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基于PLC的机械手控制设计

基于PLC的机械手控制设计

基于PLC的机械手控制设计基于PLC的机械手控制设计,是一种智能化的机械手控制方法,它利用PLC 控制器进行逻辑控制,使机械手能够自主地完成多种工作任务。

本文将介绍本方法的具体实现过程,包括机械结构设计、PLC程序设计以及控制算法设计。

一、机械结构设计机械结构是机械手的核心,合理的机械结构设计将为实现机械手的自主运动提供必要的保障。

机械手一般由控制系统、机械部分和执行机构三部分组成。

机械部分一般包含基座和移动结构,执行机构包括手臂和手指。

这里我们以一款三轴机械手为例进行介绍。

1. 机械手构造机械手采用了一种比较简单的三轴结构,主要有三个关节——一个旋转关节和两个平移关节。

机械手的底座固定在工作台上,三个关节通过模拟伺服电机的方式进行控制。

2. 机械手控制器机械手采用PLC控制器进行逻辑控制,PLC控制器由三个部分组成:输入接口、中央处理器和输出接口。

输入接口用于读取传感器信号,输出接口用于控制执行机构,中央处理器则用于控制机械手的运动。

二、PLC程序设计机械手的PLC程序设计主要分为四个部分:程序初始化、数据采集、运动控制和异常处理。

1.程序初始化机械手程序初始化主要包括程序开头的自诊断和状态检测,并根据检测结果自动执行不同的控制程序。

自诊断可以避免因器件故障等原因引起的机械手操作异常。

2.数据采集机械手需要收集外部环境数据和操作数据。

外部环境数据包括工作物品的坐标、大小、形状等信息,操作数据包括机械手应该执行的命令。

在采集数据时,机械手需要通过传感器或外部设备接口实现。

3.运动控制机械手的运动控制分为机械手移位运动和执行机构运动两个部分。

机械手移位运动需要根据采集到的工作物品信息以及执行机构的操作命令来控制机械手的运动轨迹。

执行机构运动控制则是将机械手的控制信号转换为电机运动信号。

4.异常处理机械手运动过程中可能会出现异常情况,例如碰撞、误差等,需要通过对异常情况的处理来保证机械手的安全和可靠性。

基于PLC的搬运机械手控制系统设计

基于PLC的搬运机械手控制系统设计

基于PLC的搬运机械手控制系统设计搬运机械手是一种自动化设备,广泛应用于工业生产中的物料搬运、装卸、组装等工序。

为了实现搬运机械手的自动化控制,可以采用基于可编程逻辑控制器(PLC)的控制系统。

本文将介绍一个基于PLC的搬运机械手控制系统的设计。

搬运机械手控制系统的主要功能是对机械手的运动进行控制。

基于PLC的控制系统可以实现对机械手的运动、速度和位置等参数进行精确控制,从而提升机械手的工作效率和准确性。

首先,需要确定搬运机械手的运动方式和结构。

常见的机械手运动方式包括直线运动、旋转运动和联动运动等。

根据任务需求,可以选择合适的运动方式和结构。

然后,需要选择合适的PLC设备。

PLC是一种专门用于工业自动化控制的设备,具有高可靠性、灵活性和可扩展性等特点。

根据机械手的规模和工作要求,选择适当的PLC设备。

接下来,需要设计搬运机械手的控制电路。

控制电路是实现机械手运动控制的关键部分,包括传感器、电磁阀、继电器等元件的连接和控制逻辑的设计。

在设计控制逻辑时,可以使用PLC提供的编程软件进行编程。

根据机械手的工作要求和操作流程,编写PLC程序,实现对机械手的自动控制。

此外,还需要设计人机界面(HMI)用于操作和监控机械手的运行状态。

HMI通常使用触摸屏或按钮等输入设备,以及显示屏或指示灯等输出设备。

通过HMI,操作人员可以控制机械手的运动和监控运行状态。

最后,进行系统调试和测试。

在将系统投入使用之前,需要进行调试和测试,确保搬运机械手的运动控制正常,并满足工作要求。

总结起来,基于PLC的搬运机械手控制系统设计包括确定运动方式和结构、选择合适的PLC设备、设计控制电路、编写PLC程序、设计人机界面以及进行系统调试和测试等步骤。

