【文章內容簡介】 4 c、編程簡單，易學易用 PLC 采用和繼電器電路圖接近的梯形圖語言，只用少量的開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。在工業(yè)現場，可以使用筆記本對 PLC進行編程。當 PLC 聯網后，可以在網絡的任一位置對 PLC 編程。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(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 塊化的結構，大大地減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建設的周期大大縮短了?，F代集成電路技術的廣泛應用，功耗僅數瓦。由于 PLC體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。使得 PLC的重量越來越輕、功耗也越來越少。在集成電路技術和生產廠家越來越多的情況下， PLC 的價格也越來越低。 （ 2）可編程控制器的應用領域 PLC 在鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)的應用也越來越廣泛。 a、開關量的邏輯控制 可編程控制器可實現邏輯控制、順序控制，也可用 于單臺設備的控制，又可用于多機群控制及自動化流水線。 b、模擬量控制 在工業(yè)生產過程中，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，必須實現模擬量和數字量之間的 A/D轉換及 D/A 轉換。 c、運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用開關量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現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， 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、 數據處理 現代 PLC 具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據河南科技大學 5 轉換、排序、查表、位操作等功能。可以完成數據的采集、監(jiān)測、分析和處理。這些數據可以與參考值比較，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，或將它們打印制表。數據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、通信及聯網 PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其他智能設備間的通信。隨著現代社會計 算機技術的提高，網絡通訊技術的不斷發(fā)展，它也將和其他的工業(yè)控制計算機組網構成大型的控制系統(tǒng)，在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。 PLC 的主要技術指 （ 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屏幕上編輯，使用起來簡單方便。助記符語言與計算機編程序相似，只要理解各個指令的含義，就可以像做計算機程序一樣寫 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換。 PLC 實際上只認識助記符語言，梯形圖語言是需要轉換成助記符 語言后，存入 PLC 的存儲器中。 現在功能圖語言的使用有上升趨勢。編程語言中還有一個內容是指令功能。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，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越容易。 （ 2）輸入輸出點數 輸入輸出點數是 PLC 可以接受的輸入開關信號和輸出開關信號的最大數量，值得注意的是輸入點數往往的大于輸出點數的，且二者不能相互替代。 （ 3）掃描速度數是指 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、中間結果、保持數據、定時計數、模塊設置和各種標志位等信息。這些寄存器的多少，河南科技大學 6 直接關系到程序的編制，該存儲器的容量越大，就可以編制出更復雜的程序。 （ 5）可擴展性 在現代工業(yè)生產中 PLC 的可擴展性也顯的非常重要。主要包括： a、輸入輸出點數的擴展 b、 存儲容量的擴展 c、聯網功能的擴展 d、可擴展的模塊數 另外，可編程序控制器的可靠性、易操作性及經濟性等功能指示也受用戶的關注。 7 第二章 機械手制作與分析 機械結構 下圖 21是某機械手的工作示意圖，該機械手的任務是將工件從傳送帶 A搬往傳送帶 B。 圖 21 機械手的工作示意圖 在圖 21 中，機械手的所有動作均采用電液控制、液壓驅動，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。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持當前的機械動作，直到相反動作的線圈通電為止。例如，當上升電磁閥線圈通電 后，機械手上升，即使線圈再斷電，仍保持當前的上升動作狀態(tài)，直到下降電磁閥線圈通電為止。機械手的夾緊 /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。 為了使動作準確，機械手上安裝了限位開關 SQ SQ SQ SQ4，分別對機械手進行下降、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 SP1 和 SP2負責 SP1檢測傳送帶 A上的工件是否到位，如果有光電開關 SP1 監(jiān)測到有工件出現，傳送帶 A就停止運動。 SP2 檢測傳送帶 B上的工件是否移走，從而產生無工件信號，為下一個工件的下放做好準備。 工藝過程 機械手的動作順序、檢測元件和執(zhí)行元件的布置如圖 22 所示。機械手的初始位置在原位，按下啟動按鈕后，機械手依次完成：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，實現機械手一個周期的動作。機械手的下降、上升、左移、右移的動作轉換靠限位開關來控制，而夾緊、放松動作的轉換是由時間繼電器來控制的。 為了保證安全和提高效率，機械手右移到位后，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，則機械手應自動暫停等待。同時還檢測了， B 傳送帶的運動情況。在機械手回到原位后，傳送帶 A 運動，直到檢測到工件為止?？梢越档湍芎暮透訙蚀_、更加智能。為此設置了兩只光電開關，以檢測“有無工件”信號。 圖 22 系統(tǒng)結構 對于光電開關 SP1和 SP2 的工作原理，首先這兩個光電開關的發(fā)射光的元件均采用半導體激光發(fā)射器，因為半導體激光器是所有激光器中效率最高，體積最小的一種。