机械手的PLC控制设计及调试
机械手的PLC控制-PLC课程设计
一、要求机械手的PLC控制1.设备基本动作:机械手的动作过程分为顺序的8个工步:既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环(周期)回到原位。
并且只有当右工作台上无工件时,机械手才能从右上位下降,否则,在右上位等待。
2.控制程序可实现手动、自动两种操作方式;自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。
3.设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。
4. 在实验室实验台上运行该程序。
二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
3.“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式时手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。
注解:“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动(连续)两种操作模式,使用顺序控制法编程。
PLC 机型选用CPM2A-40型,其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。
“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。
有手动、自动(单工步、单周期、连续)操作方式。
手动方式与自动方式分开编程。
参考其编程思想。
“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式有手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。
用CPM1A编程。
这里“误操作禁止”是指当自动(单工步、单周期、连续)工作方式时,按一次操作按钮自动运行方式开始,此后再按操作按钮属于错误操作,程序对错误操作不予响应。
小型搬运机械手的PLC控制系统设计
小型搬运机械手的PLC控制系统设计
小型搬运机械手的PLC控制系统设计包括以下几个方面:
1. 确定系统需求:首先需要明确机械手的工作任务和工作环境,包
括搬运物品的重量、尺寸和形状,以及工作空间的限制。
2. 选择适当的PLC:根据系统需求选择合适的PLC,考虑其输入输
出点数、通信接口、处理能力和可靠性等因素。
3. 确定传感器和执行器:根据机械手的工作任务选择合适的传感器
和执行器,例如光电传感器、接近开关、压力传感器、伺服电机等。
4. 确定控制策略:根据机械手的工作任务确定控制策略,包括运动
控制、路径规划、物体识别等。
5. 编写PLC程序:根据控制策略编写PLC程序,使用相应的编程语
言(如 ladder diagram、structured text 等),实现机械手的自
动化控制。
6. 连接传感器和执行器:根据PLC的输入输出点数,将传感器和执
行器与PLC连接起来,确保数据的准确传输和控制信号的可靠输出。
7. 调试和测试:完成PLC程序编写后,进行调试和测试,验证系统
的功能和性能是否满足需求,对程序进行优化和修正。
8. 系统集成和实施:将PLC控制系统与机械手进行集成,确保系统
的稳定运行和安全性。
9. 运维和维护:定期对PLC控制系统进行维护和保养,包括检查传
感器和执行器的工作状态,更新PLC程序,修复故障等。
需要注意的是,小型搬运机械手的PLC控制系统设计需要根据具体
的应用场景和要求进行定制,以上仅为一般性的设计步骤和考虑因素,具体设计还需根据实际情况进行调整和优化。
简易机械手PLC控制
简易机械手PLC控制简介在制造业中,机械手是一种关键的工业自动化设备,用于处理和搬运物品。
机械手的控制非常重要,它决定了机械手的精度和效率。
PLC (可编程逻辑控制器)是一种常用的控制设备,它可以编程来控制机械手的运动和动作。
本文将介绍如何使用PLC控制一个简易机械手的运动。
所需硬件和软件•一台简易机械手•一个PLC设备•一个用于编程的PLC软件步骤步骤一:连接PLC设备和机械手首先,将PLC设备连接到机械手控制器上。
确保连接正确,以便PLC能够发送指令给机械手控制器。
步骤二:安装PLC软件并编程在电脑上安装PLC软件,并启动软件。
创建一个新的项目,并选择适当的PLC类型和通信配置。
然后,开始编程。
步骤三:设置输入输出(IO)点在PLC软件中,设置适当的输入输出(IO)点,以接受和发送信号。
例如,设置一个输入点来接收机械手的位置信号,以便PLC可以确定机械手的当前位置。
同时,设置一个输出点来发送控制信号给机械手,以控制它的动作。
步骤四:编写程序逻辑使用PLC软件编写机械手的控制程序。
根据机械手的需求,编写逻辑来控制机械手的运动和动作。
例如,如果机械手需要抓取一个物体并将其放置到另一个位置,那么编程逻辑应该包括机械手的移动和抓取指令。
确保编写的逻辑合理且有效。
步骤五:测试和调试在PLC软件中,模拟机械手的动作并进行测试。
确保PLC能够正确地控制机械手的运动。
如果发现错误或问题,进行调试并修正程序逻辑。
步骤六:上传程序到PLC当测试和调试完成后,将编写的程序上传到PLC设备中。
确保上传的程序可以在PLC上正确运行。
步骤七:运行机械手一切准备就绪后,运行机械手。
PLC将根据编写的逻辑控制机械手的运动和动作。
结论使用PLC控制机械手是一种常见的工业自动化方法。
通过编写合理的程序逻辑,PLC可以控制机械手的运动和动作,提高生产效率和精度。
希望本文能够帮助读者了解如何使用PLC控制简易机械手。
工业机械手plc控制系统毕业设计
工业机械手plc控制系统毕业设计工业机械手在现代化的生产线中扮演着重要的角色,它可以高效地完成各种物品转移操作,但是机械手的运作离不开PLC控制系统的支持。
因此,本文将围绕“工业机械手PLC控制系统毕业设计”展开阐述。
第一步,进行需求分析。
在进行PLC控制系统设计之前,首先需要了解客户的具体需求,包括机械手的移动速度、精度、各种动作状态、传感器的数量等等因素。
针对这些要求进行详细分析,方便后续控制程序的编写。
第二步,进行PLC选型。
