plc控制机械手论文设计

plc控制机械手论文设计内容摘要：

也是实验条件所限，在 次我们主要介绍开关量接口电路。 可编程序控制器优点之一是抗干扰能力强。 这也是其 I/O 设计的优点之处，经过了电气隔离后，信号才送入 CPU 执行的 ,防止现场的强电干扰进入。 如下图就是采用光电耦合器 (一般采用反光二极管和光电三极管组成 )的开关量输入接口电路： 输出接口电路 可编程序控制器的输出有：继电器输出 (M)、晶体管输出 (T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。 (1) 输出接口电路的隔离方式 10 (2) 输出接口电路的主要技术参数 响应时间是 指 PLC从 ON状态转变成 OFF状态或从 OFF状态转变成ON 状态所需要的时间。 继电器输出型响应时间平均约为 10ms；晶闸管输出型响应时间为 1ms 以下；晶体管输出型在 以下为最快。 继电器输出型具有较大的输出电流， AC250V 以下的电路电压可驱动纯电阻负载 2A/1 点、感性负载 80VA 以下（ AC100V 或 AC200V）及灯负载 100W以下（ AC100V 或 200V）的负载； Y0、 Y1 以外每输出 1 点的输出电流是 ，但是由于温度上升的原因，每输出 4合计为 的电流，输出晶体管的 ON电压约为 ，因此驱动半导体元件时，请注意元件的输入电压特性。 Y0、 Y1 每输出 1 点的输出电流是 ，但是对 Y0、 Y1使用定位指令时需要高速响应，因此使用 10— 100mA 的输出电流；晶闸管输出电流也比较小， FX1S 无晶闸管输出型。 开路漏电流是指输出处于 OFF 状态时，输出回路中的电流。 继电器输出型输出接点 OFF 是无漏电流；晶体管输出型漏电流在 以下；晶闸管较大漏电流，主要由内部 RC电路引起，需在设计系统时注意。 输出公共端（ COM） 公共端与输出各组之间形成回路，从而驱 动负载。 FX1S 有1点或 4点一个公共端输出型，因此各公共端单元可以驱动不同电源电压系统的负载。 电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。 如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。 一般交流电压波动在 +10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 PLC 直接连接到交流电网上去。 如 FX1S 额定电压 AC100V— 240V，而电压允许范围在 AC85V— 264V 之间。 允 11 许瞬时停电在 10ms 以下，能继续工作。 一般小型 PLC的电源输出分 为两部分：一部分供 PLC 内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。 因此 PLC 对电源的基本要求： ①能有效地控制、消除电网电源带来的各种干扰； ②电源发生故障不会导致其它部分产生故障； ③允许较宽的电压范围； ④电源本身的功耗低，发热量小； ⑤内部电源与外部电源完全隔离； ⑥有较强的自保护功能。 PLC 的工作原理 由于 PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。 微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或 I/O 扫描方，若有键按下或有 I/O 变化 ，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。 PLC 则是采用循环扫描的工作方式。 对每个程序， CPU 从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。 扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是 CPU 执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。 一个扫描周期主要可分为 3个阶段。 输入刷新阶段 在输入刷新阶段， CPU 扫描全部输入端口，读取其 状态并写入输入状态寄存器。 完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。 在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。 程序执行阶段 在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应 12 的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。 当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。 输出刷新阶段 当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出 映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。 由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成 PLC 一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。 由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的，所以亦将这两个阶段统称为 I/O 刷新阶段。 实际上，除了执行程序和I/O 刷新外， PLC 还要进行各种错误检测（自诊断功能）并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”，一般在程序执行之后进行。 综上述， PLC 的扫描工作过程如图 1— 4所示。 显然扫描周期的长短主要取决 于程序的长短。 扫描周期越长，响应速度越慢。 由于每个扫描周期只进行一次 I/O刷新，即每一个扫描周期 PLC 只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。 但是由于其对 I/O 的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。 这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行， PLC 在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大 13 减小。 但是在快速 响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般 PLC 都会采取高速模块。 总之， PLC 采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一，我们在学习和使用 PLC当中都应加强注意。 14 第三章 机械臂的 PLC 控制。