【正文】 t require a great leap of faith to envision how advances in image processing, microprocessor speed and humansimulation could lead to the automation of most boring, lowintelligence, lowpaying jobs. Marshall Brain (yes, that39。t happened. Most robots still can39。s hand movements into super human lifting power. New robot configurationsAs the technology and economic implications of Moore39。s AIBO mechanical dog. In some ways, some of these other applications show what might be possible on production floors if manufacturers realize that industrial robots don39。還要特別感謝洛陽(yáng)東升機(jī)械有限公司中的員工張訊對(duì)我的大力幫助，他讓我對(duì)PLC方面的知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)，也對(duì)這個(gè)研究課題有了進(jìn)一步的了解。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到我對(duì)PLC方面的知識(shí)知道的太少了，對(duì)于書(shū)本上的很多知識(shí)還不能靈活運(yùn)用，有很多我們需要掌握的知識(shí)在等著我去學(xué)習(xí)，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中彌補(bǔ)我所缺少的知識(shí)?？傊?，最終還是完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，所有緊張和焦慮都會(huì)隨著時(shí)間的流逝一起消失，但這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)我將銘記于心，它們必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)與工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的積極的影響。3. 在軟件編程中，由于要用到大量梯形圖指令，所以，也采用模塊化思想編程，會(huì)使思路比較清晰，小組之間也容易協(xié)作，并且以后還可以很容易做擴(kuò)展功能，且有益于程序的調(diào)試。結(jié) 論 本設(shè)計(jì)是基于個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理機(jī)器人洗浴過(guò)程控制單元設(shè)計(jì)控制，以三菱FX2N PLC應(yīng)用系統(tǒng)為總控制中心，輔助設(shè)計(jì)有溫度控制及報(bào)警模板，觸摸屏控制模板，電磁閥和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，水路循環(huán)控制模塊等組成。因此在使用PLC工作時(shí)一定要兼顧考慮到這些問(wèn)題，選擇適合的環(huán)境來(lái)運(yùn)行PLC。傳送模擬信號(hào)最好采用屏蔽線(xiàn)，而且屏蔽線(xiàn)的屏蔽層一段接地。共模干擾在信號(hào)線(xiàn)與地之間傳輸，屬于非對(duì)成性干擾。對(duì)于PLC系統(tǒng)的供電的電源，一般都采用隔離性能較好的隔離變壓器；對(duì)于拜年送氣和和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大的配電器，以減少干擾。它能有效抑制干擾源，阻斷干擾輸出通道。第5章 抗干擾和系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 概述隨著工業(yè)的發(fā)展，PLC管飯的應(yīng)用于復(fù)雜惡劣環(huán)境中，如果PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程能夠進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，那么早工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的使用可靠性會(huì)大大提高。剛開(kāi)始的時(shí)候我沒(méi)有通盤(pán)考慮整個(gè)程序的功能，往往是改掉一個(gè)地方，另一個(gè)地方又出了問(wèn)題，這樣甚至越改問(wèn)題越多。編程完成之后，可以通過(guò)軟件中的程序檢查功能找出問(wèn)題所在。 (4) 在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線(xiàn)圈如果使用兩次，稱(chēng)為雙線(xiàn)圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。我們選用的FX2N型號(hào)的PLC，其內(nèi)部元件的地址編號(hào)如下表所示，使用時(shí)一定要明確，每個(gè)元件在同一時(shí)刻決不能擔(dān)任幾個(gè)角色。在調(diào)試程序時(shí)，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動(dòng)作，確認(rèn)無(wú)誤后，再依次刪去插入的END指令。將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)使用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后使用一個(gè)ANB指令，用這種方法編程時(shí)串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。OR、ORI是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。 (1) 輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）下面把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說(shuō)明：符號(hào) 功 能 梯形圖表示 操作元件LD（?。?