(完整版)基于PLC的机器手的毕业设计论文
基于PLC的机械手控制系统设计毕业设计论文
题目:基于PLC的机械手控制系统设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于PLC的机械手控制系统设计毕业设计
关键词: 机械手;自动化;可编程控制器
Abstract
With the ever-changing science and technology, market competition intense, labor cost rise, formerly the manual handling can’t meet the current needs of the highly automated. Reduces the labor intensity, the safeguard production reliability, the security, reduces the production cost, enhance the product quality and the economic efficiency is the major issue which the enterprise produces must face.
基于PLC机械手设计本科机械专业毕业论文
毕业设计(论文)论文题目基于PLC机械手设计姓名学号专业机械设计制造与其自动化指导教师2014年3月10日摘要工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器,他有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
关键字工业机械手,电磁阀,可编程控制器(PLC)AbstractIndustrial manipulator is a kind of high-tech automated production equipment,which is developed in recent decades.Industrial manipulator is an important branch of industrial robots.Its characteristics is that it can do theexpected task by programming , and it has the respective advantage of both manand machine on the structure and performance, particularly in the person's intelligence and adaptability.The accuracy of the manipulator operation and theability to work in the environment has a broad space for development in the fieldof national economy.Manipulator is a kind of multifunctional machine which can be automatically controlled and can be changed by new programming, it has multiple degrees of freedomand can complete the work carry objects in different environments.At first,thestructure of manipulator is relatively simple,but in has a strong specificity.Withthe development of industrial technology, Industrial manipulator is produced withthe process control to independently achieve repetitive operation, which is called "universal manipulator for program control" in wide scope of application, whichis called shortly as general manipulator.Because of general manipulator canquickly change the working procedure with strong adaptability, it was widely quotedby changing in the medium and small batch production of products .Key wordsIndustrial manipulator,Solenoid valve,Programmable Logic Controller(PLC)目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)前言 (4)第一章机械手简介 (5)1.1 机械手的发展史 (5)1.2 机械手的分类 (5)1.3 功能与构成 (6)1.3.1 执行机构 (7)1.3.2 驱动机构 (7)1.3.3 控制系统 (8)1.4 课题的提出 (8)1.4.1 应用前景 (8)1.4.2 市场需求 (8)1.4.3 应用领域 (9)第二章机械手整体设计方案 (9)2.1 机械手总体设计 (9)2.1.1机械手整体结构的类型 (9)2.2 机械手工作过程 (10)第三章机械手控制系统设计 (12)3.1 可编程序控制器简介 (12)3.1.1 PLC的结构 (12)3.1.2 PLC的特点 (13)3.1.3 PLC的主要功能 (14)3.2 控制系统硬件设计 (14)3.2.1 PLC选型 (14)3.2.2地址分配 (15)3.3 控制系统软件设计 (16)3.4 PLC程序的调试 (21)3.4.1 PLC控制的安装与布线 (21)第四章结论 (22)参考文献 (23)前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
毕业设计(论文)基于三菱FX系列PLC的机械手控制系统设计
可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的,现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
高可靠性(1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离;(2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms;(3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰;(4)采用性能优良的开关电源。(5)对采用的器件进行严格的筛选;(6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软,硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大;(7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
同时,借助组态软件的辅助作用,大大提高了系统的工作效率。因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上,目前几乎都设有机械手,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统构成。
执行机构包括手部、手臂和躯干。手部装在手臂前端,可以转动、开闭手指。机械手手部的构造系统模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三指、四指等,其中以二指用得最多。可根据夾持
