机械手的plc的控制毕业设计毕业设计论文(编辑修改稿)

机械手的plc的控制毕业设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

像寄存器为“ 1”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。 外接的输入触点电路断开，对应的输入映像寄存器为“ 0”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。 在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态 也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。 河南理工毕业设计 第 11 页 可编程序控制器的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列。 在没有跳转指令时， C PU 从第一条指令开始，逐条顺序的执 行用户程序，直到用户程序结束之处。 在执行指令时，从输入映像寄存器或别的元件映像寄存器中将有关编程元件的 0/1 状态读出来，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算结果写入到对应的元件映像寄存器中，因此，各编程元件的映像寄存器（输入映像寄存器除外）的内容随着程序的执行而变化。 在输出处理阶段， C P U 将输出映像寄存器的 0/1 状态传送到输出锁存器。 体型图某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“ 1”状态。 信号经输出模块隔离 和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合， 使外部负载通电工作。 若梯形图中输出继电器线圈断电对应的输出映像寄存器为“ 0”状态，在输出处理阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。 某一编程元件对应的映像寄存器为“ 1”状态时，称该编程元件为 ON，映像寄存器为“ 0”状态时，称该编程元件为 OFF。 扫描周期可编程序控制器在 RUN 工作状态时，执行一次图 所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为 1~100ms。 指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和 CP U 执行指令的速度有很大的关系。 当用户程序较长时，指令执行时间在扫描周期中占相当大的比例。 不过严格地来说扫描周期还包括自诊断、通信等。 如图 所示。 图 21 PLC 的扫描运行方式 在输入采样阶段， P LC 以扫描方式依次读入所有的数据和状态它 第 (N 1)个扫描周期 输出刷新 第 (N+1)个扫描周期 输入采样 第 N 个 扫 描 周 期 输入采样 输出刷新 用户程序 执 行 河南理工毕业设计 第 12 页 们存入 I/O 映象区的相应单元内。 输入采样结束后，转入用户程序行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入数据和状态发生变化 I/O 映象区的相应单元的数据和状态也不会改变。 所以输入如果是脉冲信号，它的宽度必须大于一个扫描周期 ，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 在用户程序执行阶段， P LC 的 C PU 总是由上而下，从左到右的顺序依次的扫描梯形图。 并对控制线路进行逻辑运算，并以此刷新该逻辑线圈或输出线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态。 或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 例如：算术运算、数据处理、数据传达等。 在输出刷新阶段， C P U 按照 I/O 映象区内对应的数据和状态刷新所有的数据锁存电路，再经输出电路驱动响应的外设。 这时才是 P LC 真正的输出。 /输出滞后时间 输入 /输出 滞后时间又称系统响应时间，是指可编程序控制器的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。 输入模块的 C PU 滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作是产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为 10ms 左右。 输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在 10ms 左右；双向可空硅型输出电路在负载接通时的滞后时间 约为 1ms，负载由导通到断开时的最大滞后时间为 10ms；晶体管型输出电路的滞后时间约为 1ms。 由扫描工作方式引起的滞后时间最长可达到两个多扫描周期。 可编程序控制器总的响应延迟时间一般只有几十 ms，对于一般的系统是无关紧要的。 要求输入 — 输出信号之间的滞后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的可编程序控制器或采取其他措施。 PLC 机型的选择 方法 的类型 P LC 按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装河南理工毕业设计 第 13 页 两类；按 C PU 字长分为 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。 从应 用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型 P LC 的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型 P LC 提供多种 I/O 卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。 例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。 对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可 控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。 输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。 可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。 考虑是否需要扩展机架或远程 I/O 机架等。 P LC 的供电电源，除了引进设备时同时引进 P LC 应根据产品说明书要求设计和选用外，一般 P LC 的供电电源应设计选用 220VAC 电源，与国内电网电压一致。 重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。 如果 P LC 本身带有可使用电源时，应核对 提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。 为防止外部高压电源因误操作而引入 P LC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。 由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求 P LC 的存储器容量，按 256 个 I/O 点至少选 8K存储器选择。 需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。 （ 1） 控制单元的冗余 ① 重要的过程单元： C P U（包括存储器）及电源均应 1B1 冗余。 ② 在需要时也 可选用 P LC 硬件与热备软件构成的热备冗余系统、 2 重化或3 重化冗余容错系统等。 （ 2） I/O 接口单元的冗余 ① 控制回路的多点 I/O 卡应冗余配置。 河南理工毕业设计 第 14 页 ② 重要检测点的多点 I/O 卡可冗余配置。 3）根据需要对重要的 I/O 信号，可选用 2 重化或 3 重化的 I/O 接口单元。 选择 P LC 时，应考虑性能价格比。 考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。 每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。 当点数增加到某一数值后，相应 的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，估因此，点数的增加对 C PU 选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，在算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。 河南理工毕业设计 第 15 页 第三章 三相异步电动机的工作原理及结构 三相异步电动机的结构 三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。 此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件，如图 31 所示。 图 31 封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承； 2—前端盖； 3—转轴； 4—接线盒； 5—吊环； 6—定子铁心； 7—转子； 8—定子绕组； 9—机座； 10—后端盖； 11—风罩； 12—风扇 1．定子部分 定子是用来产生旋转磁场的。 三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。 （ 1）外壳 三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。 机座：铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。 中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子，它是三相电动机机械结构的重要组成部分。 通常，机座的外表要求散热性能好，所以一般都铸有河南理工毕业设计 第 16 页 散热片。 端盖：用铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是把转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。 轴承盖：也是铸铁或铸钢浇铸成型的，它的作用是固定转子，使转子不能轴向移动，另外起存放润滑油和保护轴承的作用。 接线盒：一般是用铸铁浇铸，其作用是保护和固定绕组的引出线端子。 吊环：一般是用铸钢制造，安装在机 座的上端，用来起吊、搬抬三相电动机。 （ 2）定子铁心 异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由 ～ 厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，如图 32 所示。 由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。 铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈。 （ a）定子铁心 （ b）定子冲片 图 32 定子铁心及冲片示意图 （ 3）定子绕组 定子绕组是三相电动 机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。 三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。 每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差 120176。 电角度。 线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。 中、小型三相电动机多采用圆漆包线，大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁心槽内。 定子三相绕组的六个出线端都引至河南理工毕业设计 第 17 页 接线盒上，首端分别标为 U1, V1, W1 ，末端分别标为 U2, V2 , W2。 这六个出线端在接线盒里的排列如图 33 所示 ，可以接成星形或三角形。 （ a）星形连接 （ b）三角形连接 图 33 定子绕组的联结 2．转子部分 （ 1）转子铁心 是用 厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组。 （ 2）转子绕组 异步电动机的转子绕组分为绕线形与笼形两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机。 ① 绕线形绕组 与定子绕组一样也是一个三相绕组，一般接成星形，三相引出线分别接到转轴上 的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相连，这就有可能在转子电路中串接电阻或电动势以改善电动机的运行性能，见图 34。 河南理工毕业设计 第 18 页 1—集电环； 2—电刷；。