在根据客户需求推算出所需要的控制模块后,可以进行PLC选型。
考虑到冗余备份和可靠性要求,一般会采用双控制模块和双电源供电模块的设计方案,以确保系统的高可靠性和稳定性。
第三步,进行程序设计。
PLC程序设计分为由编辑、编译、下载到PLC并运行、调试等步骤,需要详尽地分析程序逻辑、动作流程和异常处理等内容。
同时,还应该编写人机界面(HMI),方便人员进行系统的监控、操作和故障排除等工作。
第四步,进行现场测试。
在PLC控制程序编写之后,需要进行现场测试以确保程序的稳定性和可靠性。
此时要进行疯狂测试,跑黑盒白盒、配置自检等多个测试方式,确保程序能够符合客户的需求。
第五步,进行评估和优化。
在测试过程中,需要对系统运行数据进行评估和分析,并对程序进行优化。
调整参数和算法,优化运行效率和准确率,最终确保系统能够达到高效稳定的运行状态。
综上所述,关于“工业机械手PLC控制系统毕业设计”,需要进行需求分析、PLC选型、程序设计、现场测试和评估优化等步骤。
这种设计方案需要掌握扎实的基础理论知识和丰富的实践经验,而且需要具备敏锐的技术洞察力以及灵活应变的能力。
只有这样才能够完成高质量的PLC控制系统毕业设计。
基于PLC机械手控制系统设计
2024-04-29
• 项目背景与意义 • 整体方案设计 • 硬件选型 • 程序设计 • PLC仿真 • 项目总结与展望
目录
Part
01
项目背景与意义
机械手控制系统优势
效率高、准确高
高生产自动化程度,有利于 提高材料的传送、工件的装 卸、刀具的更换以及机器的 装配等的自动化程度,提高 生产效率,降低生产成本
改善劳动条件
避免人身事故,代替人安全 地在高温、高压、低温、低 压、有灰尘、噪声、臭味、 有放射性或有其它毒性污染 以及工作空间狭窄等场合中 完成工作。
自动化程度高,成本低
采用PLC控制系统,实现远 程监控和自动调节,提高运 维效率,降低了人工成本。
Part
02
整体方案设计
系统硬件设计
plc选型 机械手的位置反馈是开关量控制,所需的I/0点数量并不多,所以使用一般 的小型plc的选择就可以了。由于所需要的 I/0 点数分别为 20 点和12 点, 因此本设计选用西门子S7-226来实现控制
2)通过下面一排拉杆模拟PLC输入信号,通过观察Q点输出亮灯情况检查程序。
组态制作
新建一个工程,触摸屏的类型选择TPC7062TD
2)制作主页面。
组态制作
在设备窗口中添加-通用串口父设备和西门子_S7200PPI
2)双击西门子_S7200PPI,增加设备通道,并且连接对应的数据库,是PLC与触摸屏互相通信。
Part
03
硬件选型
plc硬件接线图简图
选型与配置方案
PLC控制器
使用一般的小型plc的选择就可以 了。由于所需要的 I/0 点数分别 为 20 点和12 点,因此本设计选 用西门子S7-226来实现控制。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计机械手是由一组等效于人类手臂和手腕的机器人装置组成的机器人系统。
机械手广泛应用于生产线上的自动化生产中,能够执行各种任务,如抓取、搬运、装配和检测等。
在机械手系统中,控制系统是至关重要的组成部分,其中PLC控制系统是目前最常用的方案之一。
本文将介绍基于PLC的机械手控制设计方案,包括系统组成、工作原理、控制流程和注意事项等方面。
一、系统组成基于PLC的机械手控制系统包括以下几个组成部分:1. 机械手:包括机械臂、手腕、手指等组成部分,能够完成各种任务的工作。
2. 传感器:用于检测机械手的位置、速度、力量等参数,从而实现机械手的精确控制。
3. PLC:将传感器检测到的信号转换为数字控制量,控制机械手的移动和操作。
4. 电机驱动器:根据PLC信号控制电机的启停、速度和转动方向等。
5. 电源和通信线:为系统提供能量和通信所需的线路。
二、工作原理1. 将任务输入PLC系统:首先,将需要完成的任务输入PLC控制系统,如要求机械手从A点移动到B点,然后从B点抓取物品,最终将物品运输到C点等。
2. PLC分析任务并发出指令:PLC会根据输入的任务信息,分析机械手的当前位置和运动状态,并给出相应的指令,控制机械手的行动。
3. 传感器感知机械手状态变化:在机械手移动过程中,传感器会感知机械手的位置、速度和力量等参数,并反馈给PLC系统。
4. PLC根据传感器反馈调整控制策略:PLC会根据传感器反馈的信息,调整机械手的控制策略,保证机械手能够准确地完成任务。
5. 电机驱动器控制电机运动:PLC通过控制电机驱动器对电机进行启停、转速和转向等操作,从而控制机械手的移动和抓取等操作。
6. 任务完成反馈:当任务完成后,PLC会发出相应的反馈信息,以说明任务已经顺利完成。
三、控制流程1. 确定任务:首先需要确定需要机械手完成的任务,并将任务信息输入PLC系统。
2. 置初值:设置机械手的起始位置和状态,并将其作为控制的初始状态。
基于plc控制的机械手设计
基于PLC控制的机械手设计引言PLC(可编程逻辑控制器)是一种被广泛应用于工业自动化系统的控制器。
它以可编程的方式控制工业过程中的各种设备和机械。
机械手是一种常见的自动化设备,广泛应用于工业领域。
本文将介绍基于PLC控制的机械手设计,包括系统的硬件组成、PLC程序设计和系统的工作原理。
硬件组成基于PLC控制的机械手系统包括以下硬件组成部分:1.PLC控制器:PLC控制器是系统的核心部分,负责接收和处理输入信号,并控制输出设备的操作。
常见的PLC控制器有西门子、施耐德等品牌。
2.机械手:机械手是系统的执行部分,负责完成各种任务,如抓取、搬运等。
它通常由电动机、传动装置、执行器等组成。
3.传感器:传感器用于检测和监测系统的状态和环境变量。
常见的传感器有接近传感器、压力传感器、温度传感器等。
4.输入设备:输入设备用于向系统提供操作信号和参数设置,如按钮、开关等。
5.输出设备:输出设备用于显示系统状态或输出结果,如指示灯、显示屏等。
PLC程序设计PLC程序是由一系列指令组成的,用于控制PLC控制器。
以下是基于PLC控制的机械手系统的PLC程序设计步骤:1.确定系统的需求和功能:首先需要确定机械手的具体需求和功能,如抓取物体的方式、搬运的速度等。
2.设计输入和输出信号:根据系统需求,确定输入和输出信号的类型和数量。
输入信号可以是按钮的状态、传感器的检测结果等,输出信号可以控制机械手的运动和执行动作。
