定位精度高，通用性強，廣泛應(yīng)用于柔性自動線。 采用PLC控制機械手的優(yōu)點：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難。而PLC軟界線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。：電器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制約。：電器控制速度慢，觸電易抖動；而PLC通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點，故而無抖動一說。、維護(hù)看：電器控制觸電多，會產(chǎn)生機械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠，維護(hù)性能差；PLC無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。 機械手設(shè)計內(nèi)容圖31機械手示意圖手爪張開閉合手腕旋轉(zhuǎn) 水平移動 升降 立柱旋轉(zhuǎn) 手爪 手腕電動機 橫軸 豎軸 豎軸電動機 1橫軸電動機 1底盤 1底盤電動機. 機械手工作流程機械手工作流程是：開始運行后，如果機械手不在初始位置上，步進(jìn)電動機開始運轉(zhuǎn)(橫軸向手抓方向移動，豎軸向上移動)。歸位后首先橫軸步進(jìn)電動機工作，橫軸前伸；前伸到位后，手爪電動機得電帶動手爪旋轉(zhuǎn)；當(dāng)傳感器檢測到限位磁頭時，電動機停止，PLC控制電磁閥動作，手張開；延時一段時間，豎軸步進(jìn)電動機工作，豎軸下降；下降到位后，電磁閥復(fù)位，手爪夾緊；延時過后，豎軸上升，同時橫軸縮回、底盤電動機帶動底盤旋轉(zhuǎn)；當(dāng)橫軸、豎軸、底盤都到位后，橫軸前伸；到位后手爪旋轉(zhuǎn)，然后豎軸下降，電磁閥動作，手爪張開；延時后豎軸上升復(fù)位，然后開始下一周期動作。. 控制要求(1)手臂上下直線運動。(2)手臂左右直線運動。(3)手腕旋轉(zhuǎn)運動。(4)手爪夾緊動作。(5)機械手整體旋轉(zhuǎn)運動。手臂采用步進(jìn)電機驅(qū)動，由PLC發(fā)出控制脈沖控制步進(jìn)電動機運轉(zhuǎn),實現(xiàn)手臂的進(jìn)給和定位，手爪采用氣壓驅(qū)動。 PLC的選型對于PLC的選擇，我們必須考慮多方面的因素。例如輸入、輸出的最多點數(shù)，掃描速度，內(nèi)存容量，指令條數(shù)，功能模塊等。同時還要考慮其經(jīng)濟(jì)實用性以及工作環(huán)境對其的影響。. 常用PLC介紹PLC發(fā)展這么多年，技術(shù)成熟，各種型號的也很多，各個廠家生產(chǎn)的也有一定區(qū)別，各個重點發(fā)展方向也不同，所以我們必須根據(jù)自己設(shè)計需要，考慮如何選擇。西門子的中國業(yè)務(wù)是其亞太地區(qū)業(yè)務(wù)的主要支柱，活躍在中國的信息與通訊、自動化與控制、電力、交通、醫(yī)療、照明以及家用電器等各個行業(yè)中，其核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工業(yè)解決方案。歐姆龍S7200系列PLC 突出的特點：可靠性高、操作簡便；豐富的內(nèi)置集成功能；強勁通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊；簡單、易用的Micro/WIN編程軟件。OMRON的可編程序控制器更加小型化。SYSMAC CPM1A的大小僅相當(dāng)于一個PC卡(對于10點的機型來說)，從而使安裝體積大幅度減小，同時也進(jìn)一步節(jié)省了控制柜的空間。它不僅具備了以往小型PLC所具備的功能，而且還可連接可編程序終端，為生產(chǎn)現(xiàn)場創(chuàng)造了新的環(huán)境。編程環(huán)境與CQM1及SYSMAC A等機種相同。由于原有SYSMAC支持軟件及編程器都可繼續(xù)使用，故而系統(tǒng)的擴(kuò)展及維護(hù)都可簡單進(jìn)行。三菱FX系列可編程控制器是當(dāng)今國內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型PLC。在FX中，除基本的指令表編程方式外，還可以采用梯形圖編程及對應(yīng)機械動作流程進(jìn)行順序設(shè)計的SFC順序功能圖編程，而且這些程序可互相轉(zhuǎn)換。在FX系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。其FX2N PLC還可以采用作為擴(kuò)展設(shè)備的硬件計數(shù)器，可獲取最高50kHz的高速脈沖。. 確定型號FX1N－60MR綜上，對于被控對象，采用PLC系統(tǒng)與采用其它形式的控制系統(tǒng)相比較，力求具有較好的性價比，使用和維修方便；選用的PLC主機和配置、控制功能等必須能滿足被控對象的各種控制要求；選用的PLC主機及配置必須是功能較強的新一代PLC機型，一般最好不要選用舊機型（若采用三菱公司的PLC，則選FX系列，不選F1系列）。同時還應(yīng)當(dāng)考慮將來工藝的變化和擴(kuò)展，在滿足確定的要求外，留有一定的余量；確保整個控制系統(tǒng)可靠。還要考慮大家對產(chǎn)品的熟悉程度，以及編程指令的易懂性。在此，我選用三菱FX1N來做控制核心。FX系列PLC是由三菱公司近年來推