对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头,以适应操作的需要。本设计采用二指的构造。手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确地工作,手臂的三个自由度都需要精确地定位。总之,机械手的运动离不开直线移动和转动二种,因此它采用的执行机构主要是直线液压缸、摆动液压缸、电液脉冲马达、伺服液压马达、交流伺服电动机、直流伺服电动机和步进电动机等。躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的机架。
(完整版)PLC机械手毕业设计论文
摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成;电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术,位置控制技术、检测技术等,是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲,分别驱动横轴、竖轴变频器,控制机械手横轴和竖轴的精确定位,微动开关将位置信号传给PLC 主机;位置信号由接近开关反馈给PLC主机,通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合,从而实现机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词:机械手 PLC 变频器交流电机AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving , micro-switches position signal transmission will closeto the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be upin space objects, movements flexible, diverse, canreplace the artificial conducted operations, Accordingto the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.Key Words: Manipulator PLC Inverter AC motor目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (4)第一章机械手机械结构 (5)1.1传动机构 (5)1.2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章可编程控制PLC (8)2.1 PLC简介 (8)2.2 PLC内部原理 (10)A. 系统程序存储区 (11)B. 系统RAM存储区 (11)C.用户程序存储区 (11)2.3 PLC的工作原理 (12)2.4 PLC机型的选择方法 (15)2.6 机械手PLC选择及参数 (17)第三章三相异步电动机的工作原理及结构 (19)3.1 三相异步电动机的结构 (19)3.2 三相交流电机工作原理 (23)3.3 三相电动机的转动原理 (25)3.3 机械手电机的选用 (29)第四章变频器 (29)4.1变频器的构成 (30)4.2 变频器的分类和控制方式 (34)4.3 FR-A540变频器 (37)第五章机械手PLC控制系统设计 (40)5.1 机械手的工艺过程 (40)5.2 PLC控制系统 (42)致答谢词 (48)参考文献 (49)引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
机械手plc控制设计毕业论文
机械手plc控制设计毕业论文机械手PLC控制设计毕业论文引言:机械手是一种能够模拟人手运动的机械装置,广泛应用于工业生产线、医疗手术等领域。
PLC(可编程逻辑控制器)作为一种常见的自动化控制设备,被广泛应用于机械手的控制系统中。
本篇论文将探讨机械手PLC控制设计的相关内容,包括PLC选型、控制算法设计以及实验验证等。
一、PLC选型在机械手的PLC控制设计中,PLC选型是至关重要的一步。
首先,需要考虑机械手的运动范围、负载能力以及精度要求等因素,以确定所需的PLC输入输出点数和处理能力。
其次,还需考虑PLC的可靠性、稳定性以及扩展性等因素,以满足未来可能的升级需求。
最后,还需考虑PLC的成本,以确保在满足需求的前提下,控制系统的成本能够得到合理控制。
二、控制算法设计机械手的控制算法设计是机械手PLC控制设计中的核心环节。
根据机械手的运动特性和任务需求,可以采用不同的控制算法。
常见的控制算法包括位置控制、速度控制和力控制等。
位置控制是通过控制机械手的关节角度或末端执行器的位置来实现目标位置的控制。
速度控制则是通过控制机械手的关节角速度或末端执行器的速度来实现目标速度的控制。
力控制则是通过控制机械手的关节力矩或末端执行器的力来实现目标力的控制。
在实际应用中,常常需要综合考虑多种控制算法,以实现更加精确和灵活的控制。
三、实验验证为了验证机械手PLC控制设计的有效性和性能,需要进行实验验证。
首先,需要搭建机械手的实验平台,包括机械结构、传感器和执行器等。
其次,需要编写PLC程序,实现机械手的控制算法。
在实验过程中,需要采集和分析机械手的运动轨迹、力矩以及控制误差等数据,以评估控制系统的性能。
最后,可以通过与其他控制方法进行比较,验证机械手PLC控制设计的优势和局限性。
结论:机械手PLC控制设计是一项复杂而重要的任务,涉及到PLC选型、控制算法设计以及实验验证等多个方面。
合理的PLC选型能够满足机械手的控制需求,并确保系统的可靠性和稳定性。
(完整版)参考基于PLC的设计毕业设计论文
本科生毕业论文(设计) 基于PLC的????设计学院电气信息工程学院专业电气工程及其自动化班级09级电气1班学号学生姓名联系方式指导教师职称:副教授2013 年5月独创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。
签名:__________________________年______月_____日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文(设计)的规定,即:有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文(设计)的复印件和磁盘,允许毕业论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
本人论文(设计)中有原创性数据需要保密的部分为(如没有,请填写“无”):学生签名:年月日指导教师签名:年月日基于PLC的???设计摘要花式喷泉是园林工艺与现代美学相结合而逐渐发展起来的一种产物。
花式喷泉系统的主要架构即是其控制部分,它的控制功能直接决定了花式喷泉绝大部分的性能。
就一般意义上的花式喷泉而言,其喷水花式和喷水时间,将随着其控制电路设计方案的确定而确定,在一些特殊场合,遂行特殊的喷水任务有一定的困难。
在考虑到花式喷泉的控制要求和控制元件的性能体现之后,本设计选定西门子S7-200系列PLC为控制元件,以可实现多种喷水模式的自动切换为目的,通过梯形图的编写和仿真,初步模拟了喷泉的控制程序,实现了预定的设计目标。
关键词:PLC;自动控制基于PLC的???设计……题目翻译ABSTRACTFancy fountain is a kind of product comes from the combination of garden art and modern aesthetics . The core control component is the most important part of it, which mostly decides its function. As the fancy and the time of spraying are ensured while its control circuit was designed, common fancy fountains will performing some special spray tasks. Considering the requirement of its control and the property of the control component, this design selected Siemens S7-200 Programmable Logic Controllership as the core control component of