3.设计PLC程序逻辑:根据系统需求和硬件组成,设计PLC程序的逻辑。
逻辑可以使用Ladder Diagram、Function Block Diagram等可视化编程语言进行描述。
4.编写PLC程序:根据设计的逻辑,使用PLC编程软件编写PLC程序。
编写过程中需要考虑安全性、可靠性和性能等方面。
5.调试和测试:将编写好的PLC程序下载到PLC控制器中,并进行调试和测试。
调试过程中需要检查各个输入和输出设备是否正常工作,是否满足系统的需求和功能。
机械视觉机械手PLC控制系统的设计
机械视觉机械手PLC控制系统的设计简介本文档旨在介绍机械视觉机械手PLC控制系统的设计。
该系统结合了机械视觉技术和PLC控制技术,实现了高效准确的机械操作。
以下将对系统的原理、设计要点和应用场景进行详细阐述。
原理机械视觉机械手PLC控制系统的基本原理是通过机械视觉技术实时获取图像信息,对图像进行处理和分析,然后将处理结果传递给PLC控制器,实现对机械手的精确控制。
系统通过识别和定位目标物体,计算出适当的机械操作参数,并将其反馈给PLC控制器,从而驱动机械手执行相应的操作。
设计要点在设计机械视觉机械手PLC控制系统时,需要注意以下几个要点:1. 视觉传感器选择:选择适合的机械视觉传感器,能够满足系统对图像获取和处理的需求。
常见的视觉传感器包括CCD摄像头、CMOS摄像头等。
2. 图像处理算法:针对不同的应用场景,选择合适的图像处理算法。
常用的算法包括边缘提取、目标识别、图像匹配等。
3. 系统集成:将机械视觉系统与PLC控制器进行无缝集成。
确保数据的准确传输和实时响应,以实现精确的机械操作。
4. 系统调试和优化:在系统完成初步搭建后,进行调试和优化工作。
通过对系统运行过程的监测和数据分析,不断优化算法和参数,提高系统的稳定性和性能。
应用场景机械视觉机械手PLC控制系统的设计在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1. 工业自动化:机械视觉机械手PLC控制系统可以应用于自动化生产线上的物料分拣、装配和检测等操作,提高生产效率和产品质量。
2. 仓储物流:系统可以用于仓储物料的归类、堆垛和搬运等工作,减少人工操作,提高物流效率。
3. 医疗领域:系统可用于医疗器械的装配和精确定位,保证手术和治疗的安全和精准度。
4. 机器人技术:机械视觉机械手PLC控制系统是机器人技术的重要组成部分,可以应用于各种机器人操作,如抓取、放置、装配等。
总结机械视觉机械手PLC控制系统的设计通过结合机械视觉技术和PLC控制技术,实现了高效准确的机械操作。
液压机械手PLC控制系统的设计
液压机械手PLC控制系统的设计概述本文档旨在介绍液压机械手PLC(可编程逻辑控制)控制系统的设计。
液压机械手是一种常见的工业设备,通过液压系统实现运动控制,而PLC作为控制系统的核心,负责控制信号的处理和输出。
设计要求液压机械手PLC控制系统的设计要满足以下要求:1. 稳定性:系统必须具有高稳定性,以确保机械手的运动精准度和安全性。
2. 功能性:系统需要具备多种功能,如位置控制、速度调节等,以满足不同场景的需求。
3. 可扩展性:系统应具备良好的可扩展性,以便于将来的升级和功能增加。
4. 易维护性:设计应考虑到系统的维护和故障排除,以便于后续维护工作的进行。
硬件设计液压机械手PLC控制系统的硬件设计包括以下方面:1. 选型:选择适合的PLC设备,根据需求选用不同型号和规格的PLC,确保其性能和稳定性。
2. 传感器:选择合适的传感器,如位移传感器、压力传感器等,用于采集机械手运动状态和环境信息。
3. 执行器:选择合适的液压阀、液压泵等执行器,保证系统能够精确控制机械手的各项动作。
4. 电气线路:设计合理的电气线路,确保信号传输的可靠性和稳定性。
软件设计液压机械手PLC控制系统的软件设计包括以下方面:1. PLC程序设计:使用PLC编程软件,根据机械手的运动逻辑和控制要求,编写PLC程序,实现各项功能。
2. 信号处理:对传感器采集的信号进行处理和分析,以获取机械手的状态信息。
3. 控制算法:设计合理的控制算法,根据机械手的控制需求,实现位置控制、速度调节等功能。
4. 用户界面:设计友好的用户界面,方便操作人员对机械手进行参数设置和监控。
系统测试与调试设计完成后,需要进行系统测试与调试,以验证系统的功能和性能:1. 单元测试:对各个模块进行单元测试,确保其功能正常。
2. 组装测试:将各个模块组装成完整的系统,对整个系统进行综合测试。
3. 调试优化:根据测试结果进行系统调试和优化,确保系统的稳定性和性能满足设计要求。
机械手PLC控制系统设计与装调
机械手PLC控制系统设计与装调机械手是一种用来代替人工完成重复性、繁琐或危险工作的机械装置。
PLC控制系统是一种可编程逻辑控制器,能够实现自动化控制和监控设备的功能。
机械手PLC控制系统设计与装调是指利用PLC控制系统来控制机械手的运动和动作。
1.系统需求分析:根据机械手的任务和要求,分析系统所需的功能和性能,确定系统的控制策略。
2.硬件设计:根据系统需求,设计PLC控制系统的硬件部分,包括选择适当的PLC、输入输出模块、传感器等设备,并进行布置和连线。
3.软件设计:根据机械手的动作和任务,设计PLC控制系统的软件部分,包括编写PLC程序、设置逻辑关系和时序控制等。
4.程序调试:将编写好的PLC程序烧写到PLC中,并进行调试和测试。
通过观察机械手的运动和动作,检查是否符合系统需求。
5.故障排除:在调试过程中,如果发现机械手运动不正常或出现故障,需要进行故障排除和修复,确保系统正常运行。
6.系统调试:将机械手与PLC控制系统进行连接,并进行整体调试和测试。
通过检查机械手的运动轨迹和动作正确性,验证系统是否满足设计要求。
在机械手PLC控制系统设计与装调过程中1.确保PLC控制系统性能和稳定性:选择适当的硬件设备,确保其性能能够满足系统需求;合理设计PLC程序,避免死循环和死锁等问题;对系统进行充分测试和调试,排除潜在的故障。
2.确保机械手安全和可靠运行:考虑机械手的载荷、速度、加速度等因素,设计合理的控制策略,确保机械手的安全运行;设置传感器和限位开关等装置,监控机械手的位置和状态,及时停止或调整其运动。
3.确保系统兼容性和扩展性:设计PLC控制系统时,考虑到未来可能的扩展需求和变化,留出足够的余地;选择具有通信接口和扩展模块等功能的PLC,方便与其他设备进行联动和协同控制。
