基于plc控制机械手系统设计(编辑修改稿)

基于plc控制机械手系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

量具体的程序编制工作也可在 PLC 到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。 6． 体积小，维护操作方便 PLC 体积小，质量轻，便于安装。 PLC 的输入 /输出系统能够直观的反映现场总线信 的变化状态，还能通过各种方式直观的反映控制系统的运行状态。 7． 易于实现网络化 PLC 可连成功能很强的网络系统。 8． 可实现三电一体化 PLC 将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运动控制）这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应 各种工业控制的需要。 可编程控制器的主要功能 1． 条件控制功能 条件控制（或称逻辑控制或顺序控制）功能是指用 PLC 的与、或、非指令取代继电器接触的串联、并联极其他各种逻辑连接，进行开关控制。 2． 定时 /记数控制功能 定时 /记数控制功能指用 PLC提供的定时器、记数器指令实现对某种操作的定时或记数控制，以取代时间继电器和记数继电器。 3． 数据处理功能 数据处理功能是指 PLC 能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算、逻辑运算以及编码和译码等操作。 4． 步进控制功 能 步进控制功能是指用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能进行下一道工序操作的控制，以取代由硬件构成的步进控制器。 5． A/D 与 D/A 转换功能 A/D 与 D/A 转换功能是指通过 A/D、 D/A 模块完成模拟量和数字量之间的转换。 基于 PLC 控制机械手系统 第 7页 共 22页 6． 运动控制功能 运动控制功能是指通过高速记数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴运动控制。 7． 过程控制功能 过程控制功能是指通过 PLC 的 PID 控制指令或模块实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。 8． 扩展功能 扩展功能是指通过连接输入输出 扩展单元（即 I/O 扩展单元）模块来增加输入输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高 PLC 的控制功能。 9． 远程 I/O 功能 远程 I/O 功能是指通过 I/O 单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与 PLC 主机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。 10． 通信联网功能 通信联网功能是指通过 PLC 之间的联网、 PLC 与上位机的链接等，实现远程 I/O 控制或数据交换，以完成较大规模系统的复杂控制。 11． 监控功能 监控功能是指 PLC能监视系统各部分的进行状态和进程，对系统中出现的异常情况进行报警和记 录，甚至自动终止运行；也可在线调整、修改控制程序中的定时器、记数器等设定值或强制 I/O状态。 可编程控制器的基本结构 目前 PLC 种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。 主要包括中央处理单元 CPU、存储器 RAM 和 ROM、输入输出接口电路、电源、 I/O 扩展接口、外部设备接口等。 其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。 如图 所示， PLC 控制系统由输入量 — PLC— 输出量组成，外部的各种开关信号、 模拟信号、传感器检测的各种信号均作为 PLC 的输入量，它们经 PLC 外部输入端子，作为 PLC 的输出量对外围设备进行各种控制。 由此可见， PLC 基本结构由控制部分输入和输出组成。 常州工学院毕业设计论文 第 8 页 共 22 页 图 PLC 硬件结构图 可编程控制器各部分的作用 1． 中央处理器 CPU 是由控制器和运算器组成的。 运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。 控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊地工作，它的基本功能是从内存中取指令和执行指令。 他的重要功能如下： （ 1） 诊断 PLC 电源、内部电路的工作状态及 编制程序中的语法错误。 （ 2）采集由现场输入装置送来的状态或数据，并送入 PLC 的寄存器中。 （ 3）按用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，进行编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作。 （ 4）将存于寄存器中的处理结果送至输出端。 （ 5）应各种外部设备的工作请求。 2． 存储器 PLC 的存储器分为两大部分：一大部分是系统存储器，用来存放系统管理程序、监控程序及其系统内部数据。 二大部分是用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。 3． 输入输出接口电路 PLC 通过输入输出（ I/O） 接口电路实现与外围设备的连接。 输入接口通过 PLC 的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成 CPU 所能接受和处理的数字信号。 4． 电源 PLC 的电源是指将外部输入的交流电经过整流、滤波、稳压等处理后转换成满足 PLC 的 CPU、存储器、输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源电路或电源模块。 5． 输入输出 I/O 扩展接口 若主机单元的 I/O 点数不能满足输入输出点数需要时，可通过此接口用扁平电缆线将 I/O扩展单元与主机单元相连接。 基于 PLC 控制机械手系统 第 9页 共 22页 6． PLC 的基本工作原理 PLC 采用的是循环扫描工作方式。 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，则从则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，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。 PLC 的扫描全过程如图 所示。 图 PLC的扫描全过程 （ 1）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。 完成后关闭输入端口，转入程序执行阶段。 （ 2）程序执行阶段 在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条执行，并 将相应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。 （ 3）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，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。