fancy fountain system. In order to succeed in the automatic transfer of the spray model, this design preliminary imitated the control program of the fancy fountain through redacting and simulating the ladder diagram, thus achieving the concerted objective of this design.Key words:Programmable Logic Controller; Automatic control目录前言 (1)第一章西门子S7-200PLC概述 (1)1.1可编程控制器概述 (1)1.1.1 PLC的组成 (2)1.1.2 PLC的功能 (3)1.1.3 P L C的特点 (3)1.1.4 PLC的发展状况和前景 (3)1.2 西门子S7-200系列PLC概述 (4)第二章主控制器的选择 (5)2.1喷泉控制系统的设计要求 (5)2.1.1 花式喷泉系统整体设计概况 (5)2.1.2 花式喷泉的具体控制要求 (6)2.2 主控制器选择 (7)2.3系统主电路设计 (8)第三章喷泉控制系统设计 (8)3.1 喷泉控制系统的控制原理 (8)3.2 喷泉系统控制的输入输出点分配 (9)3.3 系统接线分布 (9)3.4 梯形图分析 (10)3.5 程序运行分析 (18)第四章喷泉控制系统设计程序调试 (19)总结 (25)参考文献 (28)致谢 (29)基于PLC的???设计前言喷泉,顾名思义,是指水在水压的作用下以特定形状喷出而形成的景观。
基于PLC控制的机械手设计毕业论文绪论
基于P L C控制的机械手设计毕业论文绪论Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】第一章绪论PLC简介可编程控制器简称PLC(Progrsmmable Logic Controller,PLC),它是以微处理器为基础服务夫人通用工业控制装置。
国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC作了如下定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输出和输入,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备,都应按易于工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
”可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。
它的程序是可以控制不同的对象。
具有更大的灵活性,再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善,适应性强,安装接线简单等众多优点,它可以方便地应用在各种场合,PLC采用了典型的计算机结构,主要是由微处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。
它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。
当可编程逻辑控制器投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
基于PLC控制的机械手程序设计师论文
毕业设计(论文)题目系专业班级学生姓名指导教师起迄日期设计地点摘要随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,市场竞争激烈、人工成本上涨,以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式,不但占用空间也不容易更变生产线结构,加上需要人力监督操作,更增加生产成本,原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
减轻劳动强度,保障生产的可靠性、安全性,降低生产成本,减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。
它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。
本设计就PLC在机械手控制上的应用作了详细阐述.关键词:plc 可编程控制器机械手AbstractAlong with science's and technology's changing with each new day, the automaticity request is getting higher and higher, market competition intense, labor cost rise, formerly the manual control the transporting and the stationary conveyor belt tradition thing mode of transport primarily, not only takes the space not to be easy to change the production line structure, in addition needs the manpower monitor operation, increases the production cost, the original production feeds the installment not to be able to satisfy current highly automated by far the need. Reduces the labor intensity, the safeguard production reliability, the security, reduces the production cost, reduces the environmental pollution, to enhance the product the quality and the economic efficiency is the major issue which the enterprise produces must face. It integrates the automatic control technology, the Measurement Technique, the new sensor technology, the computer management technology in a body's integration of machinery product; Carries on the centralism surveillance, the control supervisor fully using the computer technology to the production process and disperses the control; Has absorbed the dispersion-like control system and the common control system's merit fully, uses the standardization, the modulation, the systematized design, the disposition is nimble, the configuration is convenient. This design on PLC, in the manipulator controlled on to serve as the detailed elaboration.key word: plc programmable controller manipulator第一章可编程控制PLC1.1 PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
(完整版)基于PLC的机械手自动控制的毕业设计论文