4.提高系统的可操作性和可维护性:设计PLC程序时,考虑到操作人员的使用和维护需求,使系统界面友好且易于操作;合理安排PLC程序的模块结构和注释,便于后续维护和修改。
项目10 PLC控制搬运机械手设计
• 1.垂直气缸、水平气缸选择 • (1)类型选择。 • 现有的工作要求和条件如下: • 1)要求当气缸到达行程终端时无冲击现象和撞击噪声,因此选择缓冲
气缸; • 2)要求重量轻,因此选择轻型气缸; • 3)要求安装空间窄且行程短,因此可选择薄型气缸; • 4)若有横向负载,可选带导杆气缸; • 5)要求制动精度高,应选择锁紧气缸; • 6)若不需要活塞杆旋转,可选择杆不回转气缸。
上一页 下一页 返回
10. 1搬运机械手设计案例导入
• 10. 1. 3材料选择
• 机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来选择,并满足机器人的设 计及制作要求。从设计的思想出发,机器人的手臂要求完成各种运动。 因此,对材料的一个要求是作为运动的部件,它应是轻型材料。另一 方面,手臂在运动过程中往往会产生振动,这必然会大大降低它的运 动精度,所以在选择材料时,需要对质量、刚度、阻尼进行综合考虑, 以便有效地提高手臂的动态性能。此外,机器人手臂选用的材料与一 般的结构材料不同。机器人手臂是一种伺服机构,要受到控制,必须 考虑它的可控性。可控性还要与材料的可加工性、结构性、质量等性 质一起考虑。总之,在选择机器人手臂材料时,要考虑强度、刚度、 重量、弹性、抗振性、外观及价格等多方面因素,下面为几种常见机 器人手臂材料:
上一页 下一页 返回
10. 1搬运机械手设计案例导入
• (1)碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢:这类材料强度好,尤其是合 金结构钢强度增加了4~ 5倍,弹性模量大、抗变形能力强,是应用最 为广泛的材料。
• (2)铝、铝合金及其他轻合金材料:其共同特点是重量轻,弹性模量不 大,但是材料密度小,其(E/P)之比仍可与钢材相比。
上一页 下一页 返回
坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试
坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试随着工业自动化的快速发展,坐标式机械手在制造业中得到了广泛应用。
为了实现精确、高效的控制,PLC(可编程逻辑控制器)梯形图控制程序成为了关键环节。
本文将阐述坐标式机械手的PLC梯形图控制程序的设计与调试过程。
一、引言坐标式机械手是一种能够在二维或三维空间内进行精确移动的自动化设备,广泛应用于搬运、装配、喷涂等生产环节。
为了实现高效、精确的控制,PLC梯形图控制程序发挥了重要作用。
PLC梯形图控制程序具有编程简单、修改方便、适应性强等优点,为坐标式机械手的控制提供了可靠的技术支持。
二、背景坐标式机械手的发展历史可以追溯到20世纪60年代,当时主要应用于数控机床的加工过程中。
随着计算机技术和自动化技术的不断发展,坐标式机械手逐渐形成了多种类型,并在各行各业得到了广泛应用。
然而,在实际应用中,坐标式机械手的控制程序存在一些问题,如控制精度不高、响应速度慢、调试难度大等,这使得PLC梯形图控制程序的设计与调试显得尤为重要。
三、设计思路针对坐标式机械手的控制需求,PLC梯形图控制程序的设计应遵循以下原则:1、硬件选型:根据机械手的运动轨迹和控制要求,选择合适的PLC 型号和输入/输出模块。
2、软件设计:根据机械手的运动规律和控制要求,设计相应的PLC 梯形图控制程序。
3、调试流程:在完成PLC梯形图控制程序的设计后,进行系统调试,确保机械手能够按照预期的要求进行运动。
具体设计流程如下:1、分析机械手的运动轨迹和控制要求。
2、选择合适的PLC型号和输入/输出模块。
3、根据控制要求,设计相应的PLC梯形图控制程序。
4、在实验环境下对控制程序进行测试和修改。
5、对实际系统进行安装和调试,确保机械手能够按照预期的要求进行运动。
四、实验验证为了验证PLC梯形图控制程序的可行性和有效性,我们在实验环境下进行了测试。
测试结果表明,该控制程序能够实现精确、快速的控制,满足坐标式机械手的运动要求。
plc机械手控制设计方案
plc机械手控制设计方案PLC机械手控制设计方案一、方案背景随着工业自动化的不断发展,机械手的应用越来越广泛。
机械手通常由电动机、控制系统、机械结构等组成,其中控制系统的设计对机械手的性能和稳定性至关重要。
本方案旨在设计一种基于PLC的机械手控制系统,通过PLC的硬件和软件结合实现机械手的运动控制和位置定位。
二、方案设计1. 系统硬件设计选择适当的PLC型号作为控制系统的核心,确保其具备足够的输入/输出接口和高性能的运算能力。
根据机械手的运动形式,确定所需的电机数量和种类,并选择适当的驱动器和传感器。
设计相应的电路板和连接线路,确保电机和传感器可以正确连接到PLC的输入/输出接口。
2. 系统软件设计编写PLC的控制程序,包括机械手的运动轨迹规划和控制算法等。
根据机械手的要求,将其各个部分和功能模块拆分,确定适当的控制策略和步骤。
使用PLC的编程软件进行程序的编写和调试,确保控制系统的可靠性和实时性。
3. 用户界面设计设计人机界面,使操作者可以通过触摸屏或按键进行机械手的控制和监测。
界面可以包括机械手的各个状态、位置信息、运动速度等显示,以及机械手的运动模式选择和参数调整等功能。
为便于日常维护和故障排除,还可以在界面上添加诊断和故障检测功能。
4. 系统集成和调试将硬件组装好,并根据设计的连接线路进行接线。
将编写好的控制程序下载到PLC中,并进行调试和测试。
调试时,可通过人机界面监测机械手的位置和状态,检查控制算法的准确性和系统的稳定性。
调试过程中发现问题,进行相应的排除和修改,直到系统正常运行。
三、预期效果1. 机械手的运动控制和位置定位可靠准确,满足工作要求。
2. 机械手的控制系统稳定性好,能够长时间稳定运行。
3. 人机界面友好,操作和监测方便快捷。
4. 系统的调试过程顺利,可以快速投入使用。
四、风险和应对措施1. 硬件选型不当,导致系统性能不佳。
解决办法是在选型前充分了解硬件规格和性能,选择品牌可靠的产品。