通过PLC控制系统的应用,可以提高机械手的自动化程度,提升生产效率和产品质量。

基于plc控制的机械手设计

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。

基于PLC的机械手控制系统设计任务书

基于PLC的机械手控制系统设计任务书

基于PLC的机械手控制系统设计任务书任务书任务名称:基于PLC的机械手控制系统设计任务背景:机械手是现代工业自动化生产中的重要设备,可广泛应用于汽车制造、电子产品组装、物流分拣等领域。

机械手控制系统是机械手运动的核心,其稳定性和精确性对生产效率和产品质量有着重要影响。

PLC(可编程逻辑控制器)是一种功能强大的工业控制器,能够实现复杂的逻辑运算和实时控制,因此被广泛应用于机械手控制系统中。

任务目标:本任务的目标是设计一套基于PLC的机械手控制系统,实现对机械手的精确控制和稳定运动。

具体目标包括:1.设计机械手控制系统的硬件构架,包括PLC、传感器、执行器等的选择和连接。

2.实现机械手的运动控制算法,包括位置控制、速度控制和力控制等。

3.开发人机界面(HMI)程序,实现对机械手控制的可视化操作界面。

4.进行系统仿真和实际测试,验证控制系统的性能和稳定性。

任务内容:1.调研机械手的工作原理和市场上已有的PLC控制方案,了解相关技术和设备的特点和应用范围。

2.设计机械手控制系统的硬件构架,选择适合的PLC型号和相关的传感器、执行器等设备,并进行接线和连接的设计。

3.开发机械手运动控制算法,包括位置控制、速度控制和力控制等方面,保证机械手的稳定性和精确性。

4.开发人机界面(HMI)程序,实现对机械手运动的监控和控制,包括机械手的起停、位置调整等功能。

5.进行系统仿真和实际测试,验证机械手控制系统的性能和稳定性,并对系统进行优化和改进。

任务要求:1.完成机械手控制系统设计和开发的各个环节,保证系统的功能完整和性能稳定。

2.设计文档和代码要规范、清晰,能够有效地指导后续的优化和维护工作。

3.进行充分的系统测试,保证控制系统的稳定性和精确性,并及时修复和改进系统中的问题。

4.完成任务后,撰写详细的任务报告,包括任务设计、开发过程、测试结果等内容。

预期成果:1.机械手控制系统的设计文档和代码,包括硬件连接图、运动控制算法和HMI程序等。

基于PLC的工业机械手运动控制系统设计

基于PLC的工业机械手运动控制系统设计

基于PLC的工业机械手运动控制系统设计摘要:工业机械手作为现代工业自动化生产线的重要组成部分,其运动控制系统的设计与性能直接关系到生产效率和产品质量。

本文以基于可编程逻辑控制器(PLC)的工业机械手运动控制系统为研究对象,详细介绍了系统的设计原理、硬件组成和软件编程。

1. 引言工业机械手广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工等行业中,具有高效、精准、可靠等特点。

其运动控制系统是实现机械手各个关节运动的核心技术之一。

传统的机械手运动控制系统一般采用专用的控制器,但存在成本高、功能受限、维护困难等问题。

而基于PLC的工业机械手运动控制系统则能够充分发挥PLC可编程性、灵活性和可扩展性的优势,成为一种较为理想的解决方案。

2. 系统设计原理基于PLC的工业机械手运动控制系统主要由PLC、编码器、伺服电机和执行机构等组成。

PLC作为系统的核心控制部分,通过读取编码器获得机械手各个关节的位置信息,并根据预设的运动轨迹和动作规划算法来生成相应的运动控制信号,控制伺服电机驱动机械手完成相应的动作。

