【正文】 的關系。不過嚴格地來說掃描周期還包括自診斷、通信等。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。所以輸入如果是脈沖信號，它的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀 2. 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 的 CPU 總是由上而下，從左到右的順序依次的掃描梯形圖?；蛘叽_定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 3. 輸出刷新階段 在輸出刷新階段， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對 應的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動響應的外設。 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。 輸出模塊的滯后時間與模塊的類型有關，繼電器型輸出電路的滯后時間一般在 10ms 左右；雙向可空硅型輸出電路在負載接通時的滯后時間約為 1ms，負載由導通到斷開時的最大滯后時間為 10ms；晶體管型輸出電路的滯后時間約為1ms?？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。 畢業(yè)設計 13 PLC 機型的選擇 1. PLC 的分類 PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按 CPU 字長分為 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。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)。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、 信號供電方式等應用要求。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?？紤]是否需要擴展機架或遠程 I/O機架等。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。 (2) 重要檢測點的多點 I/O 卡可冗余配置。 畢業(yè)設計 15 4 機械手控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 氣動機械手的控制要求 機械手的全部動作由氣缸驅(qū)動，氣缸由相應的電磁閥控制 ，電磁閥由 PLC（可編程控制器）控制。 工件臺 A、 B 上工件的傳送不用 PLC 控制 。 左行 SQ3 SQ4 右行 下降 夾緊 上升 SQ2 松開 SQ1 圖 41 氣動機械手示意圖 為滿足生產(chǎn)要求， 機械手設置手動工作方式和自動工作方式 兩種， 而自動工作方式又分為單步、單周和連續(xù)工作方式。利用按鈕對機械手的每一步動作單獨進行控制，例如按“上升”按鈕， 機械手上升，按“下降”按鈕，機械手下 降。 （ 2）單步工作方式，從原點開始 ,按自動工作循環(huán)的工序 ,每按一下起動按鈕 ,機械手完成一步的動作后自動停止。 （ 4）連續(xù)工作方式。當按下停止按鈕時， 機械手保持當前狀態(tài)。 硬件結(jié)構(gòu) 機械手用來將工件從 A 點搬運到 B 點（如圖 42），輸出 為 1 時工件被夾緊，為 0 時背松開。為了保證在緊急情況下（包括 PLC 發(fā)生故障時）能可靠地切斷負載電源，設置了交流接觸器 KM。 單步 回原位 單周期 連續(xù) 手動 夾緊 SB7 右行 SB5 下降 SB3 啟動 SB1 負載電源 松開 SB8 左行 SB6 上升 SB4 停止 SB2 緊急停車 SB9 圖 42氣動機械手的控制面板 氣動機械手的工作方式 系統(tǒng)設 有手動、單周期、連續(xù)、單步和回原點五種工作方式。 機械手在最上面和最左邊，且夾緊裝置松開是，稱為系統(tǒng)處于原點狀態(tài)。在原點狀態(tài)，順序功能圖中的初始步 為 ON，為進入單周期、連續(xù)喝單步工作方式做好了準備。 在單周期的工作方式下，按下啟動按鈕 后，從初始步 開始，機械手按順序功能圖的規(guī)定完成一個周期的工作后，返回并停留在初始步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。 PLC 的輸入輸出端子均接到相應的接線端子排，輸入輸出信號通過這些接線端子排可由其它地方直接引入，這些接線端子排的布置與 PLC 的輸入輸出端子以及電源端、接地端和公共端的實際位置一一對應。 PC/PPI編程電纜上標有 PC 的 RS 一 232 端連接電腦的 RS 一 232 通信接口，標有 PPI的 RS 一 485 端連接到 CPU 模塊的通信口，并擰緊兩邊接口的螺絲。這是一個單體控制的小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，開關量輸入點有 6 個（起動、停止和 SL SL SL SL4），開關量輸出點有 5個（ YV YV YV YV4 與 M），輸入輸出點數(shù)共為 11個。 據(jù)此 ，可以選用一般中小型控制器（ S7200CPU221～ CPU226），在此選用 S7200 的 CPU226。 PLC的輸入輸出端子均接到相應的接線端子排，輸入輸出信號通過這些接線端子排可由其它地方直接引入，這些接線端子排的布置與 PLC 的輸入輸出端子以及電源端、接地端和公共端的實際位置一一對應。 