【正文】 國西門子SR400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司SU5 SU6 德國西門子公司C500 日本立石公司CEШ GE公司（3）. 大型PLC——I/O點(diǎn)數(shù)2048點(diǎn)，多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量816KS7400 德國西門子公司GEIV GE公司C2000 立石公司K3 三菱公司 可編程控制器PLC的應(yīng)用與前景目前，在國內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金，石油，化工，剪彩，機(jī)械制造，電力，汽車，輕工，環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格 的不斷提高，器應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從應(yīng)用類型看大致可歸納為以下幾個方面： 強(qiáng)量邏輯運(yùn)算利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算，定時，計收等功能實現(xiàn)邏輯運(yùn)算，科取代傳統(tǒng)的繼電器控制用于單片機(jī)控制，多機(jī)群控制，生產(chǎn)自動線控制等。這是PLC最基本的應(yīng)用，也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。例如：各種機(jī)床，裝配機(jī)械。大，中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能。這一功能已廣泛用于鋁爐，反應(yīng)堆，水處理，釀酒及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。例如：CNC設(shè)備進(jìn)行處理。集中管理分散控制的多級分布式控制系統(tǒng)。 國外PLC發(fā)展概況PLC在問世以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展。目前，世界上有200多個廠家生產(chǎn)PLC。韓國：三星、LG公司等 PLC的發(fā)展前景（1）產(chǎn)品規(guī)模向大小兩個方向發(fā)展大：I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)，32位微處理器，多CPU并行工作 ，大容量存儲器，掃描速度快高速；小：整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本；（2）PLC在閉環(huán)過程中應(yīng)用日益廣泛；（3 不斷加強(qiáng)通訊功能；（4）新器件和模塊不斷推出 第三章 可編程控制器的編程語言圖形化編程語言包括:梯形圖(LDLadder Diagram)、功能塊圖(FBDFunction Block Diagram)、順序功能圖(SFCSequential Function Chart)。下面分別來介紹這幾種編程度語言。而且其圖形結(jié)構(gòu)類似于登高用的梯子，故名梯形圖。每一個觸點(diǎn)代表了一個布爾變量的狀態(tài)，每一個線圈代表了一個實際設(shè)備的狀態(tài)，一個簡單的梯形圖程序如圖1所示: 梯形圖的每個梯級表示一個因果關(guān)系,事件發(fā)生的條件表示在梯形的左面,事件發(fā)生的結(jié)果表示在梯級的右面。 梯形圖編程語言具有如下特點(diǎn):(1) 與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性。(3) 對于復(fù)雜控制系統(tǒng)描述,仍不夠清晰。比如西門子的S7系列梯形圖就沒有右邊的電力軌線。 功能塊圖編程語言(FBDFunction Block Diagram)功能塊圖編程語言采用功能模塊表示所具有的功能，不同的功能模塊具有不同的功能。功能模塊的類型名稱通常寫在塊內(nèi)，其輸入輸出名稱寫在塊內(nèi)的輸入輸出點(diǎn)對應(yīng)的地方。 功能模塊基本上分為兩類:基本功能模塊和特殊功能模塊。功能塊編程語言具有以下特點(diǎn):(1) 以功能模塊為單位,從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變的容易。是有發(fā)展前途的一種編程語言。(4) 因為每一個功能模塊要占用一定程序存儲空間，對功能塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時間，因此，這種語言在大中型可編程控制器和分散控制系統(tǒng)中應(yīng)用較廣泛。因此，抓握物體的位置和方向（即關(guān)節(jié)間的角度）能從理論上求得。這樣就需要安裝27根重量輕、小型和高輸出力的“人造肌肉”。而且把機(jī)械手的功能搞得那么復(fù)雜，動作彼此嚴(yán)重重疊也是完全不必要的。這在實際上也是不必要的，這樣會使機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用增多。所以一般專用的機(jī)械手（不包括握緊動作）通常具有二到三個自由度。本設(shè)計中設(shè)計的機(jī)械手，它共有五個自由度。 2 .軀干和傳動系統(tǒng)機(jī)械手的傳動分為液壓、氣壓、電氣和機(jī)械四種，本設(shè)計采用綜合傳動方式，即手臂采用電氣傳動，而手爪則采用氣壓傳動。手爪抓取工件是要滿足迅速、靈活、準(zhǔn)確和可靠的要求。其加緊力的大小則根據(jù)夾持物體的重量、慣性和沖擊力的大小來計算。