【正文】 的其他引腳不同。若RSTDISBL 熔絲位未編程，PC6 作為復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)間超過最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。門限時(shí)間見P 35Table 15 。持續(xù)時(shí)間小于門限時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 ⑥端口D(PD7..PD0)： 端口D 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D 處于高阻狀態(tài)。 ⑦RESET： 復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)間超過最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。持續(xù)時(shí)間小于門限時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 ⑧AVCC： AVCC 是A/D轉(zhuǎn)換器、端口C (3..0) 及ADC (7..6) 的電源。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC 連接。使用ADC 時(shí)應(yīng)通過一個(gè)低通濾波器與VCC 連接。注意，端口C (5..4) 為數(shù)字電源， VCC。 ⑨AREF： A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。 本設(shè)計(jì)限位裝置選用7個(gè)開關(guān)分別連接到電機(jī)，當(dāng)電機(jī)超過額度運(yùn)作時(shí)開關(guān)閉合導(dǎo)通，這次我們選用HMC1021Z磁阻式傳感器來代替開關(guān)。HMC1021Z的工作原理：MR各向異性磁阻傳感器HMC1021Z輸出的是模擬量不能直接接到PLC，因而需要轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，而模擬信號(hào)輸出是不穩(wěn)定的因而加一個(gè)運(yùn)算放大器使輸出量穩(wěn)定，在通過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)接到PLC。其中A/D轉(zhuǎn)換靠芯片ADC0808來實(shí)現(xiàn)。（1）ADC0808 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳： 圖211 ADC0808內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖212 ADC0808外部引腳圖（2）ADC0808引腳說明：①IN0～I(xiàn)N7——8路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選通一路。 ②D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。 ③ADDA、ADDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。 ④VR(+)、VR()——正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR()=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。 ⑤ALE——地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。 ⑥START——A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換。 ⑦EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。 ⑧OE——輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808的輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。7. 抓取裝置機(jī)械手的機(jī)械夾持器多為雙指手抓式，按其手抓的運(yùn)動(dòng)方式可分為平移型和回轉(zhuǎn)型。回轉(zhuǎn)型手抓有可分為單支點(diǎn)和雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，按夾持方式可以分為外夾式和內(nèi)撐式。按驅(qū)動(dòng)方式可以電動(dòng)、液壓和氣動(dòng)三種。回轉(zhuǎn)型夾持器結(jié)構(gòu)較簡單，但當(dāng)所夾持的工件直徑有變動(dòng)時(shí)，將引起工件軸心的偏移。對(duì)平移型夾持器，工件直徑的變化不影響其軸心的位置。但其機(jī)械機(jī)構(gòu)繁雜，體積大，制造精度要求高。所以當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)械手夾持器的時(shí)候，在滿足工件的定位精度要求的條件下，盡可能的采用結(jié)構(gòu)比較簡單回轉(zhuǎn)型夾持器。 本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手采用的是楔槽杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器。如右圖所示，裝在桿上端的滾子3和楔塊之間為滾動(dòng)接觸。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)連桿前進(jìn)時(shí)，通過楔塊4的斜面和杠桿1，使兩個(gè)手抓產(chǎn)生加緊動(dòng)作和加緊力。當(dāng)楔塊后移時(shí)，靠彈簧的拉力使手指松開。這種末端執(zhí)行器由于楔塊和滾子之間為滾動(dòng)接觸，摩擦力小，活動(dòng)靈活，且機(jī)構(gòu)簡單。 圖213 機(jī)械手的機(jī)械夾持器 把可編程控制器主機(jī)上的RUNPROG的開關(guān)拔在RUN上，如果機(jī)械手不在初始位置上，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)（橫軸向手抓那邊移動(dòng)，豎軸向上移動(dòng)）。歸位后首先橫軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作，橫軸后退；后退到位后，當(dāng)傳感器檢測到限位磁頭時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止，PLC控制電磁閥動(dòng)作，手張開；延時(shí)一段時(shí)間，豎軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作，豎軸下降；下降到位后，電磁閥復(fù)位，手爪夾緊；延時(shí)過后，豎軸上升，同時(shí)橫軸縮回、底盤電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)底盤旋轉(zhuǎn)；當(dāng)橫軸、豎軸、底盤都到位后，橫軸前伸；然后豎軸下降，電磁發(fā)動(dòng)作，手張開；延時(shí)后豎軸上升復(fù)位；然后開始下一周期動(dòng)作。第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC硬件設(shè)計(jì)是指PLC外部設(shè)備的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中要進(jìn)行輸入設(shè)備的選擇（如控制按鈕、開關(guān)及計(jì)量保護(hù)裝置的輸入信號(hào)等），還有執(zhí)行元件的選擇以及控制臺(tái)、柜的設(shè)計(jì)等。