5.2项目五任务二 机械手PLC控制系统的安装与调试
5.2任务二机械手PLC控制系统的安装与调试一、复习旧知分析用功能指令实现广告牌饰灯的PLC控制。
二、引入新课能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置都称之为机械手。
机械手是最早出现的工业机器人,也是最早出现的现代机器人,它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本任务以机械手的PLC控制系统为例,学习PLC控制系统设计的内容、步骤和方法。
三、讲解新知(一)顺序控制设计法1.顺序控制设计法概述顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间的顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段,这些分阶段称为步(Step),并用编程元件(例如内部辅助继电器M和状态继电器S)来代表各步。
步是根据输出量的状态变化来划分的。
顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件,让它们的状态按一定的顺序变化,然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出位。
2、顺序控制设计法设计的基本步骤及内容BCD变换指令将源元件中的二进制数转换为BCD码送到目标元件中。
对于16位或32位二进制操作数,若变换结果超出0~9999或0~99999999的范围就会出错。
BCD指令常用于将PLC中的二进制数变换成BCD码输出以驱动LED显示器。
2.BIN变换指令BIN变换指令将源元件中的BCD码转换为二进制数送到目标元件中。
常数K不能作为本指令的操作元件。
如果源操作数不是BCD码就会出错。
BIN指令常用于将BCD数字开关的设定值输入PLC中。
3.使用BCD、BIN指令时的注意事项(1)源操作数可取KnK、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z,目标操作数可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。
坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试
现代控制技术及PLC控制课程设计姓名学号 2班级机电101院别机械工程学院指导教师2013年7月5日目录第一章设计要求 (01)1.1控制要求 (02)1.2I/O编址并画出工作框图 (03)1.3I/O端子接线图 (03)第二章工艺过程 (04)第三章操作面板布置 (05)第四章程序规划及编制 (06)第五章单操作工作的程序 (07)第六章自动操作程序 (11)第七章PLC外围端子接线图 (23)第八章元器件清单 (24)第九章总结 (25)参考文献 (26)第一章设计要求图1 坐标式机械手动作原理图1.1控制要求如图1所示,将物体从位置A搬至位置B机械手整个搬运过程要求都能自动控制。
在启动过程中能切换到手动控制及自动控制或半自动控制,以便对设备进行调整和检修。
图2是机械手控制系统的逻辑流程图。
系统启动之前,机械手处于原始位置,条件是机械手在高位、左位。
(1)动作顺序:机械手从原点位置下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限为→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升至上限位→左移至左限位(原点)为一个循环。
(2)上限、A、B下限、左限、右限分辨有限位开关控制;机械手设立起动和停止开关。
(3)机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时,均应有状态显示。
(4)机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时,然后上升;机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时,然后进行下一个动作。
(5)若机械手停止时不在原点位置,可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移,使之回到原点。
(6)要求循环120次后自动停止工作并警铃报警。
1.2I/O编址并画出工作框图输入:起动按钮:I0.0停止按钮:I0.6输出:Q0.0 下降Q0.1 上升Q0.2 夹紧Q0.3 右转Q0.4 左转Q0.5 原点指示1.3I/O端子接线图该机械手控制系统所采用的PLC是德国西门子公司生产的S7-200CPU224,图3是S7-200CPU224输入/输出端子地址分配图。
搬运机械手PLC控制系统设计
搬运机械手PLC控制系统设计PLC控制系统设计应考虑以下几个方面:1.硬件设计:PLC控制系统的硬件设计包括选择适当的PLC主控板、I/O模块、通信模块等。
在选择PLC主控板时,应根据搬运机械手的工作要求和应用环境选择合适的型号和规格。
同时,还需考虑I/O模块的数量和类型,以满足机械手的输入输出需求,并确保通信模块能够与上位机等其他设备实现良好的通信。
2.软件设计:PLC控制系统的软件设计是搬运机械手的核心部分,它包括编写PLC 程序、设计操作界面等。
在编写PLC程序时,需考虑机械手各个部分的动作顺序和条件判断,以实现机械手的准确、高效工作。
同时,还需设计操作界面,使操作人员能够方便地控制和监控机械手的运动情况。
3.电气布线设计:搬运机械手的电气布线设计是PLC控制系统设计中的重要环节。
在电气布线设计中,需合理安排电气设备和传感器的布置,确保信号的传递和控制的可靠性。
同时,还需进行电气隔离和防护措施,以确保整个系统的安全性和稳定性。
4.通信与监控设计:PLC控制系统的通信与监控设计包括与上位机、其他设备的通信以及对机械手工作状态的监控。
通过与上位机的通信,可以实现对搬运机械手的远程监控和管理。
而通过对机械手工作状态的实时监控,可以及时发现故障和异常情况,并采取相应措施,确保机械手的安全和稳定运行。
5.安全保护设计:在搬运机械手的PLC控制系统设计中,安全保护是重要的考虑因素之一、安全保护措施包括急停开关、安全光幕、限制开关等,它们能够及时停止机械手的运动,并保护操作人员的安全。
