【正文】 易學(xué)。 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。 體積小，能耗低。但最近十年來，PLC 的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于處理器芯片及有關(guān)元件的價格大大下降，使得 PLC 的 成本下降；另一方面 PLC 的功能大大增加，能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問題。 PLC 的應(yīng)用范圍通常分成以下 5 種類型： 順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合 PLC 使用的領(lǐng)域，它用來取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。例如：注塑機(jī)械、印刷 7 機(jī)械、訂書機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制。 相對來說，位置控制模塊比 CNC 裝置體積更小，價格更低，速度更快，操作更方便， 過程控制 PLC 還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度等。當(dāng)過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時， PID 控制算法會計(jì)算出正確的輸 出，把變量保持在設(shè)定值上。 通信控制 PLC 的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/O 的通信、多臺 PLC 之間的通信、 PLC 和其他智能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。 PLC 的系統(tǒng)組成 PLC 種類繁多，但其組成和工作原理基本相同。 PLC 專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由 CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計(jì)的輸入 /輸出接口電路等組成。 中央處理單元（ CPU） 中央處理單元（ CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片內(nèi)。 存儲器 PLC 的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。它使 PLC 具有基本的功能，能夠完成 PLC 設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。第一部分為系統(tǒng)管理程序。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序與系統(tǒng)調(diào)用。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務(wù)用規(guī)定的 PLC 編程語言編寫的各種用戶程序。用戶存儲器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映 PLC 性能的重要指標(biāo)之一。第一種是隨機(jī)存取存儲器（ RAM）；第二種是只讀存儲器（ ROM）；第三種是可電擦除可編程的只讀存儲器（ EEPROM 或 EPROM）。 PLC 的輸入和輸出信號類型可以是開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。 輸入模塊用于處理輸入信 號，對輸入信號進(jìn)行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號的邏輯值安全可靠地傳遞到 PLC內(nèi)部。 電源模塊 PLC 一般使用 220V 的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為 PLC 的中央處理器、存儲器等電路提供 5V、177。 接口模塊 接口模塊用于將擴(kuò)展單元以及功能模塊與基本單元相連，使 PLC 的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。 PLC 通過接口可以與監(jiān)視器、打印機(jī)和其他的 PLC 或計(jì)算機(jī)相連。 編程器有簡易型和智能型兩類。智能型的編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有 LCD 或 CRT 圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話 其他部分 有些 PLC 還可配有 EPROM 寫入器、存儲器等其他外部設(shè)備。 PLC 工作的全過程可用圖 所示的運(yùn)行框圖來表示。掃描周期是控制過程中一個比較重要的技術(shù)指標(biāo)。 PLC 的過程可分為三部分。 