硬件設(shè)計(jì)還包括PLC輸入/輸出通道的分配，為便于程序設(shè)計(jì)和閱讀，常作出I/O通道分配表，表中包含I/O編號(hào)、設(shè)備代號(hào)、名稱及功能等。 圖31 程序流程圖軟件設(shè)計(jì)主要是指編寫工藝流程圖，即將整個(gè)流程分解為若干步，確定每步的控制要求及轉(zhuǎn)換條件，配合定時(shí)、計(jì)數(shù)、分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及某些特殊功能指令便可完成梯形圖的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，這是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有余量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來，在手動(dòng)方式時(shí)可以通過手動(dòng)按鈕來實(shí)現(xiàn)，其控制面板如下圖41。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)地回到右上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向連續(xù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成各工步操作，且循環(huán)動(dòng)作。當(dāng)旋鈕打向手動(dòng)時(shí)，每一工步都要按下該工步按鈕才能實(shí)現(xiàn)。圖32 控制面板示意圖 PLC梯形圖中的編程元件 設(shè)計(jì)選用FX2N－48MR，其輸入繼電器（X）24點(diǎn)，輸出繼電器(Y)24點(diǎn)，輔助繼電器(M)384點(diǎn)，狀態(tài)繼電器(S)1000點(diǎn)，定時(shí)器(T)256點(diǎn)，計(jì)數(shù)器(C)，數(shù)據(jù)寄存器(D)等。 特殊輔助繼電器M8000——運(yùn)行監(jiān)控（PLC運(yùn)行時(shí)自動(dòng)接通，停止時(shí)斷開）；M8002——初始脈沖（僅在PLC運(yùn)行開始時(shí)接通一個(gè)掃描周期）；M8005——PLC后備鋰電池電壓過低時(shí)接通；M8011——10ms時(shí)鐘脈沖； M8013——100ms時(shí)鐘脈沖；M8012——1s時(shí)鐘脈沖； M8014——1min時(shí)鐘脈沖。 I/O地址分配I/O地址分配如表所示輸出I/O分配表：序號(hào)地址名稱1Y0上升2Y1下降3Y2前進(jìn)4Y3后退5Y4底盤正轉(zhuǎn)6Y5底盤反轉(zhuǎn)7Y6抓緊8Y7松開 表31 輸出I/O分配輸入I/O分配表：序號(hào)地址名稱序號(hào)地址名稱1X0全復(fù)位10X9后退限位2X1起動(dòng)11X10左轉(zhuǎn)限位3X2停止12X11右轉(zhuǎn)限位4X3上限位13X12手爪抓緊5X4下限位14X13手爪松開6X5原點(diǎn)限位15X14單周期7X6前進(jìn)限位116X15連續(xù)周期8X7前進(jìn)限位217X16光電檢測9X8前進(jìn)限位3表32 輸入I/O分配 控制程序梯形圖機(jī)械手控制梯形圖如圖所示 圖33 機(jī)器手梯形圖 PLC程序的調(diào)試 由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制裝置，因此一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但環(huán)境過于惡劣、電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都將不能保證PLC正常、安全、可靠的運(yùn)行。因此，討論P(yáng)LC設(shè)計(jì)調(diào)試就具有十分重要的意義。將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號(hào)可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用PLC上有關(guān)的指示燈來顯示，一般不用接PLC實(shí)際的負(fù)載(如接觸器、電磁閥等)?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用開關(guān)或按鈕來模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開。對(duì)于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)時(shí)，是否發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步是否變?yōu)椴换顒?dòng)步，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒?dòng)步，以及各步被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在調(diào)試時(shí)應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對(duì)系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進(jìn)展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時(shí)修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。如果程序中某些定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過大，為了縮短調(diào)試時(shí)間，可以在調(diào)試時(shí)將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實(shí)際設(shè)定值。在設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試程序的同時(shí)，可以設(shè)計(jì)、制作控制臺(tái)或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時(shí)進(jìn)行。 第4章 設(shè)計(jì)小結(jié) 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我得到了很多方面的幫助與支持。我收獲很多，知識(shí)面得到了擴(kuò)展，專業(yè)知識(shí)更完善。對(duì)PLC的了解更深刻，對(duì)于可編程控制器的學(xué)習(xí)和研究有了更加濃厚的興趣雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多的不足之處，但我可以自豪的說，這里的每一部分都是我自己勞動(dòng)成果。當(dāng)看到自己的程序和論文完成的那一刻，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的甘泉。這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正要靠自己學(xué)習(xí)和研究的過程，不去學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后的學(xué)習(xí)中能激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。本次設(shè)計(jì)里面一定會(huì)有很多紕漏和不足，望老師給予批評(píng)和教導(dǎo)。 參考文獻(xiàn)[ 1 ] 常文平. 電氣控制與PLC原理及應(yīng)用. 西安：電子科技大學(xué)出版社，2006. 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