【文章內(nèi)容簡介】 4 c、編程簡單，易學(xué)易用 PLC 采用和繼電器電路圖接近的梯形圖語言，只用少量的開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。在工業(yè)現(xiàn)場，可以使用筆記本對 PLC進(jìn)行編程。當(dāng) PLC 聯(lián)網(wǎng)后，可以在網(wǎng)絡(luò)的任一位置對 PLC 編程。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制提供了方便。 d、系統(tǒng)安裝簡單、體積小、價格低 PLC 在存儲邏輯代替接線邏輯、采用模 塊化的結(jié)構(gòu)，大大地減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建設(shè)的周期大大縮短了?，F(xiàn)代集成電路技術(shù)的廣泛應(yīng)用，功耗僅數(shù)瓦。由于 PLC體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。使得 PLC的重量越來越輕、功耗也越來越少。在集成電路技術(shù)和生產(chǎn)廠家越來越多的情況下， PLC 的價格也越來越低。 （ 2）可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC 在鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。 a、開關(guān)量的邏輯控制 可編程控制器可實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，也可用 于單臺設(shè)備的控制，又可用于多機(jī)群控制及自動化流水線。 b、模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的 A/D轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 c、運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。 d、過程控制 過程控制是指對連續(xù)變化的量進(jìn)行控制。如對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合。 e、 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)河南科技大學(xué) 5 轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能?？梢酝瓿蓴?shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與參考值比較，完成一定的控制操作。也可以利用通訊功能傳送到其他的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型過程控制系統(tǒng)，如冶金、造紙、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 f、通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其他智能設(shè)備間的通信。隨著現(xiàn)代社會計 算機(jī)技術(shù)的提高，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，它也將和其他的工業(yè)控制計算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)，在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。 PLC 的主要技術(shù)指 （ 1）編程語言及指令功能 梯形圖語言、助記符語言在 PLC 中較為常見，梯形圖語言一般在計算機(jī)屏幕上編輯，使用起來簡單方便。助記符語言與計算機(jī)編程序相似，只要理解各個指令的含義，就可以像做計算機(jī)程序一樣寫 PLC 的控制程序。如果兩種語言都會使用更好，因為它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。 PLC 實際上只認(rèn)識助記符語言，梯形圖語言是需要轉(zhuǎn)換成助記符 語言后，存入 PLC 的存儲器中。 現(xiàn)在功能圖語言的使用有上升趨勢。編程語言中還有一個內(nèi)容是指令功能。衡量指令功能強弱可看兩個方面：一是指令條數(shù)多少；二是指令中有多少綜合性指令。一條綜合性指令一般就能完成一項專門操作。用戶編制的程序完成的控制任務(wù)，取決于PLC 指令的多少，指令功能越多，編程越簡單和方便，完成一定的控制任務(wù)越容易。 （ 2）輸入輸出點數(shù) 輸入輸出點數(shù)是 PLC 可以接受的輸入開關(guān)信號和輸出開關(guān)信號的最大數(shù)量，值得注意的是輸入點數(shù)往往的大于輸出點數(shù)的，且二者不能相互替代。 （ 3）掃描速度數(shù)是指 PLC 掃描 1k（ 1k=1024）字用戶程序所需的時間，通常以ms/k 字為單位，掃描速度越快越好。 （ 4）存儲容量 存儲容量是存放用戶程序的存儲器的容量。通常用 k 來表示。也有的 PLC 直接用所能存放的程序量表示。在編制 PLC 程序時，需要用到大量的寄存器來存放變量、中間結(jié)果、保持?jǐn)?shù)據(jù)、定時計數(shù)、模塊設(shè)置和各種標(biāo)志位等信息。這些寄存器的多少，河南科技大學(xué) 6 直接關(guān)系到程序的編制，該存儲器的容量越大，就可以編制出更復(fù)雜的程序。 （ 5）可擴(kuò)展性 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 PLC 的可擴(kuò)展性也顯的非常重要。主要包括： a、輸入輸出點數(shù)的擴(kuò)展 b、 存儲容量的擴(kuò)展 c、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展 d、可擴(kuò)展的模塊數(shù) 另外，可編程序控制器的可靠性、易操作性及經(jīng)濟(jì)性等功能指示也受用戶的關(guān)注。 7 第二章 機(jī)械手制作與分析 機(jī)械結(jié)構(gòu) 下圖 21是某機(jī)械手的工作示意圖，該機(jī)械手的任務(wù)是將工件從傳送帶 A搬往傳送帶 B。 圖 21 機(jī)械手的工作示意圖 在圖 21 中，機(jī)械手的所有動作均采用電液控制、液壓驅(qū)動，它的上升 /下降和左移 /右移均采用雙線圈三位電磁閥推動液壓缸完成。當(dāng)某個電磁閥線圈通電，就一直保持當(dāng)前的機(jī)械動作，直到相反動作的線圈通電為止。例如，當(dāng)上升電磁閥線圈通電 后，機(jī)械手上升，即使線圈再斷電，仍保持當(dāng)前的上升動作狀態(tài)，直到下降電磁閥線圈通電為止。機(jī)械手的夾緊 /放松采用單線圈二位電磁閥推動液壓缸完成，線圈通電時執(zhí)行夾緊工件，斷電時執(zhí)行放松動作。 為了使動作準(zhǔn)確，機(jī)械手上安裝了限位開關(guān) SQ SQ SQ SQ4，分別對機(jī)械手進(jìn)行下降、上升、右行、左行等動作的限位，并給出了動作到位的信號。另外，還 8 安裝了光電開關(guān) SP1 和 SP2負(fù)責(zé) SP1檢測傳送帶 A上的工件是否到位，如果有光電開關(guān) SP1 監(jiān)測到有工件出現(xiàn)，傳送帶 A就停止運動。 SP2 檢測傳送帶 B上的工件是否移走，從而產(chǎn)生無工件信號，為下一個工件的下放做好準(zhǔn)備。 工藝過程 機(jī)械手的動作順序、檢測元件和執(zhí)行元件的布置如圖 22 所示。機(jī)械手的初始位置在原位，按下啟動按鈕后，機(jī)械手依次完成：下降→夾緊→上 升→右移→下降→放松→上升→左移→傳送帶 A運動（檢測到有工件停）九個動作，實現(xiàn)機(jī)械手一個周期的動作。機(jī)械手的下降、上升、左移、右移的動作轉(zhuǎn)換靠限位開關(guān)來控制，而夾緊、放松動作的轉(zhuǎn)換是由時間繼電器來控制的。 為了保證安全和提高效率，機(jī)械手右移到位后，必須在傳送 B 上無工件時才能下降。若上一次搬到傳送帶 B上的工件尚未移走，則機(jī)械手應(yīng)自動暫停等待。同時還檢測了， B 傳送帶的運動情況。在機(jī)械手回到原位后，傳送帶 A 運動，直到檢測到工件為止?？梢越档湍芎暮透訙?zhǔn)確、更加智能。為此設(shè)置了兩只光電開關(guān)，以檢測“有無工件”信號。 圖 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 對于光電開關(guān) SP1和 SP2 的工作原理，首先這兩個光電開關(guān)的發(fā)射光的元件均采用半導(dǎo)體激光發(fā)射器，因為半導(dǎo)體激光器是所有激光器中效率最高，體積最小的一種。