10 圖 PLC 運(yùn)行框圖 電源 ON 內(nèi)部處 理 輸入處理 (輸入傳送 \遠(yuǎn)程 I/O) 通信服務(wù) (外設(shè)、 CPU、總線服務(wù) ) 更新時鐘、特殊寄存器 執(zhí)行程序 執(zhí)行自診斷 存放自診斷錯誤結(jié)果 CPU 強(qiáng)制為 STOP RUN STOP Y N N Y 輸出處理 致命錯誤 PLC 正常否 CPU 運(yùn)行方式 11 PLC 的選型 、輸入 /輸出信號 本控制系統(tǒng)有 8 個輸入開關(guān)量，分別為： 系統(tǒng)啟動按鈕 1 個 負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的啟動； 系統(tǒng)停止按鈕 1 個 負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的停止； 物品檢測開關(guān) 1 個 負(fù)責(zé)檢測工作臺上 是否有物品； 下降限位開關(guān) 1 個 負(fù)責(zé)檢測機(jī)械手到達(dá)最低位置； 夾放檢測開關(guān) 1 個 負(fù)責(zé)機(jī)械手夾放物品的檢測； 上升限位開關(guān) 1 個 負(fù)責(zé)檢測機(jī)械手到達(dá)最高位置； 縮回限位開關(guān) 1 個 負(fù)責(zé)檢測機(jī)械手是否縮回到位； 伸出限位開關(guān) 1 個 負(fù)責(zé)檢測機(jī)械手是否伸出到位； 建立輸入信號名稱與電氣符號表 。 12 表 輸出信號名稱與電氣符號表 序號 名稱 電氣符號 1 2 機(jī)械手夾緊電磁閥 YV 1 2 機(jī)械手下降電磁閥 YV 2 3 機(jī)械手伸出電磁閥 YV 3 表 輔助繼電器符號表 序號 名稱 電氣符號 1 2 機(jī)械手上升輔助繼電器 M0 2 機(jī)械手下降輔助繼電器 M1 3 機(jī)械手張開輔助繼電器 M2 4 機(jī)械手上升輔助繼電器 M3 PLC 的選型 目前，世界上有 200多個廠家生產(chǎn)可編程控制器產(chǎn)品，比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家主要有美國的 AB、通用（ GE）、日本的三菱（ MITSBISHI）、歐姆龍（ OMRON）、德國的西門子（ SIMENS）、法國的 TE、韓國的三星（ SUMSUNG）、 LG 等。目前 PLC 已基本替代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。 13 三菱 plc 系列型號 型號 參數(shù) 面價 FX1N60MR001 輸入點(diǎn)： 36， 24點(diǎn)繼電器輸出 4680 FX1N40MR001 輸入點(diǎn)： 24,16點(diǎn)繼電器輸出 4030 FX1N24MR001 輸入點(diǎn)： 14,10點(diǎn)繼電器輸出 3330 FX1N14MR001 輸 入點(diǎn)： 8,6點(diǎn)繼電器輸出 2310 FN1N60MRD 輸入點(diǎn)： 36， 24點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 4490 FN1N40MRD 輸入點(diǎn)： 24,16點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 4010 FN1N24MRD 輸入點(diǎn)： 14,10點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 2990 FX1N60MT001 輸入點(diǎn)： 36， 24點(diǎn)晶體管輸出 4800 FX1N40MT001 輸入點(diǎn)： 24,16點(diǎn)晶體管輸出 4130 FX1N24MT001 輸入點(diǎn)： 14,10點(diǎn)晶體管輸出 3400 FX1N14MT001 輸入點(diǎn)： 8,6點(diǎn)晶體管輸出 2400 FX1N60MTD 輸入點(diǎn)： 36， 24點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電 ) 4600 FX1N40MTD 輸入點(diǎn)： 24,16點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電 ) 4100 FX1N24MTD 輸入點(diǎn)： 14,10點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電 ) 3100 FX2N128MR001 輸入點(diǎn)： 64， 64點(diǎn)繼電器輸出 10120 FX2N80MR001 輸入點(diǎn)： 40， 40點(diǎn)繼電器輸出 7030 FX2N64MR001 輸入點(diǎn) ： 32， 32點(diǎn)繼電器輸出 6280 FX2N48MR001 輸入點(diǎn)： 24， 24點(diǎn)繼電器輸出 5490 FX2N32MR001 輸入點(diǎn)： 16， 16點(diǎn)繼電器輸出 5180 FX2N16MR001 輸入點(diǎn)： 8， 