【正文】 產(chǎn)線上常見(jiàn)的控制要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也是比較簡(jiǎn)單的，只是在應(yīng)用中要注意以下一些方面：，是不允許正、反轉(zhuǎn)控制繼電器同時(shí)得電閉合的，在這種控制方式中，單純的依靠軟件戶所來(lái)保證正、反轉(zhuǎn)控制繼電器不要同時(shí)得電是不可靠的，這是因?yàn)镻LC執(zhí)行指令的速度很快，而外部的實(shí)際繼電器由線圈得電到觸電閉合，以及由線圈失電到觸點(diǎn)斷開(kāi)均需要延遲一段時(shí)間。在這種情況下，電路中不僅要有軟件互鎖，而且要由硬件互鎖。具體的如圖所示圖92 直流電機(jī)正/反轉(zhuǎn)硬件互鎖控制電路B. 在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用H橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制。常用的H橋驅(qū)動(dòng)電路有兩種，如圖所示，各有利弊。圖93 直流電機(jī)的H橋驅(qū)動(dòng)方式（A）圖所是得電路結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于小型低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量直流電動(dòng)機(jī)控制電路中。因?yàn)檫@種電路KM1或KM2單獨(dú)閉合時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)可以正向旋轉(zhuǎn)或者反向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)KM1和KM2均閉合或者均不閉合，這時(shí)候直流電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于電樞短接，可以將直流電動(dòng)機(jī)很快的制動(dòng)停止，此時(shí)制動(dòng)電流與直流電動(dòng)機(jī)的容量以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有直接的關(guān)系，所已不適合大容量的直流電動(dòng)機(jī)和大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制應(yīng)用中。（B）圖所時(shí)的電路結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，這種電路當(dāng)KM1或KM2單獨(dú)閉合時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)也可以正向旋轉(zhuǎn)或者反向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)KM1和KM2均不閉合時(shí)，這時(shí)候直流電動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于電樞串電阻短接制動(dòng)，電阻限定了制動(dòng)電流；當(dāng)KM和KM2銅時(shí)閉合，此時(shí)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的直流電源將會(huì)被短路，因而發(fā)生危險(xiǎn)，所以這種電路時(shí)嚴(yán)禁KM1和KM2同時(shí)閉合的，一定要由硬件連鎖措施。在直流電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)應(yīng)用中，還應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向變換為另一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的瞬間，此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的直流電源和直流電動(dòng)機(jī)的電樞反電動(dòng)勢(shì)是同鄉(xiāng)串連的，因而此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)將承受很大的電樞電流，如果這個(gè)電流比較大,就可能造成直流電動(dòng)機(jī)燒毀，解決的方法是等待直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到一定程度(可以通過(guò)時(shí)間延時(shí)來(lái)是實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)速度極電起來(lái)檢測(cè))后，再改變直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。(三) 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移的控制微電機(jī)，其位移量嚴(yán)格正比于輸入脈沖數(shù)，平均轉(zhuǎn)速正比于輸入脈沖的頻率，同時(shí)，在其工作頻率內(nèi)，可以從一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定轉(zhuǎn)換到一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。它是一種性能很良好的數(shù)字化執(zhí)行元件，在數(shù)控系統(tǒng)的點(diǎn)、位控制中，可利用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在開(kāi)環(huán)控制中，步進(jìn)電機(jī)由一定頻率的脈沖控制，由PLC直接產(chǎn)生脈沖來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，可以有效地簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件電路，進(jìn)一步提高可靠性，由于PLC是以循環(huán)掃描方式工作，其掃描周期一般在幾毫秒至幾十毫秒之間，因此受到PLC工作方式的限制以及掃描周期的影響，步進(jìn)電機(jī)不能在高頻下工作，而應(yīng)該在低頻下工作，脈沖信號(hào)頻率選為十至幾十HZ左右。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其控制脈沖的頻率成正比，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在極低頻下運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速必然很低，而為了保證系統(tǒng)的定位精度，脈沖當(dāng)量即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一個(gè)步距角時(shí)，工作臺(tái)移動(dòng)的距離又不能太大，這兩個(gè)因素合在一起，帶來(lái)可一個(gè)突出的問(wèn)題：定位時(shí)間太長(zhǎng)，為了保證定位精度，脈沖信號(hào)當(dāng)量不能太大，但卻影響了定位速度，因此要解決好既能提高定位速度，同時(shí)又能保證定位精度的矛盾。