3. 硬件组成硬件方面,系统主要由三个模块组成:输入模块、输出模块和中央处理器模块。

输入模块负责采集编码器的位置信号以及其他传感器信号,输出模块则负责控制伺服电机的运动,中央处理器模块则负责实时控制与算法的执行。

此外,系统还需要具备较高的通信速率和稳定性,以确保传感器信号和控制信号的准确传输。

4. 软件编程在软件层面,系统需要完成以下几个主要功能模块的设计和开发:位置信息读取模块、运动轨迹规划模块、动作控制模块和异常处理模块。

位置信息读取模块负责从编码器中读取关节位置信息,并将其传输给中央处理器模块进行后续计算;运动轨迹规划模块则负责根据给定的目标位置生成相应的运动轨迹;动作控制模块则负责生成相应的控制信号,驱动伺服电机运动;异常处理模块则负责处理异常情况,如碰撞检测、电机故障等。

5. 系统性能和应用基于PLC的工业机械手运动控制系统具有较高的灵活性、可编程性和可扩展性,能够方便地适应不同的工艺要求和生产场景。

(完整word版)基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计

(完整word版)基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计

基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计姓名:学院:专业:班级:学号:指导教师:完成时间:基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计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;MCGSDesign of Manipulator Model Control System based on PLCAbstractIn industrial production and other domains, Because of the demands of the work, people were usually subjected to endanger of heat, decay and poisonous air etc. factor, these factors increased the strength of worker's labor, even endanger life. Since the manipulator was born, the various difficult problems were easily solved.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 b reakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated.Key words: manipulator; PLC; MCGS(完整word版)基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (2)1.1 课题研究目的及意义 (2)1.2 国内外机械手研究概况 (2)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 (4)2.1 机械手控制方式的选择 (4)2.1.1 控制方式的分类 (4)2.1.2 PLC与工业控制计算机(IPC)和集散控制系统(DCS)的比较 (4)2.1.3 机械手控制方式的选定 (5)2.2 可编程序控制器简介 (6)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 (8)2.2.4 PLC的经济分析 (8)2.2.5 PLC发展状况及趋势 (9)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 (10)3.1.2 步进电机驱动器 (10)3.1.3 传感器 (12)3.1.4 直流电机驱动单元 (12)3.2 机械手的动作实现过程 (13)3.3 PLC程序设计 (14)3.3.1 I/O点数的确定及PLC类型的选择 (14)3.3.2 PLC的I/O分配 (15)3.3.3 编程指令的选择 ............................................................. 错误!未定义书签。