(完整版)基于PLC的机械⼿⾃动控制的毕业设计论⽂物理与电⼦⼯程学院《PLC原理与应⽤》课程设计报告书设计题⽬:基于PLC的机械⼿⾃动控制的设计专业:⾃动化班级:XXX学⽣姓名:XX学号:XXXX指导教师:XXXX2013年12⽉20⽇物理与电⼦⼯程学院课程设计任务书专业:⾃动化班级: 3班摘要⼯业机械⼿是近代⾃动控制领域中出现的⼀项新的技术,是现代控制理论与⼯业⽣产⾃动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造⽣产系统中的⼀个重要组成部分。
⼯业机械⼿是提⾼⽣产过程⾃动化、改善劳动条件、提⾼产品质量和⽣产效率的有效⼿段之⼀。
尤其在⾼温、⾼压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应⽤得更为⼴泛。
在我国,近⼏年来也有较快的发展,并取得⼀定的效果,受到机械⼯业和铁路⼯业部门的重视。
本⽂介绍的物料搬运机械⼿可在空间抓放物体,可代替⼈⼯在⾼温和危险的作业区进⾏作业,主要作⽤是完成机械部件的搬运⼯作,能放置在各种不同的⽣产线或物流流⽔线中,使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
关键词:PLC;机械⼿控制;程序设计⽬录1 课题介绍 ...............................................1.1 课题设计内容...........................................1.2课题设计具体要求........................................1.3课题研究的⽬的和意义.................................... 2机械⼿和PLC的概念及选择................................2.1机械⼿的概念............................................2.2 PLC的概念..............................................3 PLC控制机械⼿的系统....................................3.1机械⼿的流程图..........................................3.2 IO地址分配.............................................3.3 机械⼿的PLC编程语句 ...................................3.4机械⼿⾃动控制的梯形图.................................. 4⼼得体会................................................参考⽂献 ..............................................1 课题介绍1.1 课题设计内容机械⼿设有调整、连续、单周及步进四种⼯作⽅式,⼯作时要⾸先选择⼯作⽅式,然后操作对应按钮。
(完整版)基于PLC的机械手分选大小球~完成版本2毕业论文
高等教育自学考试毕业论文基于PLC的机械手分选大小球的自动控制主考学校:武汉工业学院专业:机电一体化工程指导老师:胡江萍考生姓名:姚世洪准考证号:2011年9月 25 日目录第一章PLC可编程控制器概述 (3)1.1 PLC可编程控制器的定义 (3)1.2PLC可编程控制器的特点 (3)1.3 PLC可编程控制器的趋势与动向 (5)第二章 PLC可编程控制器的原理 (6)2.1 PLC可编程控制器的组成 (6)2.2 PLC可编程控制器工作原理 (8)2.3 PLC可编程控制器系统设计参考 (9)第三章 PLC在大小球分选系统中的设计 (12)3.1 分选大小球控制系统的工作原理…………………………………3.2 分选大小球控制系统的输入输出地址及定时器分配……………3.3 分选大小球控制系统的接线图……………………………………3.4 分选大小球控制系统的状态流程图………………………………3.5 分选大小球控制系统的梯形图……………………………………3.6 分选大小球控制系统的程序图……………………………………总结 (19)致谢 (20)参考文献……………………………………………………………………… (21)摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件。
机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色,它可以搬运货物、分选物品、代替人的繁重劳动。
随着工业自动化、机械化进程的加速,自动控制正在逐步取代传统的人工控制,在改善工作人员工作环境的同时也使生产效率大大的提高,能够最大限度地满足被控对象和生产过程的控制要求。
因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本次毕业设计任务是通过PLC实现机械手分选大小球的自动控制。
论文主要对PLC可编程控制器的概述、特征、大小球分选自动系统中的设计进行具体阐明,并通过PLC来实现大小球分选系统的控制。
设计中采用日本三菱公司具有高性价比的微型可编程控制器FX2系列PLC,实现自动分选大小球的控制系统。
(完整版)基于PLC的机械手模型控制系统毕业设计论文
天津大学网络教育学院毕业设计(论文)任务书题目:基于PLC的机械手的动作控制系统设计完成期限:2011年9月8日至2011年11月10日学习中心东莞年级2009年秋季专业机械设计制造及其自动化指导教师王喆姓名陈美萍学号摘要在工业生产和其他领域内,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危及生命。
自从机械手问世以来,相应的各种难题迎刃而解。
在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势,描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。
研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计,还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。
利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面,提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态,进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性,充分提高了系统的工作效率。
关键词:机械手;PLC;MCG S;目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 课题研究目的及意义 (1)1.2 国内外机械手研究概况 (1)1.3 课题研究的内容 (2)第二章机械手控制方式的选择和可编程序控制器简介 (3)2.1 机械手控制方式的选择 (3)2.1.1 控制方式的分类 (3)2.1.2 PLC与工业控制计算机(IPC)和集散控制系统(DCS)的比较 (3)2.1.3 机械手控制方式的选定 (4)2.2 可编程序控制器简介 (5)2.2.1 PLC的结构 (5)2.2.2 PLC的特点 (6)2.2.3 PLC的主要功能 (7)2.2.4 PLC的经济分析 (7)2.2.5 PLC发展状况及趋势 (8)第三章机械手模型控制系统的设计 (9)3.1 机械手控制系统构件概述 (9)3.1.1 步进电机 (9)3.1.2 步进电机驱动器 (9)3.1.3 传感器 (11)3.1.4 直流电机驱动单元 (12)3.2 机械手的动作实现过程 (12)3.3 PLC程序设计 (14)3.3.1 IO点数的确定及PLC类型的选择 (14)3.3.2 PLC的IO分配 (14)3.3.3 编程指令的选择 (14)3.3.4 PLC程序的设计 (15)3.4 PLC程序的调试 (15)3.4.1 PLC控制的安装与布线 (15)3.4.2 机械手控制系统的外部接线图 (16)3.4.3 机械手控制程序的调试 (16)第四章MCGS在机械手控制系统中的应用 (17)4.1 MCGS的概述 (17)4.1.1 MCGS的简介 (17)4.1.2 MCGS的构成 (17)4.1.3 MCGS的主要特性和功能 (18)4.1.4 MCGS的编程语言 (18)4.1.5 MCGS的数据结构 (19)4.1.6 MCGS的作用 (19)4.2 工程的建立与变量的定义 (20)4.2.1 工程的建立 (20)4.2.2 变量的分配 (20)4.2.3 变量定义的步骤 (21)4.2.4 设备与变量连接 (23)4.3 工程画面的创建 (24)4.3.1 封面窗口及监控画面的制作 (25)4.3.2 运行策略的建立及脚本程序的编写 (27)4.4 动画的连接 (31)4.4.1 指示灯的动画连接 (31)4.4.2 机械手的动画连接 (32)4.5 组态运行 (35)第五章结论... .. (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)附录1 程序流程图 (39)附录2 顺序功能图 (42)附录3 梯形图 (43)附录4 指令表 (45)附录 5 PLC外部电气接线图 (48)第一章绪论1.1 课题研究目的及意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
