【正文】 著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)，它的幾種常見的控制類型為邏輯控制、生產(chǎn)監(jiān)控、模擬量控制、閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。正是由于它的這些控制功能使其被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械、印刷、電子、電力、建筑建材、交通等幾乎所有的工業(yè)控制領(lǐng)域，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺，同時(shí)，還為PLC程序可靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置和繼電器控制系統(tǒng)類似，PLC控制系統(tǒng)也是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。即用戶通過編程器輸入的用戶程序。注意：系統(tǒng)程序直接關(guān)系到PC的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常PC產(chǎn)品資料中所指的存儲器形式或存儲方式及容量，是指用戶程序存儲器而言。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分，但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進(jìn)行通訊。I/O模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。PLC 的外部設(shè)備：外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類1. 編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。2. 監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。3. 存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。PLC的通信聯(lián)網(wǎng)：PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。 PLC的選型考慮到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，采用PLC作為核心控制器，各控制對象都必須在PLC的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作，所以PLC采用日本三菱公司的FX2N32MR型PLC(16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出)。性能規(guī)格：FX2N性能規(guī)格運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法 通過儲存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)I/O控制方法 批次處理方法（當(dāng)執(zhí)行END指令時(shí)） I/O指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間 基本指令：： ，指令編程語言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進(jìn)梯形圖能生成SFC類型程序程式容量 8000步內(nèi)置 。這就是接通電源后的初始操作（見圖）。再做一道題，使它涉及各種指令和內(nèi)存單元，若解題時(shí)間在to以內(nèi)，則自身完好（否則，系統(tǒng)關(guān)閉），解題結(jié)束，將監(jiān)控定時(shí)器to復(fù)位，才開始正式運(yùn)行。 I/O工作過程框圖I/O處理過程，： I/O處理過程圖（1）數(shù)據(jù)輸入/輸出——I/O狀態(tài)刷新 采樣輸入信號 送出處理結(jié)果輸入映像存儲器及其刷新——對應(yīng)于輸入端子狀態(tài)的數(shù)據(jù)區(qū)PLC中的CPU是不能直接從與外部接線端子打交道的。沒有CPU的采樣“允許” ，外界的輸入信號是不能進(jìn)入內(nèi)存的。接著進(jìn)入程序的執(zhí)行階段，直至信號的輸出。（2） 輸出映像存儲器及其刷新——CPU數(shù)據(jù)處理的中間結(jié)果和最終結(jié)果的存放區(qū)域。即：輸出映像存儲器——隨時(shí)刷新輸出鎖存器——每周期刷新一次（刷新后的輸出狀態(tài)一直保持到下一次刷新）同樣，兩次刷新的間隔僅幾十mS，即使考慮電路的電氣慣性（延遲）時(shí)間，仍可認(rèn)為輸出是及時(shí)的。注意：輸入狀態(tài)表——采樣時(shí)刷新 輸出狀態(tài)表——隨時(shí)刷新（中間值和最終結(jié)果） 輸出端子的接通或開斷——輸出鎖存器決定2. 執(zhí)行用戶程序 執(zhí)行 監(jiān)視（1） 監(jiān)控定時(shí)器WDT（WATCH DOG TIMER）——即監(jiān)控定時(shí)器t1執(zhí)行程序前，復(fù)位t1，執(zhí)行程序開始t1計(jì)時(shí)，完畢后立即復(fù)位t1，表示程序執(zhí)行正常。異常：因某些原因，程序進(jìn)入死循環(huán)，執(zhí)行程序時(shí)間超出t1值，WDT發(fā)出警告，程序重新開始執(zhí)行，同時(shí)復(fù)位t1。（2） 執(zhí)行用戶程序3. 執(zhí)行外設(shè)命令每次執(zhí)行完用戶程序，輸出后，就進(jìn)入服務(wù)外設(shè)命令的操作，如沒有外設(shè)命令，自動(dòng)循環(huán)掃描。在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動(dòng)作。支柱用來支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動(dòng)。常用機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)等幾種形式。 機(jī)械手的選擇由于機(jī)械手是在搬運(yùn)中的應(yīng)用，所以采用傳送帶的機(jī)械手類型，有4個(gè)自由度（上升、下降、前進(jìn)、后退）。設(shè)計(jì)主體部分 控制要求，其任務(wù)是將傳送帶A的物品搬到傳送帶B上。當(dāng)物品吸緊時(shí)，手臂上升；到上限位時(shí)，上升限位開關(guān)LS4閉合，手臂右移；右移到位時(shí)，右移限位開關(guān)LS1閉合，手臂下降；下降到下限位時(shí)，下降限位開關(guān)LS3閉合，吸盤放開刀片，物品被放到傳送帶B，傳送帶B運(yùn)走刀片，一個(gè)循環(huán)結(jié)束，再重復(fù)。當(dāng)機(jī)械手在原始位置時(shí)（Ａ缸初始狀態(tài)、Ｂ缸初始狀態(tài)）X00X004閉合，輸出M0，M0閉合，按下起度按鈕SB1時(shí)，X000閉合，將S21線圈得電置位。 機(jī)械手PLC步進(jìn)梯形圖之二1S到達(dá)之后，T0時(shí)間繼電器閉合，S23線圈得電置位，Y001線圈復(fù)位，機(jī)械手開始上移，當(dāng)機(jī)械手到達(dá)B缸的上移限位時(shí)，X004閉合，S2