步進(jìn)電機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的連接有很多種，常見(jiàn)的一種時(shí)步進(jìn)電機(jī)和絲杠桿連接，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成工作臺(tái)面的直線運(yùn)動(dòng)在這種應(yīng)用中，關(guān)系運(yùn)動(dòng)直接后果的參數(shù)有以下幾個(gè)：N ：PLC發(fā)出的控制脈沖的個(gè)數(shù)ｎ：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖細(xì)分?jǐn)?shù)（如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有脈沖細(xì)分驅(qū)動(dòng)）　θ：不僅電機(jī)的布距角，即步進(jìn)電機(jī)每受到一個(gè)脈沖變化，周所轉(zhuǎn)過(guò)的角度ｄ：絲杠的螺紋距，他決定了絲杠每轉(zhuǎn)過(guò)一圈，工作臺(tái)面前進(jìn)的距離根據(jù)以上的參數(shù)，我們可以得到以下的結(jié)果：　　ＰLC發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)到達(dá)步進(jìn)電機(jī)上，脈沖實(shí)際有效數(shù)應(yīng)為N/n 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一周，需要的脈沖個(gè)數(shù)為360/θ則PLC發(fā)出N個(gè)脈沖，工作臺(tái)面移動(dòng)的距離為：L=Ndθ/360nPLC要和步進(jìn)電機(jī)配合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，還要在PLC內(nèi)部進(jìn)行一系列的設(shè)定，或者是編制一定的程序設(shè)計(jì)。不同的PLC類型索要編制的程序不同，控制字也有不同，參考說(shuō)明書(shū)就可以知道這種差異。另外，步進(jìn)電機(jī)控制是要用高速脈沖控制的，所以PLC必須是可以輸出高速脈沖的晶體管輸出形式，不可以使用繼電器輸出形式的PLC來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)。圖94不同的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需配合適當(dāng)?shù)腜LC，原則是勢(shì)PLC的輸出高速脈沖可以傳輸?shù)讲竭M(jìn)電器驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部。在上圖中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)所采用的是公共陽(yáng)極，則PLC就應(yīng)當(dāng)采用NPN晶體管輸出類型的，并且連線如圖95所示如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所采用的輸入信號(hào)采取的是公共陰極，則PLC就應(yīng)當(dāng)采用PNP晶體管輸出類型。內(nèi)部電路內(nèi)部電路圖95十 機(jī)械手系統(tǒng)調(diào)試(一) 硬件調(diào)試首先在PLC處于編程狀態(tài)下，檢測(cè)各種按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器，以確認(rèn)這些信號(hào)能夠正確地連接到了輸入端口,確認(rèn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均可以正常運(yùn)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生碰撞、卡死、打滑等現(xiàn)象(二) 軟件調(diào)試在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，因?yàn)樯婕暗竭\(yùn)動(dòng)控制的內(nèi)容，所以在編程時(shí)，建議將可運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速，要充分利用特殊內(nèi)部繼電器和特殊數(shù)據(jù)寄存器，以及各種指令。例如R9010，R9011，CNDE指令，END指令等。調(diào)試程序是可以充分利用這些指令及繼電器，使程序執(zhí)行一段后停止，觀察上一段程序的執(zhí)行結(jié)果，這樣做近似于計(jì)算機(jī)中的斷點(diǎn)調(diào)試方法。在系統(tǒng)中有很多種功能，要本著先單一，后多種，先簡(jiǎn)單，后復(fù)雜的順序來(lái)調(diào)試程序。系統(tǒng)中的功能可以先是實(shí)現(xiàn)一種，然后往上添加。比較復(fù)雜的功能控制，如運(yùn)動(dòng)中變換速度，可以先使系統(tǒng)以一定速度運(yùn)動(dòng)起來(lái)，運(yùn)行過(guò)程正確無(wú)誤后，再考慮加、減速的問(wèn)題。十一 結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)短暫幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又重新拿起PLC書(shū)認(rèn)真而努力的學(xué)習(xí)，查閱了大量的技術(shù)期刊，文獻(xiàn)，及一些國(guó)內(nèi)外專家的相關(guān)著作。從中獲得了大量的設(shè)計(jì)方法和資料。在常斗南老師的耐心指導(dǎo)下，我又將大量的資料進(jìn)行綜合及必要的擴(kuò)展,并充分利用了PLC設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)程序，將其以軟件的形式加以實(shí)現(xiàn)。綜上所述，PLC具有軟件簡(jiǎn)單易學(xué), 使用維護(hù)方便,運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)施工周期短等特點(diǎn)；PLC可進(jìn)行模擬量控制，位置控制。特別是遠(yuǎn)程通信功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)（FMS）,使得PLC如虎添翼。PLC現(xiàn)己廣泛用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)，采用PLC控制，將傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯變?yōu)镻LC的程序控制邏輯。PLC的內(nèi)部繼電器可代替所有用于邏輯控制的中間繼電器，使噪音下降，使用設(shè)備壽命延長(zhǎng)，體積減小。在指導(dǎo)老師的幫助下，本著技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理，切實(shí)可行的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，且充分考慮了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，采用的生產(chǎn)設(shè)備都是國(guó)內(nèi)的，因此本設(shè)計(jì)有一定的可行性。