此外,还需设计故障检测和报警系统,及时发现和排除故障,保障机械手的稳定运行。
总之,搬运机械手的PLC控制系统设计需要综合考虑硬件设计、软件设计、电气布线设计、通信与监控设计以及安全保护设计等多方面的因素。
只有经过合理的设计和严格的测试,才能确保搬运机械手能够安全、稳定地运行,并实现高效的物品搬运任务。
工件传送机械手的plc控制课程设计
工件传送机械手的plc控制课程设计一、设计背景工件传送机械手是一种自动化设备,可以用于将工件从一个位置转移到另一个位置。
工件传送机械手的PLC控制系统是其中关键的一部分,通过PLC来控制机械手的运动,实现工件的自动传送。
本课程设计将介绍如何设计和编程工件传送机械手的PLC控制系统。
二、课程设计目标1.掌握工件传送机械手的基本工作原理和结构。
2.了解PLC的基本原理和编程方法。
3.掌握如何将PLC与机械手连接并进行控制。
4.完成一个简单的工件传送机械手的PLC控制系统的设计和编程。
三、课程设计内容1.工件传送机械手的基本工作原理和结构介绍。
a.工件传送机械手的组成部分及其功能。
b.机械手的运动控制原理及方法。
2. PLC的基本原理和编程方法介绍。
a. PLC的概念和作用。
b. PLC的基本原理和结构。
c. PLC的编程语言和编程方法。
3.工件传送机械手与PLC的连接和控制。
a.介绍PLC和机械手之间的连接方式。
b.详细说明PLC如何控制机械手的运动。
4.工件传送机械手的PLC控制系统的设计和编程。
a.设计一个简单的工件传送机械手的PLC控制系统。
b.使用PLC编程软件进行控制程序的编写。
c.对控制程序进行模拟验证和调试。
5.课程设计总结和反思。
a.对整个课程设计进行总结和评价。
b.反思设计中遇到的问题和解决方法。
四、课程设计教学方法本课程设计将采用理论教学与实践操作相结合的教学方法。
在理论教学中,通过课堂讲解和案例分析,让学生了解工件传送机械手和PLC的基本原理。
在实践操作中,学生将根据设计要求,使用PLC编程软件进行控制程序的编写,并进行模拟验证和调试。
五、课程设计评价方式课程设计评价将分为两个部分:实验操作评价和实验报告评价。
实验操作评价主要考察学生在实验操作中的动手能力和问题解决能力;实验报告评价主要考察学生对课程设计内容的理解和掌握程度。
评价结果将以学生实验操作评价表和实验报告的成绩形式反馈给学生。
搬运机械手及其PLC控制系统设计论文
搬运机械手及其PLC控制系统设计论文搬运机械手是一种机器人,它可以在工业生产线上自动执行物料搬运任务。
在现代工业制造中,搬运机械手已经成为了不可或缺的一部分。
为了实现搬运机械手的自动化控制,需要使用PLC控制系统。
本文将介绍搬运机械手及其PLC控制系统的设计原理。
一、搬运机械手的原理搬运机械手由机械臂和控制系统组成。
机械臂由多个关节和各种连接件组成,可以在三维空间内自由移动。
控制系统包括了感应器、CPU、驱动器、控制器等多个部件。
搬运机械手利用控制系统将机械臂运动轨迹转化为电信号,控制电机驱动机械臂的关节运动,从而实现物料搬运。
二、PLC控制系统的原理PLC控制系统是一种专用控制设备,它的运行方式与普通计算机不同。
PLC控制系统主要由CPU、存储器、I/O接口、通信接口等多个部件组成。
PLC控制系统通过感应器收集物料搬运产线上的信息,并对信号进行处理,然后输出信号控制机械臂的运动。
PLC控制系统具有实时性强、可靠性高、可编程性强等特点。
三、搬运机械手的PLC控制系统设计在设计搬运机械手的PLC控制系统时,需要考虑以下几个方面:1、机械臂的控制策略。
机械臂的运动规划需要根据物料搬运任务的要求进行设计,确保机械臂能够正确地抓取、移动、放置物料。
2、传感器的选择与布置。
传感器是观测物料搬运产线上工件的状态,实现物料搬运自动化控制的关键。
正确选择传感器类型及其数量,并合理布置传感器,能够保证控制系统对工件状态的监测与识别准确可靠。
3、PLC控制程序的编写。
PLC控制程序根据物料搬运任务要求编写,控制机械臂的运动,同时协调各个传感器的信息输入,并产生相应的输出信号,以实现对物料搬运的自动化控制。
4、PLC通信接口的设计。
PLC通信接口能够与其他设备通讯,以实现搬运机械手对整个生产线的集成。
设计合理的通信接口能够将搬运机械手的控制与其他设备进行有效的协作,提高生产效率。
四、结论本文介绍了搬运机械手及其PLC控制系统的设计原理。
机械手PLC控制系统设计
机械手PLC控制系统设计一、本文概述随着工业自动化程度的不断提高,机械手在生产线上的应用越来越广泛。
作为一种重要的自动化设备,机械手的控制精度和稳定性对于提高生产效率和产品质量具有至关重要的作用。
因此,设计一套高效、稳定、可靠的机械手PLC控制系统显得尤为重要。
本文将详细介绍机械手PLC控制系统的设计过程,包括控制系统的硬件设计、软件设计以及调试与优化等方面,旨在为相关领域的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。
本文首先将对机械手PLC控制系统的基本构成和工作原理进行概述,包括PLC的基本功能、选型原则以及与机械手的接口方式等。
接着,将详细介绍控制系统的硬件设计,包括PLC的选型、输入输出模块的选择、电源模块的设计等。
在软件设计方面,本文将介绍PLC 编程语言的选择、程序结构的设计、控制算法的实现等关键内容。
本文将介绍控制系统的调试与优化方法,包括PLC程序的调试、机械手的运动调试、控制参数的优化等。
通过本文的介绍,读者可以全面了解机械手PLC控制系统的设计过程,掌握控制系统的硬件和软件设计方法,以及调试与优化的技巧。
本文还将提供一些实用的设计经验和注意事项,帮助工程师和技术人员在实际应用中更好地解决问题,提高控制系统的性能和稳定性。
二、机械手基础知识机械手,也称为工业机器人或自动化手臂,是一种能够模拟人类手臂动作,进行抓取、搬运、操作等作业的自动化装置。
在现代工业生产中,机械手被广泛应用于各种环境和使用场景,以实现生产线的自动化、提高生产效率、降低人力成本以及保障操作安全。
机械手的构成主要包括执行机构、驱动系统、控制系统和位置检测装置等部分。
执行机构是机械手的动作执行部分,通过模拟人类手臂的旋转、屈伸、抓放等动作,实现物体的抓取和搬运。
驱动系统为执行机构提供动力,常见的驱动方式有电动、气动和液压驱动等。