基于PLC的机械手控制设计

基于PLC的机械手控制设计

基于PLC的机械手控制设计一、绪论机械手是一种可以模仿人手操作的自动化机器。

它可以完成不同的工作任务,提高生产效率,减少劳动力成本。

在许多工业领域,机械手已经成为不可或缺的设备。

PLC(可编程逻辑控制器)是一种常用的自动化控制设备,它具有强大的逻辑计算和控制能力。

将机械手与PLC结合起来,可以实现对机械手的精确控制,提高其工作效率及安全性。

本文将讨论基于PLC的机械手控制设计,包括硬件设计、软件设计和控制实现。

二、硬件设计1. 机械手结构设计机械手的结构设计是机械手控制系统的基础。

一般来说,机械手的结构包括电机、传动装置、执行器、传感器等部件。

在进行硬件设计时,需要根据具体的工作任务和要求选择合适的机械手结构。

为了能够更好地与PLC进行配合,需要考虑机械手各部件的接口和通信方式。

2. PLC选择及接口设计PLC的选择直接影响到机械手控制系统的性能和稳定性。

在选择PLC时,需要考虑其输入/输出接口数量、通信接口标准、逻辑控制能力等方面的性能指标。

还需要根据机械手的具体结构和控制要求设计合适的PLC接口,以便实现PLC与机械手的连接和控制。

3. 传感器设计传感器在机械手控制系统中起着至关重要的作用。

传感器可以用来检测机械手的位置、姿态、力度等信息,并将这些信息传输给PLC,从而实现对机械手的实时监控和控制。

在硬件设计中,需要选择合适的传感器类型和布置位置,并设计相应的传感器接口电路,以确保传感器能够准确地获取所需的信息并与PLC进行通信。

三、软件设计1. PLC编程PLC的编程是机械手控制系统中的核心环节。

在进行PLC编程时,需要根据机械手的控制逻辑和工作流程,设计相应的控制程序。

控制程序包括逻辑控制部分、任务调度部分、通信控制部分等。

在设计控制程序时,需要考虑机械手的运动规划、安全控制、故障处理等方面的要求,以确保机械手能够安全、快速、准确地完成工作任务。

2. HMI设计HMI(人机界面)是机械手控制系统的另一个重要组成部分。

基于PLC的搬运机械手控制系统设计

基于PLC的搬运机械手控制系统设计

基于PLC的搬运机械手控制系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种广泛应用于自动化领域中的控制设备,它拥有可编程的逻辑控制功能,具有高精度、高可靠性、动态稳定性好等特点。

在制造业中,搬运机械手广泛应用于对生产线上产品的搬运,包装和装载等操作。

基于PLC 的搬运机械手控制系统就是将PLC作为核心控制器,实现对搬运机械手的控制和调节,从而提高其工作效率和精度。

搬运机械手控制系统设计基于PLC的搬运机械手控制系统的设计由以下几个部分组成:1. 机械结构设计:机械结构是搬运机械手控制系统的基本构成部分,包括机械臂、传动机构和夹持机构等。

机械结构的设计需要考虑机械臂的长度、强度、重量、运动速度和角度等参数。

传动机构包括电机、减速器、传动轮等,其作用是将电机转换为机械臂的运动。

夹持机构用于夹持待处理的物品,实现搬运和装载等操作。

2. 电气设计:电气设计包括控制系统的电源、控制器、传感器和执行器等。

控制系统的电源是供电保障,必须保证输入电压稳定。

控制器根据输入信号实现对机械手的控制,包括控制信号的生成、控制程序的调试和PID调节等。

传感器用于实时获取机械手的位置、状态和运动方向等信息。

执行器执行机械手的运动和夹持等功能。

3. 软件设计:PLC控制器是基于程序的工作,程序的编写需要考虑搬运机械手的不同工作场景和判据,以实现自动化控制。

软件设计主要包括程序设计和逻辑控制等。

程序设计是根据搬运机械手的功能和运动方式编写程序,以实现对机械手的控制、调节和监测。

逻辑控制是根据具体工作场景进行逻辑判断,实现机械手的自动化控制动作。

基于PLC的搬运机械手控制系统的特点基于PLC的搬运机械手控制系统在制造业中得到广泛应用,其具有以下特点:1. 稳定性好:PLC控制器控制器稳定性好,能够长时间连续工作,不易出现故障。

2. 精度高:PLC控制器具有高精度的控制能力,能够控制搬运机械手的精度和速度,以及对物品的判别和定位等。

3. 可编程性强:PLC控制器采用可编程的逻辑控制,能够为不同的工作场景编写程序,实现自动化控制。

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完整版)基于plc的机械手控制系统设计机械手由机械结构、控制系统和执行器三部分组成。