本設(shè)計(jì)論上可行，并不代表實(shí)際上可用，理論和實(shí)際遠(yuǎn)有一段距離，也會(huì)出現(xiàn)不少的錯(cuò)誤和漏洞，誠(chéng)懇的希望老師和同學(xué)們給予指導(dǎo)和糾正，若能如此，本人獲益非淺，萬(wàn)分感謝！十二 致謝詞在設(shè)計(jì)的過(guò)程中特別要感謝指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和對(duì)我的疑難問(wèn)題不厭其煩的解答和幫助。老師在設(shè)計(jì)的初期就方案的設(shè)計(jì)思想對(duì)我進(jìn)行講解，在查閱參考資料方面給我提供了很大的方便，在編寫(xiě)程序的過(guò)程中給予我耐心而仔細(xì)的指導(dǎo)，多次不厭其煩的給我分析和講解我在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免了許多不必要的人力、物力上的浪費(fèi)，能夠?qū)⒕ν耆耐度氲匠绦虻脑O(shè)計(jì)中去。老師的指導(dǎo)使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行和如期完成，使我在這次的設(shè)計(jì)中得到鍛煉，增強(qiáng)了我的自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力，為今后走向工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。老師能在百忙之中抽出時(shí)間輔導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我萬(wàn)分的感動(dòng)。在此向我的指導(dǎo)老師致以真誠(chéng)的感謝。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中老師給予了我極大的幫助和支持，使我對(duì)本設(shè)計(jì)題目有了一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。在機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)工作中，還要感謝自動(dòng)化系的老師給予的指導(dǎo)、幫助和院、系領(lǐng)導(dǎo)的殷切關(guān)懷。領(lǐng)導(dǎo)們?yōu)榱宋覀儗ｉT(mén)開(kāi)放了寬敞的圖書(shū)館，這為我的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了極大的便利。在此，我致以我衷心的謝意。參 考 文 獻(xiàn)張建民 : 工業(yè)機(jī)器人[M] 北京：北京理工大學(xué)出版社，1996三菱公司 : FX2N1PG PULSE GENERATOR UNIT USER’S MANUAL[Z]2003FESTO 公司 : Pneumatic positioning system Smart Positioning Controller SPC200 Manual [z] 2002董文杰 徐文立 ：移動(dòng)機(jī)械手的跟蹤控制[J] 控制與決策 2001，16（6）：914~917張碩生，余達(dá)太 ： 輪式移動(dòng)機(jī)械手的多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法[J] 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23（2）：177~180趙冬斌，易建強(qiáng)等 全方位移動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)發(fā)現(xiàn)[J] 機(jī)器人。2003。25（5）：394~398Altafini C Inverse kinematics along a geometric spline for a holomic mobile manipulator [A]. Proceeding of the 2001 IEEE International Conference on Robotics amp。 Automation[C].2001:1265~1270Kang S , Komoriya K , Yokoi K, Tetsuo Koutoku ,Tanie K,Reduced Intertial Effect in Dampingbased Posture Control of Mobile Manipulatror[A].Proceedings of the 2001 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems[C].2001。394`398微機(jī)可編程序控制器原理、使用及應(yīng)用實(shí)例。耿文學(xué)，華熔，北京，電子工業(yè)出版社。1992，121—124李景學(xué) 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及方法 北京 ：電子工業(yè)出版社鐘肇新 可編程序控制器原理及應(yīng)用 廣州：華南理工大學(xué)出版社。2002余雷聲 電氣控制與PLC應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001目錄一 引言 1二 PLC概述 2(一) PLC的硬件系統(tǒng) 2(二) PLC的軟件系統(tǒng) 4(三) PLC的工作過(guò)程 5(四) PLC的工作原理 5(五) PLC的編程語(yǔ)言的基本指令系統(tǒng)和編程方法 6(六) PLC的優(yōu)勢(shì) 9(七) FX2N系列 9三 機(jī)械手系統(tǒng)的工作過(guò)程 12四 機(jī)械手系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想 13(一) 機(jī)械手的單個(gè)工作流程 13(二) 機(jī)械手的操作方式 13五 機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13(一) 硬件設(shè)計(jì) 14(二) 軟件設(shè)計(jì) 15六 機(jī)械手系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 16(一) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖 16(二) I/O地址分配 16七 編程軟件 18(一) 正常運(yùn)行流程圖 18(二) 緊急停止流程圖 20八 機(jī)械手系統(tǒng)資源分配 20(一) 數(shù)字量輸入部分 20(二) 數(shù)字量輸出部分 21(三) 定時(shí)器部分 21(四) 繼電器部分 21九 機(jī)械手系統(tǒng)程序 22(一) 初始化 22(二) 直流電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)控制 22(三) 步進(jìn)電機(jī) 24十 機(jī)械手系統(tǒng)調(diào)試 26(一) 硬件調(diào)試 26(二) 軟件調(diào)試 26十一 結(jié)束語(yǔ) 26十二 致謝詞 2