基于PLC机械手臂的设计毕业论文
基于PLC机械手臂的设计毕业论文一、《基于PLC机械手臂的设计毕业论文》随着工业自动化水平的不断提高,机械手臂作为重要的自动化设备之一,在工业领域的应用越来越广泛。
PLC(可编程逻辑控制器)作为机械手臂控制的核心部件,其性能和控制精度直接影响着机械手臂的工作效率和稳定性。
因此基于PLC的机械手臂设计研究具有重要的实际意义和应用价值。
本文旨在探讨基于PLC的机械手臂设计的相关问题,为相关领域的研究提供参考。
近年来工业自动化进程不断加快,工业生产效率的要求也日益提高。
机械手臂作为自动化设备的重要组成部分,已经广泛应用于焊接、装配、搬运等工业生产领域。
而PLC作为机械手臂的控制核心,其性能和控制精度直接影响到机械手臂的工作效率和稳定性。
因此开展基于PLC的机械手臂设计研究,不仅可以提高机械手臂的性能和稳定性,还可以推动工业自动化水平的提高,对于提高工业生产效率和质量具有重要的意义。
本文研究的主要内容包括基于PLC的机械手臂控制系统设计、运动控制算法研究以及实验验证等方面。
通过对PLC控制技术的深入研究,结合机械手臂的运动特点,设计出一套高效稳定的机械手臂控制系统。
同时研究机械手臂的运动控制算法,提高机械手臂的运动精度和速度。
最后通过实验验证,评估系统的性能。
研究目标为开发出一套具有自主知识产权的基于PLC的机械手臂控制系统,为工业自动化领域提供技术支持。
目前国内外对于基于PLC的机械手臂设计研究已经取得了一定的成果。
国外在PLC技术和机械手臂技术方面处于领先地位,已经有很多成熟的机械手臂产品问世。
而国内在PLC技术和机械手臂技术方面还存在一定的差距,但是国内的研究机构和企业在不断努力,已经取得了一些重要的进展。
因此本文旨在通过对基于PLC的机械手臂设计研究,了解国内外现状,提高国内在该领域的技术水平。
同时通过对PLC控制技术的深入研究,为相关领域的研究提供参考。
研究方法和技术路线本文将采用理论分析和实验研究相结合的方法进行研究,首先进行理论分析,包括对PLC控制技术的研究和对机械手臂运动特点的分析。
(完整版)大学基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传(2011届)毕业设计(论文)基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计学院(部):电气与信息工程学院专业:机电一体化技术学生姓名:刘祖光班级:机电0821 学号:指导老师:郭艳杰职称:讲师最终评定成绩:2011年6月摘要当今社会,科学技术飞速发展,人类活动给世界带来了巨大的改变。
在科技进步的同时,以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。
机械手在不同的作业场合,尤其是在特殊的环境背景下,为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处,尤为明显的是在工业及军事领域内。
工业中大量的生产活动,存在着很多不便于人类操纵的环节,特别是在工作环境较危险的情况下,如果使用具有远程控制功能的机械手,则可以增加系统的安全性,大大的节约损耗,提高效率。
可见,在自动化、工业化进程中,在特殊背景环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。
在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势,描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。
研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计,还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。
利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面,提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态,进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性,充分提高了系统的工作效率。
关键词:机械手,PLC,MCGSABSTRACTIn today's society, science and technology rapid development, activities create world a the meanwhile, technological progress in various controllers different types of manipulator with its outstanding performance more and more used by people. The different occasions manipulator, especially in the special environment context for the activity quickly smoothly caused great convenience and benefit, particularly obvious in the industrial and military field. Industrial large Numbers of production activity, there are many not it is easy for a business environment is dangerous situation, if use automation, the process of industrialization, in special background environment using manipulator inevitable trend. .In this design the present condition of research about domestic and international manipulator and development trend of research concerning PLC were introduced. The principle of work and the process of action’s realization of manipulator control system were described. The design of manipulator model control system based on PLC was researched and MCGS’s application in the manipulator model control system was researched. The interface of supervision for the manipulator model control system was designed by MCGS. An intuitive, clear and accurate manipulator operating state was provided. And then various