【文章內(nèi)容簡介】 適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 第二章 可編程控制器 可編程控制器的定義 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新 型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義： PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制控制 器是 “數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) ”，是一種計(jì)算機(jī)。它是 “專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì) ”的工業(yè)計(jì)算機(jī)，是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。 這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用 “面向用戶的指令 ”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)操作，它還具有 “數(shù)字量和模擬量輸出輸入控制 ”的能力，并且非常容易與 “工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 ”，易于 “擴(kuò)充 ”。 可編程控制器能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它需具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 可編程控制器 的發(fā)展概況 隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器的應(yīng)用已廣泛普及，成為自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分?？删幊炭刂破髯钕瘸霈F(xiàn)在美國， 1968 年，美國的通用汽車公司（ GM）提出了研制一種新型控制器的要求，并從用戶的角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下十大條件： (1)編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序。 (2)維護(hù)方便，最好是插件式。 (3)可靠性高于繼電器控制柜。 (4)體積小于繼電器控制柜。 (5)可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)。 (6)在成本上可與繼電器控制柜競爭。 (7)輸入可以是交流 115V（即用美國的電網(wǎng)電壓）。 (8)輸出為交流 115V、 2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁 閥。 (9)在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需要很小的變更。 (10) 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4KB。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。 特別是進(jìn)入 20 世紀(jì) 80年代以來， PLC 已廣泛地使用 16位甚至 32位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路。這時(shí)的 PLC 還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、 PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。 PLC 是微機(jī) 技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。 可編程控制器的基本組成及特點(diǎn) 可編程控制器主要由 CPU、存儲(chǔ)器、基本 I/O 接口電路、外設(shè)接口、編程裝置、電源等組成?？删幊炭刂破鞯奶攸c(diǎn) ： ，抗干擾能力強(qiáng) PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。故障也就大大 降低。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2．編程簡單，使用方便。 梯形圖是用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號(hào)與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。 3． 控制靈活，程序可變，具有很好的柔性。 產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后，可通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。 4．功能 強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性價(jià)比高。 有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、 PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。擴(kuò)充非常方便。 5．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。 6．體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 第三章 自動(dòng)生產(chǎn)線 實(shí)訓(xùn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與實(shí) 現(xiàn) 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線 實(shí)訓(xùn) 系統(tǒng)，是為高職學(xué)院學(xué)生提高動(dòng)手能力和實(shí)踐技能而設(shè)計(jì)的一套實(shí)用性實(shí)訓(xùn)設(shè)備。該裝置由八套各自獨(dú)立而又緊密相連的工作站和一套監(jiān)控站組成。這八站分別為：上料檢測站、搬運(yùn)站、加工站、搬運(yùn)分揀站、傳送站、安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。 該實(shí)訓(xùn)裝置的一大顯著特點(diǎn)是：具有較好的柔性，即每站各有一套 PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立控制。將八個(gè)模塊分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)員同時(shí)學(xué)習(xí)。在基本單元模塊培訓(xùn)完成以后，通過組建 PLC 網(wǎng)絡(luò)，又可以將相鄰的兩站、三站 ?? 直至八站連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的 控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。 該系統(tǒng)囊括了機(jī)電一體化等專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)、 PLC（可編程控制器）、傳感器等多種技術(shù)，給學(xué)生提供了一個(gè)典型的綜合操作平臺(tái)，使學(xué)生將學(xué)過的各門專業(yè)知識(shí)在這里得到全面認(rèn)識(shí)、綜合訓(xùn)練和相互提升。 （ 1） 上料檢測站 由料斗、回轉(zhuǎn)臺(tái)、工件滑道、提升裝置、檢測工件和顏色的光電開關(guān)、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、 I/O 接口板、直流減速電機(jī)、電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成回傳上料臺(tái)將工件依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。 （ 2） 搬運(yùn)站 由機(jī)械手、氣爪、回轉(zhuǎn)臺(tái)、電感式傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O 接口板、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成將工件從上站搬至下一站。 （ 3） 加工站 由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、打孔電機(jī)組件、檢測缸組件、檢測工件轉(zhuǎn)臺(tái)到位傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、 I/O 接口板、直流減速電機(jī)、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)