【正文】 逆變器的輸出頻率或者異步電動機的速度超過規(guī)定值時，逆變器停止運轉。 （ 2）異步電動機的保護 1）過載保護。但為了確保人身安全，需要裝設漏電斷路器。對于數(shù)毫秒以內的瞬時停電，控制電路工作正常。 3）再生過電壓保護。 2）過載保護。 5保護電路 檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變 機械手的 PLC 控制 33 器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。 2電壓 /電流檢測電路 與主回路電位隔離，檢測電壓、電流等。如圖 41所示，控制電路由以下電路組成，頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓 /電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制回路信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”。 機械手的 PLC 控制 32 3逆變器 同整流器相反，逆變器的作用是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，根據(jù)PWM 控制信號使 6 個開關器件導通、關斷，就可以得到三相頻率相同的交流輸出。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。 圖 41 變頻器的構成 機械手的 PLC 控制 31 圖 42 典型的電壓型逆 變器一例 主電路 給異步電動機提供調速調壓調頻電源的電力變換部分，稱為主電路。通常由變頻器主電路（ IGBT、 BJT、或 GTO 做逆變元件）給異步電動機提供調壓調頻電源。 20 世紀 70 年代開始，脈寬調制變壓變頻 (PWM－ VVVF)調速研究引起了人們的高度重視。 橫軸主要驅動橫臂的左右運動，承載重量較小，選用 Y263M12，功率 180W，即可滿足生產(chǎn)需要。第二位數(shù)字 “4” 表示能承受任何方向的濺水。 9．接法 三相電動機定子繞組的連接方法有星形（ Y）和三角形（△）兩種。三相電動機的絕緣等級和最高允許溫度參見表 。我國規(guī)定標準 電源頻率為 50Hz。電壓過高，電動機容易燒毀；電壓過低，電動機難以啟動，即使啟動后電 動機也可能帶不動負載，容易燒壞。 2．額定功率 額定功率是指在滿載運行時三相電動機軸上所輸出的額定機械功率，用表示，以千瓦（ kW）或瓦（ W）為單位。 主要系列 在三相電動機的外殼上，釘有一塊牌子，叫銘牌。 轉差率 旋轉磁場轉速 n1 與轉子轉速 n 之差與同步轉速 n1 之比稱為異步電動機轉差率 s ， 即 , 轉差率是異步電動機的一個基本參數(shù)，對分析和計算異步電動機的運行狀態(tài)及其機械特性有著重要的意義。電磁力作用于轉子導體上，對轉軸形成電 磁轉矩，使轉子按照旋轉磁場的方向旋轉起來，轉速為 n。 (n不能等于 n0)特點： 178。轉子繞組是閉合的，則轉子導體有電流流過。 由此類推，當旋轉磁場具有 p 對極時（即磁極數(shù)為 2p），交流電每變化一Vii i u i v i w i u0? t3??3????三相電流波形U UVV WW111222?t = Iu=Im0UUVV WW111222?t = ??? Iv=ImUUVVWW111222?t = ??? Iw=Im??90t?ViWi ??0t???180t???300t???360t?WVU iii ,WVU iii , 機械手的 PLC 控制 25 個周期，其旋轉磁場就在空間轉動 1/p轉。如圖 38（ d）所示；當 時合成磁場旋轉了 360176。 某相繞組中電流達到最大值時，磁極軸線恰好旋轉到該相繞組軸線上。設電源的相序為 U, V, W, 的初相角為零，如圖 36波形圖所示。下面來討論旋轉磁場的產(chǎn)生。風扇則用來通風冷卻電動機。也可用鑄鋁的方法，把轉子導條和端環(huán)風扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉子，如圖35（ b）所示。 （ a）星形連接 （ b）三角形連接 圖 33 定子繞組的聯(lián)結 2．轉子部分 （ 1）轉子鐵心 是用 厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機磁路的一部分，一 方面用來安放轉子繞組。線圈由絕緣銅導線或絕緣鋁導線繞制。 （ a）定子鐵心 （ b）定子沖片 圖 32 定子鐵心及沖片示意圖 （ 3）定子繞組 定子繞組是三相電動機的電路部分，三相電動機有三相繞組，通入三相對稱電流時，就會產(chǎn)生旋轉磁場。 吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機座的上端，用來起吊、搬抬三相電動機。通常，機座的外表要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱片。三相電動機的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。內裝變壓器，輸出 3V電源，供二極管 使用。發(fā)光二極管是否發(fā)光，即可表示輸出點的狀態(tài)，使用者可得到主機的輸出信息。 ： 工作電源： 24VDC 輸入點數(shù)： 24 輸出點數(shù)： 24 輸入信號類型：直流或開關量 輸入電流： 24VDC 5mA 模擬輸入： 10V～ 10V（ 20mA～ +20mA） 輸出晶體管允許電流 （ ） 輸出電壓規(guī)格： 30VDC 最大負載： 9W 輸出反應時間： Off→ On 20μ s On→ Off 30μ s 基本指令執(zhí)行時間：數(shù)個μ s 程序語言：指令 +梯形圖 +SFC 程序容量： 3792STEPS 基本順序指令： 32 個（含步進梯形指令） 應用指令： 100 種 初始步進點： S0～ S9 一般步進點： 118 點， S10～ S127 輔助繼電器：一般用 512+232 點（ M000～ M511+M768～ M999） 停電保持用 256 點（ M512～ M767） 特殊用 280 點（ M1000～ M1279） 定時器： 100ms 時基 64 點（ T0～ T63） 機械手的 PLC 控制 18 10ms 時基 63 點（ T64～ T126， M1028 為 ON 時 ） 1ms 時基 1點（ T127） 計數(shù)器：一般用 112 點（ C000～ C111， 16 位計數(shù)器） 停電保持用 16 點（ C112～ C127， 16位計數(shù)器） 高速用 13 點 1相 5kHz， 2相 2kHz（ C235～ C254，全部為停電保持32位計數(shù)器） 數(shù)據(jù)寄存器：一般用 408 點（ D000～ D407） 停電保持用 192 點（ D408～ D599） 特殊用 144 點（ D1000～ D1143） 指針 /中斷： P64 點； I4 點（ P0～ P63/I00 I10 I20 I301） 串聯(lián)通信口：程序寫入 /讀出通訊口： RS232 一般功能通訊口： RS485 主機電源 220V AC 主機的組成 輸入單元 輸入單元由 8 個按扭、 8 個開關和 16 個接插件組成，它們分別與 PLC 的 16個輸入點相接。 輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。 （ 2）重要檢測點的多點 I/O 卡可冗余配置。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致。整體型 PLC 的 I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型 PLC 提供多種 I/O 卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破骺偟捻憫舆t時間一般只有幾十 ms，對于一般的系統(tǒng)是無關緊要的。 (4)輸入 /輸出滯后時間 輸入 /輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應時間，是指可編程序控制器的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間三部分組成?；蛘叽_定是否要執(zhí)行該 梯形圖所規(guī)定的特殊功能第 (N1)個掃描周期 輸出刷新 第 (N+1)個掃描周期 輸入采樣 第 N 個掃描周期 輸入采樣 輸出刷新 用戶程序執(zhí)行 機械手的 PLC 控制 15 指令。在這兩個階段中，即使輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)發(fā)生變化 I/O映象區(qū)的相應單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會改變。不過嚴格地來說掃描周期還包括自診斷、通信等。某一編程元件對應的映像寄存器為“ 1”狀態(tài)時，稱該編程元件為 ON，映像寄存 器為“ 0”狀態(tài)時，稱該編程元件為 OFF。 機械手的 PLC 控制 14 在輸出處理階段， CPU 將輸出映像寄存器的 0/1 狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入 信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài) 也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入?？删幊绦蚩刂破魈菪螆D中別的編程元件也有對應的映像存儲區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。 在通信服務階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容?？删幊绦蚩刂破鞯倪@種周而復始的 循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。 2． 3 PLC 的工作原理 機械手的 PLC 控制 13 可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)。某些可編程序控制器可以為輸入電路和少量的外部電子檢測裝置（如接近開關）提供 24V 直流電源。無論是小型的 PLC，還是中、大型的 PLC，其電源的性能都是一樣的，均能對 PLC 內部的所有器件提供一個穩(wěn)定可靠的直流電源。 模 擬 量 ： 按 信 號 類 型 分 ， 有 電 流 型 （ 420mA,020mA ） 、 電 壓 型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 C．用戶程序存儲區(qū) 機械手的 PLC 控制 12 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序。因此，整個 I/O 映象區(qū)可看作由開關量的 I/O映象區(qū)和模擬量的 I/O 映象區(qū)兩部分組成。 B. 系統(tǒng) RAM存儲區(qū) 系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)包括 I/O 映象區(qū)以及各類軟設備（例如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計時器、計數(shù)器、變址寄存器、累加器等）存儲區(qū)。 A. 系統(tǒng)程序存儲區(qū) 在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當于計算機操 作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。才能構成一臺完整的PLC。當 PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接受現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū) , 然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術運算等任務。 通用 PLC 應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但 PLC 相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用 PLC 較為合適。把計算結果送給 PLC 的控制器。不同型號的 PLC，循環(huán)掃描周期在 1微秒到幾十微秒之間。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入 PLC 的用戶程序存儲器中。但是，在中國等發(fā)展中國家 PLC 的增長十分迅速。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和用 戶需求的不斷提高， PLC 在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。圖中電動機 3 經(jīng)減速器 主動小齒輪 中間齒輪 大齒輪 7驅動絲桿 2 旋轉，從而驅動升降臺上下運動。 2．機座 機座是機械手的支撐部件，機座承受機械手的全部重量和工作載荷，所以機座應有足夠的強度、剛度和承載能力。如右圖所示，裝在桿上端的滾子 3和楔塊之間為滾動接觸。對平移型夾持器，工件直徑的變化不影響其軸心的位置。 圖 12 1． 2 機械手夾持器和機座的結構 1．機械手夾持器 機械手的 PLC 控制 7 機 械手的機械夾持器多為雙指手抓式，按其手抓的運動方式可分為平移型和回轉型。外循環(huán)螺母只需設置一個反向器，當滾珠進入反向器時，就被阻止而轉彎，從返回通道回到滾道的另一端，形成一個循環(huán)回路。其機構特點是在螺桿和螺母之間設有封閉循環(huán)滾道，并在其間放如剛球，當螺桿轉動時，剛球沿螺旋滾道滾動并帶動螺母作直線運動。 （ 2）．由螺母、螺桿和機架組成的滑動螺旋機構，如圖