possibilities for maintain and breakdown’s diagnosis were provided, the work’sefficiency of system was fully elevated.Key words: manipulator,PLC,MCGS目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2设计目的和意义 (1)1.3 本文主要工作 (2)第2章可编程序逻辑控制器(PLC)和机械手概述 (3)2.1 可编程序逻辑控制器(PLC) (3)2.1.1 PLC的结构 (3)2.1.2 PLC的发展历程 (4)2.1.3 PLC的硬件 (5)2.1.4 PLC的主要特点 (6)2.1.5 FX2N系列PLC介绍 (7)2.2 机械手 (9)2.2.1 机械手概述 (9)2.2.2机械手的工作原理 (9)2.2.3机械手的发展趋势 (10)第三章系统设计 (11)3.1 系统方案分析设计 (11)3.1.1控制要求 (11)3.1.2 方案设计 (11)3.2 硬件设计 (13)3.2.1 输入输出端子地址分配 (13)3.2.2 PLC接线图 (13)3.3 系统程序设计 (14)3.3.1 常用编程方法介绍 (14)3.3.2流程图 (16)3.3.3梯形图 (17)3.3.4 语句表 (20)3.4 MCGS组态软件 (21)3.4.1 MCGS 组态软件结构功能特点 (22)3.4.2 工程的建立和变量的定义 (26)3.4.3 动画连接 (29)3.4.5 调试 (34)第四章系统的调试及设计总结 (35)4.1 系统调试 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录1 FX2N基本指令 (39)第一章绪论1.1 课题背景随着计算机技术的飞速发展,PLC(即可编程逻辑编程器的简称)已经进入日常生产、生活的各个方面,PLC的应用在各行各业已成为必不可少的内容。
基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)
基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)
毕业设计题目:基于PLC的机械手控制设计
设计目标:
设计一个基于PLC的机械手控制系统,能够实现机械手对物体的抓取和放置操作。
设计内容:
1. 硬件设计:选择合适的PLC控制器,根据机械手的结构和控制需求,设计电路和连接方式,包括传感器、执行器、驱动器等硬件组成部分。
2. 软件设计:编写PLC程序,实现机械手的控制逻辑。
包括对机械手运动轨迹的规划、抓取力度的控制、异常情况的处理等功能。
3. 通信设计:如果需要与其他设备或系统进行通信,设计与外部设备的接口和通信协议。
4. 安全设计:考虑机械手在工作过程中可能出现的危险情况,设计安全机制,如急停按钮、防碰撞装置等。
5. 用户界面设计:设计一个简明易懂的用户界面,方便用户对机械手进行操作和监控。
6. 系统测试和调试:对设计的控制系统进行测试和调试,保证系统的稳定性和可靠性。
7. 性能评估和改进:对设计的控制系统进行性能评估,分析系统的优点和不足,并提出改进方案。
8. 文档编写:编写毕业设计报告,包括设计方案、实施过程、测试结果和分析等内容。
预期成果:
1. 完整的机械手控制系统,能够准确抓取和放置物体。
2. 可靠的硬件设计和稳定的软件程序。
3. 安全可靠的系统设计,能够防止意外事故的发生。
4. 用户友好的界面设计,简化操作流程。
5. 毕业设计报告和相关文档。
基于PLC的机器人控制智能系统设计—-毕业论文设计
基于PLC的机器人控制智能系统设计—-毕业论文设计简介本文旨在设计一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的机器人控制智能系统。
通过该系统,机器人能够实现复杂的自主运动和任务执行,提高工作效率和生产能力。
目标本论文设计的目标包括:1. 设计一个基于PLC的机器人控制系统,能够精确控制机器人的运动和动作;2. 提供一个用户友好的界面,使操作者能够轻松输入指令和监控机器人的状态;3. 实现机器人的自主导航和自动避障功能,以提高机器人的自主性和安全性;4. 验证系统设计的可行性和有效性,通过实际测试和性能评估。
方法本论文采用以下方法设计基于PLC的机器人控制智能系统:1. 确定机器人的控制要求和功能需求,包括运动范围、动作规划和交互能力等;2. 设计PLC的硬件结构,选择适合机器人控制的控制器和传感器;3. 开发控制系统的软件,实现对机器人运动和动作的控制;4. 设计用户界面,使操作者能够方便地输入指令和监控机器人的状态;5. 实现机器人的自主导航和自动避障功能,通过传感器数据和算法实现;6. 进行系统测试和性能评估,验证系统设计的可行性和有效性。
预期结果通过本论文设计的基于PLC的机器人控制智能系统,预期实现以下结果:1. 实现精确控制机器人的运动和动作,提高机器人的工作效率和生产能力;2. 提供用户友好的界面,方便操作者输入指令和监控机器人的状态;3. 实现机器人的自主导航和自动避障功能,提高机器人的自主性和安全性;4. 验证系统设计的可行性和有效性,通过实际测试和性能评估。
结论本论文设计基于PLC的机器人控制智能系统,旨在提高机器人的自主性和工作效率。
通过实现精确控制、用户友好界面以及自主导航和自动避障等功能,该系统具有广泛的应用前景和市场价值。
基于plc机械手控制系统毕业设计论文
理工类大学本科毕业设计论文電氣工程系畢業論文基於PLC的氣動機械手設計畢業生姓名:指導教師、職稱:學號:專業名稱:摘要伴隨著機電一體化在各個領域的應用,機械設備的自動控制成分顯得越來越重要,由於工作的需要,人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害,增加了工人的勞動強度,甚至於危機生命。
因此機械手就在這樣誕生了,機械手是工業機器人系統中傳統的任務執行機構,是機器人的關鍵部件之一。
其中的工業機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術,它的發展是由於其積極作用正日益為人們所認識:它能部分地代替人工操作;能按照生產工藝的要求,遵循一定的程式、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸;能製作必要的機具進行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動條件,顯著地提高勞動生產率,加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。
本設計採用三菱Q系列PLC作為控制機對工業機械手進行控制及監控。
關鍵字:可編程控制器PLC,機械手,氣動AbstractFollows the integration of machinery in each domain application, the mechanical device automatic control ingredient is appearing more and more importantly, industry manipulator is a new technology which in the modern automatic control domain appears, its development is because its positive role was knowing day by day for the people: It can the partial zones for the manual control; Can defer to the production craft the request, follows the certain procedure, the time and the position completes the work piece the transmission and loading and unloading; Can manufacture the essential machines and tools to carry on the welding and the assembly thus greatly improves worker's work condition, remarkably enhances the labor productivity, speeds up realizes the industrial production mechanization and the auto mated step. This design uses grinds the overseas Chinese laborer industry control computer to take on the position machine, Q PLC carries on the monitoring and the performance data as the lower position machine to freedom industries manipulator files away.