控制系统是机械手的“大脑”,负责接收外部指令,控制驱动系统使执行机构完成预定动作。
位置检测装置则负责检测执行机构的精确位置,为控制系统提供反馈信号,以确保机械手的作业精度。
PLC控制机械手控制系统设计
PLC控制机械手控制系统设计导言:控制系统在自动化生产中起到了至关重要的作用,PLC(可编程逻辑控制器)作为一种可编程的控制设备,广泛应用于各类生产线的自动化控制中。
本文将就PLC控制机械手控制系统的设计进行详细阐述。
一、机械手控制系统的需求分析:机械手控制系统通常需要完成的基本任务包括:检测、定位、抓取、搬运等。
在机械手的运动控制中,涉及到多个执行器的联动,需要确保各个执行器的动作协调,以及对传感器信号的实时监测和分析。
因此,对于PLC控制机械手控制系统的设计,需要满足以下需求:1.确保各个执行器的运动协调,准确控制机械手的姿态和位置;2.实现对传感器信号的实时监测和处理,保障机械手在操作中的安全性;3.具备良好的人机界面和操作界面,方便人员进行参数设定和故障诊断;4.具备良好的扩展性和可靠性,以适应不同规模和要求的生产线;5.能够自动完成各种任务,提高生产效率。
二、PLC控制系统的硬件选型:1. PLC设备:选用功能强大、稳定可靠的PLC设备,如西门子S7系列、施耐德Modicon系列等;2.输入输出模块:与实际需求相匹配的数字输入输出模块,能够满足机械手控制中的各种信号输入输出;3.传感器:选用合适的传感器,如光电传感器、接近开关等,用于检测物体的位置、距离等参数;4.执行器:根据机械手的实际需要,选用适合的执行器,如伺服电机、液压气动元件等。
三、PLC控制系统的软件设计:1.系统架构设计:根据机械手的结构和运动需求,设计相应的PLC控制系统的架构,确定各个控制模块的任务和关系;2.输入输出配置:进行输入输出模块的配置,包括输入模块与传感器的连接、输出模块与执行器的连接,确保信号的准确传递;3.运动控制设计:设计机械手的运动控制程序,实现机械手的运动轨迹规划、速度控制、位置定位等功能;4.传感器信号处理:设计相应的传感器信号处理程序,实现对传感器信号的实时监测和分析,保障机械手的安全运行;5.人机界面设计:设计友好的人机界面和操作界面,实现对机械手系统参数的设定、监测和故障诊断等功能;6.扩展性和可靠性设计:设计具备良好的扩展性,方便将来根据需求对系统进行扩展和升级;同时,充分考虑系统的可靠性,采取相应的防护措施,确保系统的稳定和可靠运行;7.自动化任务设计:实现对各种自动化任务的控制,例如自动抓取、搬运、堆垛等功能,提高机械手的自动化程度和生产效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
目录摘要 (2)ABSTRACET (3)引言 (5)1 PLC的发展历程和构成 (7)1.1 PLC的发展史 (7)1.2 PLC的构成 (8)1.3 CPU的构成 (8)1.4 I.O模块 (8)1.5 电源模块 (9)1.6 底版和机架 (9)1.7 PLC系统的其他设备 (9)2 机械手的组成 (10)2.1 机械手的发展 (10)2.2 动力臂的机械构造 (10)2.3 控制和动力臂的机械构造 (11)2.4 位置控制系统 (11)2.5 负载反传系统 (11)3 机械手PLC的发展历程和构成 (12)3.1 根据工艺过程分析控制要求 (12)3.2 确定所需的用户输入/输出设备及I/O点数 (15)3.3 PLC的选择 (18)3.4 分配PLCI/O点的编号(定义号) (18)3.5 PLC程序设计 (18)4 英文资料 (30)个人小结 (35)参考文献 (46)机械手的PLC控制设计及调试摘要机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部和运动机构组成。
手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。
运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。
自由度是机械手设计的关键参数。
自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。
一般专用机械手有2~3个自由度。
机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手关键词:点控制机械手连续控制机械手可编程控制技术引言机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作,按预定的程序、轨迹及其它要求,实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置;本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动,并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则。
机械手的结构主要由手指,手腕,小臂和大臂等几部分组成。
料架为旋转式,由料盘和棘轮机构组成。
每次转动一定角度(由工件数决定)以保证待加工零件对准机械手。
而可编程控制器(PLC)由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改,易于扩展和维护,环境要求低、体积小巧,安装调试方便,在工业控制中有着广泛的应用。
PLC控制系统采用三菱F1系列超小型PLC对机械手进行动作控制。
各动作由油泵电机(采用Y100L2-4.3KM)液压驱动,并由电磁阀控制。
其中油泵电机及各电磁阀运行状态均有指示灯显示根据我们所设计的机械手的驱动部件为步进电机的特点,应用PLC移位寄存SFT指令可以很方便、灵活地对机械手进行控制。
1 PLC的发展历程和构成1.1 PLC的发展历可编程序控制器的英文为Programmable Controller,在二十实际七十至八十年代一直简称为PC。
由于到90年代,个人计算机发展起来,也简称为PC;加之可编程序的概念所涵盖的范围太大,所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller),为了方便,仍简称PLC为可编程序控制器。