為防止損壞被夾的物體，夾緊力應(yīng)限制一定的范圍內(nèi)，并鑲有軟質(zhì)墊片、彈性襯墊或自動定心結(jié)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)本身則應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動作靈活和動作可靠。有的夾緊機(jī)構(gòu)還帶有傳感裝置和攜帶工具進(jìn)行操作的裝置。 機(jī)械式夾緊機(jī)構(gòu)是最基本的一種，應(yīng)用廣泛，種類繁多。本設(shè)計采用二指式氣動手爪。手爪的回轉(zhuǎn)則用一個直流電動機(jī)完成，同時通過兩個限位磁頭完成回轉(zhuǎn)角度的限位，一般可設(shè)置在180度。 底盤是支撐機(jī)械手全部重量并能帶動手臂旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。同時，在底盤上裝有限位磁頭，最大旋轉(zhuǎn)角度可達(dá)270度。本設(shè)計中手臂由橫軸和豎軸組成，可完成伸縮、升降的運(yùn)動。由可編程控制器發(fā)出脈沖信號，經(jīng)步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，完成手臂的運(yùn)動。同時在兩軸的兩端分別加限位開關(guān)限位。、設(shè)備的選擇1 PLC機(jī)型的選擇根據(jù)被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，可進(jìn)行PLC型號的選定。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，當(dāng)控制速度要求不高時，一般的PLC都可以滿足要求，如對小型泵的順序控制、單臺機(jī)械的自動控制等。對帶有部分模擬量控制的ｗ裝置等。準(zhǔn)確統(tǒng)計被控對象的輸入信號和輸出信號的總點(diǎn)數(shù)并考慮今后系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充，在實際統(tǒng)計I/O點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，一般應(yīng)加上10%20%的備用點(diǎn)數(shù)。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC采用主機(jī)模塊與輸入模塊、功能模式塊組合使用的方法，比整體式方便靈活，維修更換模塊、判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多、控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。本設(shè)備控制的對象是一個開關(guān)量控制的系統(tǒng)，同時利用脈沖控制步進(jìn)店動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，故應(yīng)采用晶體管形式的輸出。由于輸入輸出點(diǎn)不夠，擴(kuò)展一個FPO——E16RS模塊。其特點(diǎn)是輸出功率大，體積小，重量輕，可靠性高，適應(yīng)寬范圍的輸入電壓波動，具有完備的過電壓、過電流保護(hù)功能。型號：42BYGH101。使用時如果發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)向不對時可以將A相或B相兩根線對調(diào)。如下圖所示。信號輸入部分：信號源由FPO主機(jī)提供。輸出部分：與步進(jìn)電動機(jī)連接，注意相序。采用微動開關(guān)作為橫軸、縱軸限位檢測用。微動開關(guān)：當(dāng)擋塊碰到微動開關(guān)動作（常開點(diǎn)閉合）。輸出兩路脈沖梯形圖及f/t。輸入電壓為12~24V,由FPO模塊控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)。 控制流程圖機(jī)械手工作流程圖如下圖所示。歸位后首先橫軸步進(jìn)電動機(jī)工作，橫軸前伸；前伸到位后，手抓電動機(jī)得電帶動手爪旋轉(zhuǎn)；當(dāng)傳感器檢測到限位磁頭時，電動機(jī)停止，PLC控制電磁閥動作，手張開；延時一段時間，豎軸步進(jìn)電動機(jī)工作，豎軸下降；下降到位后，電磁閥復(fù)位，手爪加緊；延時過后，豎軸上升，同時橫軸縮回、底盤都到位后，橫軸前伸；到位后手爪旋轉(zhuǎn)，然后豎軸下降，電磁閥動作，手張開；延時后豎軸上升復(fù)位；然后開始下一周期動作。在硬件設(shè)計重要進(jìn)行輸入設(shè)備的選擇（如控制按鈕、開關(guān)及計量保護(hù)裝置的輸入信號等），還有執(zhí)行元件的選擇以及控制臺、柜的設(shè)計等。機(jī)械手控制系統(tǒng)電器原理圖。由于接近開關(guān)有三根線，接線時注意把紅色的線接電源的正極，黑色線接電源的負(fù)極，藍(lán)色的線接PLC的輸入端子。I/O地址分配I/O地址分配如表所示I/O地址分配一覽表輸入：輸出：X0橫軸正限位Y0橫軸脈沖X1豎軸正限位Y1豎軸脈沖X2橫軸反限位Y2橫軸方向X3豎軸反限位Y3豎軸方向X4旋轉(zhuǎn)脈沖Y20手正轉(zhuǎn)X20手正轉(zhuǎn)限位Y21手反轉(zhuǎn)X21手反轉(zhuǎn)限位Y22底座正轉(zhuǎn)X22底座正限位Y23底座反轉(zhuǎn)X23底座反限位Y24電磁閥動作(1).確定輸入輸出接點(diǎn)的總數(shù)輸入接點(diǎn)：啟動按鈕SB、行程開關(guān)SQ1——SQ光電開關(guān)SQ5，一共6個。(2).估算PC內(nèi)存總數(shù) 選取PC類型，PC內(nèi)存總數(shù)取決于程序指令總條數(shù)。指令總條數(shù)=（10——20）*（輸入點(diǎn)數(shù)+輸出點(diǎn)數(shù)）本例中