目录第一章绪论 (6)1.1 气动机械手概述 (6)1.2 机械手的组成和分类 (6)1.2.1机械手的组成 (6)1.2.2机械手的分类 (9)1.3 国内外发展状况 (10)1.4课题的提出及主要任务 (12)1.4.1课题的提出 (12)1.4.2课题的主要任务 (13)第二章机械手的设计方案 (13)2.1机械手的坐标型式与自由度 (14)2.2 机械手的手部结构方案设计 (15)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (15)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (15)2.5 机械手的驱动方案设计 (16)2.6 机械手的控制方案设计 (16)2.7 机械手的主要参数 (16)2.8 机械手的技术参数列表 (16)2.9 前法兰式气缸的简介 (18)第三章手臂伸缩、回转气缸的尺寸设计与校核 (18)3.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (18)3.1.2 平衡装置 (20)3.2手腕回转气缸的尺寸设计与校核 (21)3.2.1 尺寸设计 (21)3.2.2 尺寸校核 (21)第四章气动系统设计 (22)4.1 气压传动系统工作原理图 (22)第五章机械手的PLC控制设计 (24)5.1可编程序控器的简介 (24)5.2 PLC的结构,种类和分类 (25)5.3 FX2n系列三菱PLC特点 (27)5.4 接近开关传感器 (28)5.5 I/O接口简介 (29)5.6 行程开关的介绍 (30)5.6.1 行程开关的概念 (30)5.6.2 行程开关的作用及原理 (30)5.7电路的总体设计 (30)5.7.1 回路的设计 (30)5.7.2 系统输入/输出分布表 (31)5.7.3机械手的程序设计 (32)5.7.4 步进电机的运行控制 (33)5.7.5 各模块的程序设计 (34)第六章结论 (43)结束语 (44)参考文献 (45)第一章緒論1.1 氣動機械手概述氣動機械手由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成,是一種仿人操作,自動控制、可重複編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化設備。
基于PLC控制的机械手设计(毕业论文)
第四章程序设计4.1 编程软件简介STEP 7-Micro/WIN是西门子公司为S7-200系列PLC的开发而设计的,是基于Windows操作系统的应用软件,其功能非常强大,操作方便,使用简单,容易学习。
软件支持中文界面。
其基本功能是创建、编辑和修改用户程序以及编译、调试、运行和实时监控用户程序。
运行STEP 7-Micro/WIN软件,看到的是英文界面。
如果想切换为中文环境,执行菜单命令Tools”→“Options”,点击出现的对话框左边的“General”图标,在“General”选项卡中,选择语言为“Chinese”,单击“OK”按钮后,软件将退出。
退出后,再次启动该软件,界面和帮助文件均变为中文,在开始程序设计前必须对PLC进行通信连接,的那个PLC通信连接后在开始运行或者修改程序,在PLC程序梯形图中,程序被分成称为“网络”的一些段。
一个网络是触点、线圈和功能框的有序排列。
能流只能从左向右流动,网络中不能有断路、开路和反方向的能流。
书写Plc程序的方法为在LAD编辑器中,它有4种输入程序指令的方法:鼠标拖放、鼠标单击、工具栏按钮、特殊功能键(如F4、F6、F9等)LAD程序使用线段连接各个元件,可以使用工具栏上的“向下线”、“向上线”、“向左线”、“向右线”等连线按钮,或者用键盘上的Ctrl+上、下、左、右箭头键进行编辑。
STEP 7-Micro/WIN 软件支持常用编辑软件所具备的插入和删除功能。
通过键盘或者菜单命令可以方便地插入和删除一行、一列、一个网络、一个子程序或者中断程序,在编辑区右键单击要进行操作的位置,弹出快捷菜单,选择“插入”或“删除”选项,在弹出的子菜单中单击要插入或删除的项。
子菜单中的“竖直”用来插入和删除垂直的并联线段。
可以用“编辑”菜单中的命令进行以上相同的操作。
按键盘上的Delete键可以删除光标所在位置的元件。
在编写程序完成后,必须对程序进行编译,当程序编译无误后才能下载至PLC运行,4.2 程序总体设计由于设计中机械手运动方式有5种模式,分别是手动、自动回原点、连续、单周期、单步5种工作方式,且必须保证在每种模式工作下相互之间互不干扰,为了减少PLC 的输入点,使程序简单明了,采用主程序OBI加子程序模块的编写方式,由于每种程序运行前都有一些必要的前期准备工作,例如在单步、单周期、连续工作时必须保证机械手处于原点位置,而在每种模式下工作机械手都有运送工件的操作,所以可将每种模式下工作的程序中都应具备的条件作为公用程序,为各种工作模式做前期准备工作,而公用程序是无条件执行的,即当下载并运行程序后PLC程序后自动扫描并运行公用程序,为子程序的运行做准备,设计中机械手有5种工作方式,而其中的单周期和连续工作方式所用的顺序功能图是同一个,其去呗仅仅是单周期只是允许机械手运行一次,而连续模式则是要求机械手连续不断的运行,所以可以将单周期和连续工作作为一个单独的子程序编写;手动工作方式是为便于对机械手的检修而设计的,其操作并不存在必然的逻辑连续,即步与步之间的操作互不影响,所以用一个单独的子程序表达即可,而自动回原点程序是为其他各种工作方式做准备的,为了保证程序的运行稳定,在该模式下工作时,机械手无论处于任何位置都将自动返回原点,其步与步之间存在一定的逻辑关系,可以用一个单独的子程序编写;单步工作方式是主要是为了调试机械手运动是否稳定可靠而设计的,虽然其运动过程和单周期、连续工作的过程一样,但在操作上存在一定的区别,单周期和连续式要求系统在按下启动按钮后程序将自动进行步与步之间的转换,而单步工作方式是按下一次启动按钮系统将向前进行一步并停止,若要继续下一步的操作,必须在按一次启动按钮,为了不和连续单周期的程序发生冲突,所以将单独为单步程序编写一个子程序,且其位存储器也区别单周期和连续工作方式,目的是为了保证程序能稳定运行。
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安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称基于PLC的机器手的设计学院专业班级姓名学号毕业设计(论文)的主要内容:1.PLC结构及PLC设计介绍2.机械手系统硬件设计3.PLC控制系统软件设计。