PC/PPI 編程電纜上標有 PC 的 RS 一 232 端連接電腦的 RS 一 232 通信接口，標有 PPI 的 RS 一485端連接到 CPU 模塊的通信口，并擰緊兩邊接口的螺絲。這是一個單體控制的小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，開關量輸入點有 6 個（起動、停止和 SL SL SL SL4），開關量輸出點有 5個（ YV YV YV YV4 與 M），輸入輸出點數(shù)共為 11個。據(jù)此，可以選用一般中小 型控制器（ S7200CPU221～ CPU226），在此選用 S7200 的 CPU226。在手動工作方式下， 為 ON，執(zhí)行手動子程序。 圖 51主程序結(jié)構(gòu)圖 電源開關 電源開關 公用 EN 手動 EN 回原點 EN 自動 EN 畢業(yè)設計 20 設計程序 公用程序 公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務，以及處理不同工作方式之間的轉(zhuǎn)換。當機械手處于原點位置狀態(tài)，在開始執(zhí)行用戶程序、系統(tǒng)處于手動或者自動回原點狀態(tài)，初始步對應的 將被置 位，進入單步、單周期和連續(xù)工作方式做好準備。 當系統(tǒng)處于手動工作方式時，必須將初始步以外的各部隊贏得存儲器位（ ）復位，否則系統(tǒng)從自動工作方式切換到手動工作方式，然后返回自動工作方式時，可能會出現(xiàn)同時有兩個活動步的情況，一起錯誤的動作。 梯形圖見附錄 B 手動程序 下圖是手動程序，為了保證安全運行，在手動程序中設置了一些必要的連鎖。用限位開關 限制機械手移動的范圍。 梯形圖見附錄 B 自動程序 程序流程圖如下 畢業(yè)設計 21 Y Y N Y N Y Y Y N N Y Y Y N N Y Y Y Y N N Y 圖 52機械手控制流程圖 啟系統(tǒng)動 回原點 手動 單步 單周期 連續(xù) 手動操作 回原點操作 單步操作 是否在原點 是否在原點 檢測等待 檢測等待 單周期操作 連續(xù)操作 是否停止 是否在原點 檢測等待 畢業(yè)設計 22 單周期、連續(xù)和單步工作方式的順序功能圖如下圖 圖 53 順序功能圖 單周期、連續(xù)和單步這三種工作方式主要是“連續(xù)”標志 和“轉(zhuǎn)換允許”標志 來區(qū)分的。當某一步的工作結(jié)束后，轉(zhuǎn)換條件滿足，如果沒有按啟動按鈕 ， 處于處于 0 狀態(tài)，起保停電路的啟動電路處于斷開狀態(tài)，不會轉(zhuǎn)換到下一步。 系統(tǒng)工作在連續(xù)，單周期工作方式下， 的常開觸點接通，是 為 1狀態(tài)，串聯(lián)在各起保停電路的啟動電路中的 的常開觸點接通，允許步與步之間的正常轉(zhuǎn)換。初始步為活動步時按下啟 動按鈕 ， 變?yōu)?1狀態(tài)，機械手下降。 當機械手在步 , 返回最左邊時， 為 1 狀態(tài)，因為連續(xù)標志位 為 1 狀態(tài)，轉(zhuǎn)換條件 滿足，系統(tǒng)將返回步 ，反復連續(xù)的工作下去。 在單周期工作方式， 一直處于 0狀態(tài)。 (3)單周期工作過程 在單周期工作方式下， 的常閉觸點閉合， 的線圈通電，允許轉(zhuǎn)換。碰到下限位開關 時，轉(zhuǎn)換到夾緊不 ， 被置位，夾緊電磁閥的線圈通電，并保 持。以后系統(tǒng)將這樣一步一步的工作下去。 梯形圖見附錄 B 自動回原點程序 自動回原點程序的順序功能圖如下圖 44，在自動回原點工作方式下， 為 ON。這時原點條件滿足， 為 ON，在公用程序中，初始步 是步 的后續(xù)步。但環(huán)境過于惡劣、電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，都將不能保證 PLC 正常、安全、可靠的運行。 控制的安裝與布線 輸入接線 （ 1）輸入接線一般不要超過 30m。 （ 2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。完善的接地系統(tǒng)是 PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式。在使用 STL指令編程時，剛開始由于對 STL 指令掌握的不是很好，所以犯了不少錯誤，加上機械手模型裝置本身存在的一些問題，所以在調(diào)試程序時，機械手動作不符合控制要求。機械手運行良好，動作正確、符合控制要求。在簡單介紹工業(yè)機械手的基礎上，對基于 PLC 的機械手群控系統(tǒng)的構(gòu)成進行了詳盡的論述。本論文結(jié)論如下： 本論文機械手采用氣壓驅(qū)動，氣動機械手具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等特點。 完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和 PLC 外部接線的設計。程序采用梯形圖編寫，簡單、易懂。當然，設計中肯定還有很多不足的地方和紕漏之處，懇請老師指正。 本論文是在教授的精心指導下完成的。老師學識淵博，經(jīng)驗豐富，思維敏捷，時時給我熱情的鼓勵和不 倦的教誨，在畢業(yè)設計給我諸多啟示，解答了許多難題，從課程學習、論文選題、課題研究到論文撰寫無不凝聚著導師的心血和汗水。在此我的導師表示無盡的感謝 ! 最后，對各位老師審閱我的論文深表感謝，并渴望得到批評指