8點(diǎn)繼電器輸出 4150 FX2N80MRD 輸入點(diǎn)： 40， 40點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 7030 FX2N64MRD 輸入點(diǎn)： 32， 32點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 6280 FX2N48MRD 輸入點(diǎn)： 24， 24點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 5490 FX2N32MRD 輸入點(diǎn)： 16， 16點(diǎn)繼電器輸出 (直流供電 ) 5180 FX2N128MT001 輸入點(diǎn)： 64， 64點(diǎn)晶體管輸出 10330 FX2N80MT001 輸入點(diǎn)： 40， 40點(diǎn)晶體管輸出 7180 FX2N64MT001 輸入點(diǎn)： 32， 32點(diǎn)晶體管輸出 6410 FX2N48MT001 輸入點(diǎn)： 24， 24點(diǎn)晶體管輸出 5600 FX2N32MT001 輸入點(diǎn)： 16， 16點(diǎn)晶體管輸出 5290 FX2N16MT001 輸入點(diǎn)： 8， 8點(diǎn)晶體管輸出 4240 FX2N80MTD 輸入點(diǎn)： 40， 40點(diǎn)晶體管輸出 (直流 7180 14 供電 ) FX2N64MTD 輸入點(diǎn)： 32， 32點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電 ) 6410 FX2N48MTD 輸入點(diǎn)： 24， 24點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電 ) 5600 FX2N32MTD 輸入點(diǎn)： 16， 16點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電 ) 5290 本次設(shè)計(jì)中共 8 個輸入量，共 3 個輸出量，共計(jì) 11 點(diǎn)，因此選用了 FX2N32MR001 輸入點(diǎn) 16，繼電器 16 點(diǎn)輸出 . PLC 電路設(shè)計(jì)分配 I/O 地址分配 根據(jù)機(jī)械手的輸入信號為 8 個， 輸出信號為 3 個，建立 I/O 地址分配表。 FX2N32MR 外部接線 圖中： 工作臺物品檢測開關(guān) SQ1 機(jī)械手下降限位開關(guān) SQ2 機(jī)械手夾緊檢測開關(guān) SQ3 16 機(jī)械手上升限位開關(guān) SQ4 機(jī)械手伸出限位開關(guān) SQ5 機(jī)械手縮回限位開關(guān) SQ6 總啟動按鈕 SB1，總停止按鈕 SB2， 電氣控制原理 系統(tǒng)圖： 機(jī)械手夾放電磁閥連接 KA1；機(jī)械手升降電磁閥連接 KA2；機(jī)械手伸縮電磁閥連接 KA3；電磁閥 失電氣缸伸出，得電收縮 。 圖 電氣連接圖 17 閥的選擇：此閥采用二位四通電磁閥 18 8 個基本操作： 第 1 步當(dāng)工作臺上有物品時，機(jī)械手下降。 第 3 步是機(jī)械手夾緊物品上升。 第 5 步是機(jī)械手夾緊物品下降。 第 7 步機(jī)械手上升。 YV1（氣爪） YV2（升降） YV3（水平伸縮） 第 1 步 － ＋ － 第 2 步 ＋ ＋ － 第 3 步 ＋ － － 第 4 步 ＋ － ＋ 第 5 步 ＋ ＋ ＋ 第 6 步 － ＋ ＋ 第 7 步 － － ＋ 19 第 8 步 － － － 傳感器的選型 SQ1 的選型 SQ1 屬于 存在性檢測 ，可以用紅外線傳感器： 光電子學(xué)是一門光學(xué)和半導(dǎo)體電子學(xué)綜合學(xué)科。該系列產(chǎn)品包括：標(biāo)準(zhǔn)紅外線發(fā)射二極管（ IRED )，傳感器及其組件。 經(jīng)濟(jì)型紅外光電傳感器選型表 ： （ 1） 3mm 塑料封裝紅外光電傳感器 選型表 型號 類型 波長 驅(qū)動電流 發(fā)光強(qiáng)度 發(fā)光 /接收角度 亮電流 Vce(sat) 上升下降時間 規(guī)格書頁碼 發(fā)光管 SEP4216 發(fā)光二極管 940nm 20mA – 20deg 接收管 SDP4206 光電三極管 – TYP. 20us （ 2） 5mm 塑料封裝紅外光電傳感器 選型表 型號 類型 波長 驅(qū)動電流 發(fā)光強(qiáng)度 發(fā)光 /接收角度 亮電流 Vce(sat) 上升下降時間 規(guī)格書頁碼 發(fā)光管 SEP4208 發(fā)光二極管 940nm 20mA – 20deg 接收SDP0323 光電二極管 900nm TYP. 13uA TYP. 100ns 20 管 SDP3208 光電三極管 – TYP. 25us （ 3）側(cè)面發(fā)光塑料封裝紅外光電傳感器 選型表 型號 類型 波長 驅(qū)動電流 發(fā)光強(qiáng)度 發(fā)光 /接收角度 亮電流 Vce(sat) 上升下降時間