常開(kāi)觸點(diǎn)與母線(xiàn)相連 X，Y，M，T，C,SLDI（取反） 常閉觸點(diǎn)與母線(xiàn)相連 X，Y，M，T，C,SOUT（輸出） 線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng) Y，M，T，C，S,FLD與LDI指令用于與母線(xiàn)相連的接點(diǎn)，此外還可用于分支電路的起點(diǎn)。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500點(diǎn)輔助繼電器，其地址號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)。3. 輔助繼電器（M）PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線(xiàn)圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輸出繼電器的電子常開(kāi)/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000 ～ X007，X010 ～X017，X020 ～X027 。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專(zhuān)用輔助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)萚9]。2. 液位報(bào)警點(diǎn)是預(yù)先設(shè)定的，當(dāng)液位達(dá)到預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，顯示表內(nèi)繼電器動(dòng)作，通過(guò)繼電器觸點(diǎn)的通斷，給出相應(yīng)上、下限報(bào)警信號(hào)及輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)液位顯示和控制的自動(dòng)化[8]。當(dāng)你設(shè)定好一個(gè)壓力值以后，注水后產(chǎn)生水壓，達(dá)到壓力值后就自動(dòng)通電，達(dá)到了開(kāi)關(guān)的作用。℃以?xún)?nèi) 度補(bǔ)償 輸入溫度：100℃～150℃ 177。性能規(guī)格 項(xiàng)目 型號(hào) Q64TCTT 控制輸出 晶體管輸出 溫度輸入點(diǎn)數(shù) 4通道/模塊 可以使用的熱點(diǎn)偶/白金測(cè)溫電阻 參照“可以使用的溫度傳感器類(lèi)型和溫度測(cè)定范圍、數(shù)據(jù)分辨率” 精度 環(huán)境溫度：25℃177。 圖31硬件原理圖 硬件模塊設(shè)計(jì) 溫度傳感器的選擇 Q64TCTT、Q64TCRT是將來(lái)自外部溫度傳感器的輸入值轉(zhuǎn)換為16位帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程維護(hù)功能 遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通信來(lái)監(jiān)測(cè)、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)，密碼保護(hù) 使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。 　　輸入濾波器調(diào)節(jié)功能 可以用輸入濾波器平整輸入信號(hào)（在基本單元中x000到x017）。 　　時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能 在所有的FX2NPLC中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。 　　連接到世界上最流行的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)CLink，Profibus Dp和Device Net或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要。由于FX2N系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿(mǎn)足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力[6]。只做簡(jiǎn)單陳述。 觸摸屏的工作原理如下：　為了操作上的方便，人們用觸摸屏來(lái)代替鼠標(biāo)或鍵盤(pán)。 表21 溫度控制及報(bào)警I/O表 功能代碼軟元件啟動(dòng)加熱按鈕SB7X740度溫度傳感器開(kāi)關(guān)SB10X1045度溫度傳感器開(kāi)關(guān)SB11X11急停按鈕SB12X12加熱執(zhí)行KM27Y27指示燈（允許洗?。㎏M30Y30報(bào)警KM31Y31溫度控制及報(bào)警模式的梯形圖如下： 圖21 溫度控制及報(bào)警梯形圖程序如下：0 LD X0071 OR Y0272 ANI Y0303 ANI Y0314 ANI X0125 OUT Y0276 LD X0107 OR Y0308 ANI X0129 OUT Y03010 LD X01111 OR Y03112 ANI X01213 OUT Y03114 END 單洗發(fā)功能模塊當(dāng)觸摸屏面板上的單洗發(fā)時(shí)， 圖22 單洗發(fā)流程圖 其I/O表如下表所示： 表22 單洗發(fā)功能模塊I/O表功能代碼軟元件單洗發(fā)啟動(dòng)按鈕SB0XO水滿(mǎn)感應(yīng)開(kāi)關(guān)SB1X1V7KM7Y7V8KM10Y10V9KM11Y11V10KM12Y12V11KM13Y13抽水電動(dòng)機(jī)E3KM23Y23 圖22 單洗發(fā)動(dòng)作控制圖單洗發(fā)梯形圖如下：圖23 單洗發(fā)梯形圖單洗發(fā)程序如下：0 LD X0001 SET M02 SET M13 LD M04 OR T55 OR Y0076 ANI T27 ANI T88 OUT Y0079 LD M110 OUT Y01211 OUT T0 K1014 LD T015 LD Y04016 ANI T117 ORB18 OUT T1 K5021 OUT Y04022 LD T023 OR Y02324 OR T625 ANI T326 ANI T727 OUT Y02328 LD T129 RST M130 LD X00131 LD Y01032 ANI T433 ORB34 OUT Y01035 OUT Y04136 OUT T2 K1039 LD T240 LD Y04241 ANI T342 ORB 43 RST M044 OUT Y04245 OUT T3 K180048 LD T349 LD Y04350 ANI T451 ORB 單淋浴模塊單淋浴是只對(duì)人體進(jìn)行噴淋，從而達(dá)到洗浴的目的。