说明书不少于1.5万字、起止时间:2013 年 2 月25 日至2013 年 6 月20 日共10 周指导教师签字系主任签字院长签字摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成;电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术,位置控制技术、检测技术等,是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲,分别驱动横轴、竖轴变频器,控制机械手横轴和竖轴的精确定位,微动开关将位置信号传给PLC主机;位置信号由接近开关反馈给PLC主机,通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合,从而实现机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving , micro-switches position signal transmission will close to the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. Thetopics to be developed by the Manipulator grasping be up in space objects, movements flexible, diverse, can replace the artificial conducted operations, According to the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.目录摘要 (1)ABSTRACT ....................................................................................... .. (2)引言 (4)可编程控制PLC (5)1,1PLC简介 (5)1.2 PLC内部原理内部原理内部原理内部原理 (7)A.系统程序存储区 (7)B.系统RAM存储区 (8)C.用户程序存储区 (9)1.3 PLC的工作原理 (10)1.4 PLC机型的选择方法 (13)1.6 PLC选择及参数 (15)1.7机械手PLC控制系统设计 (16)1.8 PLC控制系统 (17)致答谢词 (23)引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。
同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。
在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。
本课题拟开发物料搬运机械手,采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等;电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。
我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成各种动作。
可编程控制PLC1.1 PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
同时,PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
作为离散控的制的首选产品,PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展,世界范围内的PLC年增长率保持为20%~30%。
随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大,近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。
但是,在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。
综合相关资料,2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右,在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。
它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。
用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。
运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。
PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。
PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。
不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。
PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。
它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。
大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。
把计算结果送给PLC的控制器。
相同IO点数的系统,用PLC比用DCS,其成本要低一些(大约能省40%左右)。
PLC 没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。
一个PLC的控制器,可以接收几千个IO 点(最多可达8000多个IO)。
如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适。
PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。
近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制,PLC在我国的应用增长十分迅速。
随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器1.2PLC内部原理PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机,其硬件结构和微机是基本一的。
PLC硬件的基本结构(1)中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能,接受并存储从编程器键入的用户程序和数据,检查电源、存储器、IO以及警戒定时器的状态,并能检查用户程序的语法错误。
当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接受现场各输入装置的状态和数据,并分别存入IO 映象区, 然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算等任务。
并将逻辑或算术运算等结果送入IO映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕以后,最后将IO映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行为止。
(2)存储器与微型计算机一样,除了硬件以外,还必须有软件。
才能构成一台完整的PLC。
PLC的软件分为两部分: 系统软件和应用软件。
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
PLC存储空间的分配:虽然大、中、小型PLC的CPU的最大可寻址存储空间各不相同,但是根据PLC的工作原理,其存储空间一般包括以下三个区域:系统程序存储区,系统RAM 存储区(包括IO映象区和系统软设备等)和用户程序存储区。
A. 系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。
它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。
由制造厂商将其固化在EPROM中,用户不能够直接存取。
它和硬件一起决定了该PLC的各项功能。
B. 系统RAM存储区系统RAM存储区包括IO映象区以及各类软设备(例如:逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等)存储区。
(A)IO映象区由于PLC投入运行后,只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据,在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。
因此,它需要有一定数量的存储单元(RAM)以供存放IO的状态和数据,这些存储单元称作IO映象区。
一个开关量IO占用存储单元中的一个位(bit), 一个模拟量IO占用存储单元中的一个字(16个bit)。
因此,整个IO映象区可看作由开关量的IO映象区和模拟量的IO映象区两部分组成。