有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统,强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。
1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求,第二年美国数字公司研制出了第一土改可编程序控制器,满足了GM公司装配线的要求。
随着集成电路技术和计算机技术的发展,现在已有第五代PLC产品了。
在八十年代至九十年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。
由于PLC人机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步,挤占了一部分DCS的市场(过程控制)并逐渐垄断了污水处理等行业,但是由于工业PC(IPC)的出现,特别是近年来现场总线技术的发展,IPC和FCS也挤占了一部分PLC 市场,所以近年来PLC增长速度总的说是渐缓。
目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品,主要应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。
国内PLC生产厂约三十家,但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品,还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产,因此可以说PLC在我国未形成制造产业。
作为原理、技术和工艺均无尖端技术难度的产品,只要努力,是能形成制造产业的。
PLC的市场的潜力是巨大的,不仅在我国,即使在工业发达的日本也有调查表明,PLC配套的机电一体化产品的比例占42%,采用继电器、接触器控制尚有24%。
所以说,需要应用PLC的场合还很多,在我国就更是如此了。
PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点,这是它能持久的占有市场的根本原因,我们下面重点阐述几个问题,并研究其发展趋势。
PLC控制器本身的硬件采用积木式结构,各厂家产品结构大同小异。
以日本欧姆龙C200HE为例,为总线模板框式结构,基本框架(CPU母板)上装有CPU模板,其它槽位装有I/O模板;如果I/O模板多时,可由CPU母板经I/O扩展电缆连接I/O扩展母板,在其上装I/O模板;另一种方法是配备远程I/O从站等。
这些都说明了PLC厂家将硬件各部件均向用户开发,便于用户选用,配置成规模不等的PLC,而且这种硬件配置的开放性,为制造商、分销商(代理商)、系统集成商、最终用户带来很多方便,为营销供应链带来很大便利,这是一大成功经验。
PLC内的I/O模板,除一般的DI/DO、AD/DA模板外,还发展了一系列特殊功能的I/O模板,这为PLC用于各行各业打开了出路,如用于条形码识别的ASCII/BASIC模板,用于反馈控制的PID模板,用于运行控制、机械加工的高速计数模板、单轴位置控制模板、双轴位置控制模板、凸轮定位器模板、射频识别接口模板等,这在以后还会有很大发展。
另外在输入、输出的相关元件、强干扰场合的输入、输出电隔离、地隔离等方面也会更加完善。
PLC中的CPU与存储器配合,完成控制功能。
它与DCS系统处理温度、压力、流量等参数的系统不同,采用快速的巡回扫描周期,一般为0.1~0.2秒,更快的则选用50毫秒或更小的消灭周期。
它是一个数字采样控制系统。
由于各PLC厂家产品在指令系统上的差异及编程方法上用户要求不同,近年来IEC制订了基于Windows的编程语言标准IEC61131-3(注:1993年IEC颁布可编程序控制器的国际标准IEC1131),它规定了指令表(IL)、梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块图(FBD)、结构化文本(ST)五种编程语言。
这包括了文本化编程(IL、ST)和图形编程(LD、FBD)两个方面,而SFC则在两类编程语言中均可使用。
IEC技术委员会(TC65)进来开展了IEC61499项目,将IEC61131-3进行了扩展,它是针对通过通信网络互联的模块化分布系统的体系结构的标准,将对IEC61131-3有所改善。
这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件,是PLC发展的一大趋势。
一个或若干PLC与PC机联出系统,PC机起到原编程器及人机界面操作站的作用,这20世纪90年代的新潮流,这样为系统集成带来了商机,同时编程软件和人机界面软件(监控软件或称组态软件)及软件接口(或称驱动软件)也得到了发展。
1.2 PLC的构成从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
1.3 CPU的构成CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO 数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
1.4 I/O模块PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。
I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。
I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。
常用的I/O分类如下:开关量:按电压水平分,有220V AC、110V AC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
1.5 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。
同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。
电源输入类型有:交流电源(220V AC或110V AC),直流电源(常用的为24V AC)。
1.6 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。