因此當(dāng)把所有其他的子程序模塊 整合到觸摸屏上時(shí)通過(guò)觸摸屏就可以檢驗(yàn)其是否正常工作了。另一個(gè)要解決的問(wèn)題就是時(shí)間控制模塊。在該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及了許多模塊之間的相互協(xié)作問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)所涉及到的軟件設(shè)計(jì)主要是系統(tǒng)編程和其他應(yīng)用軟件和調(diào)試軟件的使用,其中重中之重是用梯形圖來(lái)進(jìn)行程序編制,編制的程序要求可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、簡(jiǎn)練易于維護(hù)等。 4. 傳感器輸入系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)水箱、洗發(fā)池、洗浴池的水位，以及水溫的溫度檢測(cè)，并將檢測(cè)的信息反饋給控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)根據(jù)洗浴控制單元的工作原理以及上述功能的要求，設(shè)計(jì)該洗浴單元控制系統(tǒng)方案框圖如圖12所示： 圖12 系統(tǒng)框圖框圖說(shuō)明： 1. 人機(jī)界面輸入是指將觸摸屏模塊與三菱PLC相連接，人為給控制單元輸入各種指令，讓控制單元按照其指令來(lái)進(jìn)行動(dòng)作執(zhí)行。在洗浴效果達(dá)到設(shè)定值后，放掉洗澡污水，注入干凈溫水沖洗，沖洗完成后，打開(kāi)具有一定壓力的熱空氣閥門(mén)， 對(duì)洗澡人體進(jìn)行烘干，烘干結(jié)束洗浴過(guò)程也全部結(jié)束，清理消毒。對(duì)于單洗發(fā)功能控制，先用調(diào)整好溫度的水打濕頭發(fā)，再用混合有洗發(fā)液的溫水沖洗頭發(fā)，在溫水注入到設(shè)定值后，關(guān)閉注入溫水和洗發(fā)液的閥門(mén)，啟動(dòng)循環(huán)水裝置，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)用混合液體反復(fù)沖洗頭發(fā)，洗發(fā)過(guò)程結(jié)束后，打開(kāi)排水閥，排掉污水，再在打開(kāi)溫水經(jīng)行沖洗，待頭發(fā)洗干凈后，停止沖洗，打開(kāi)熱風(fēng)吹干頭發(fā)，然后結(jié)束洗發(fā)過(guò)程，清理消毒。本項(xiàng)目的相關(guān)技術(shù)也可以拓展應(yīng)用于其它工業(yè)、醫(yī)療、保健、工業(yè)設(shè)計(jì)等行業(yè)和領(lǐng)域，促進(jìn)這些行業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展。并且，面對(duì)當(dāng)前我國(guó)人口老齡化及殘疾人增多的社會(huì)發(fā)展形勢(shì)，需要切實(shí)提高老年人及重殘人的生存質(zhì)量，開(kāi)發(fā)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品和服務(wù)，解決人口老齡化等帶來(lái)的重大社會(huì)服務(wù)問(wèn)題，本課題從滿(mǎn)足老年人等特殊群體的洗浴護(hù)理需求出發(fā)，面向家用與醫(yī)用環(huán)境，開(kāi)發(fā)和研制個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理機(jī)器人，為老年人或殘疾人提供洗頭、洗澡、干身等服務(wù)。PLC作為在工業(yè)控制領(lǐng)域的核心器件之一，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能儀器、機(jī)電產(chǎn)品、家用電器等領(lǐng)域。尤其是對(duì)行動(dòng)不便的老年人或重殘人來(lái)說(shuō)，能夠獨(dú)立洗澡是種奢望，因?yàn)樗麄兿丛璞仨氁谟H人的幫助下進(jìn)行，大大增加親人的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，我國(guó)各類(lèi)殘疾人總數(shù)達(dá)8296 萬(wàn)人，%。根據(jù)預(yù)計(jì)，從2020 年開(kāi)始，中國(guó)將步入老齡化嚴(yán)重階段；2050 年，中國(guó)將步入超高老齡化國(guó)家行列，60 歲以上人口將占到30%。系統(tǒng)以硬件軟件化為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮PLC功能，大部分功能通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。本設(shè)計(jì)可編程邏輯控制器的技術(shù)原理，以三菱PLC作為核心控制器，通過(guò)硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出服務(wù)機(jī)器人洗浴單元的控制系統(tǒng)。整個(gè)設(shè)計(jì)包括兩大部分: 硬件部分和軟件部分,硬件部分以單片機(jī)為核心, 配以一定的外圍電路和三菱PLC的外部I/O擴(kuò)展，軟件部分通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)智能控制。關(guān)鍵詞：服務(wù)機(jī)器人，三菱PLC，觸摸屏，電磁閥控制 Software Design Research Of Service Robot Control System ABSTRACT This article discusses how to achieve the service robot Mitsubishi PLC control unit bath design. The design principles of programmable logic controller technology to Mitsubishi PLC as the core controller, through the production of hardware and software preparation, a service