机械结构是机械手的基本骨架,包括机械手臂、手爪等组成部分。

控制系统是机械手的大脑,负责控制机械手的运动和操作。

执行器是控制系统的输出部分,负责执行控制系统的指令,驱动机械手完成各种动作。

机械手的组成部分相互协调,共同完成机械手的工作任务。

2 PLC控制系统简介2.1 PLC概述PLC是可编程控制器的简称,是一种专门用于工业自动化控制的通用控制器。

它以微处理器为核心,具有高可靠性、强抗干扰能力、良好的扩展性和灵活性等特点。

PLC广泛应用于工业生产中的自动化控制领域,如机械制造、化工、电力、交通、冶金等行业。

2.2 PLC控制系统组成PLC控制系统主要由PLC主机、输入输出模块、编程软件和人机界面组成。

PLC主机是PLC控制系统的核心,负责控制整个系统的运行和实现各种控制功能。

输入输出模块负责将外部信号转换为PLC可以处理的数字信号,并将PLC输出信号转换为外部可控制的信号。

编程软件用于编写PLC程序,实现控制系统的各种功能。

人机界面是PLC控制系统与用户之间的接口,用于实现人机交互,方便用户对控制系统进行操作和监控。

3 基于PLC的机械手控制系统设计3.1系统设计思路本文设计的基于PLC的机械手控制系统主要由PLC控制系统、步进电机驱动系统和机械手组成。

PLC控制系统负责控制机械手的运动和操作,步进电机驱动系统负责驱动机械手的运动,机械手负责完成各种动作任务。

系统设计采用模块化设计思路,将系统分为PLC控制模块、步进电机驱动模块和机械手运动模块,分别进行设计和实现,最后进行整合测试。

3.2系统设计方案PLC控制模块采用西门子PLC作为控制核心,通过编写PLC程序实现机械手的控制和操作。

步进电机驱动模块采用步进电机驱动器和步进电机组成,通过PLC控制信号驱动步进电机实现机械手的运动。

机械手运动模块由机械结构、执行器和传感器组成,通过步进电机驱动器驱动执行器完成机械手的各种动作,通过传感器检测机械手的运动状态并反馈给PLC控制系统。

3.3系统实现流程系统实现流程为:PLC控制系统接收用户输入的控制指令,经过处理后输出控制信号给步进电机驱动系统,步进电机驱动系统根据控制信号驱动机械手执行各种动作,同时传感器检测机械手的运动状态并反馈给PLC控制系统,PLC控制系统根据传感器反馈的信息调整控制信号,实现机械手的精确控制和操作。

结论本文通过对基于PLC的机械手控制系统的设计和实现,实现了对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制,并对非正常情况实行自动报警和自动保护,实现企业的机电一体化,提高企业的生产效率。

该系统具有控制精度高、可靠性强、操作简便等优点,适用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域的自动化控制。

机械手由手部、驱动系统和控制系统组成,如图1-1所示。

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。

驱动系统使手部完成各种转动、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。

机械手的自由度是运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。

自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,但其结构也越复杂。

机械手的应用越来越广泛,涉及到铸、锻、焊、铆、冲压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种,以及轻工业、建筑业、国防工业等领域。

机械手的应用主要有三个目的。

首先,应用机械手可以提高生产过程的自动化程度,实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而提高劳动生产率和降低生产成本。

其次,机械手可以改善劳动条件,避免人身事故。

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,用人手直接操作时有危险或根本不可能。

而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。

在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机械手代替人手进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

第三,机械手可以减少人力,并便于有节奏地生产。

应用机械手代替人手进行工作,可以直接减少人力,同时由于应用机械手可以连续地工作,也可以减少人力。

因此,在自动化机床和综合加工自动线上,目前几乎都设机械手,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏进行生产。

PLC是一种可编程逻辑控制器,广泛应用于工业自动化控制系统中。

PLC的产生源于20世纪60年代初期,是为了解决制造业中的自动化控制问题而发展起来的。

PLC的主要功能是进行逻辑运算、数据处理和控制输出等操作。

PLC的控制系统可根据实际需要进行编程,实现各种控制功能。

PLC的优点是具有高可靠性、易维护、易扩展、成本低等特点,因此在工业自动化控制系统中得到了广泛应用。

1968年,XXX(GM)发布了一个招标要求,要求软连接代替硬接线,维护方便,可靠性高于继电器控制柜,体积小于继电器控制柜,成本低于继电器控制柜,有数据通讯功能,输入电压为115V,可在恶劣环境下工作,扩展时,原系统变更要少,用户程序存储容量可扩展到4K。

这个要求的核心思想是用程序代替硬接线,输入/输出电平可与外部装置直接相连,结构易于扩展,这就是PLC的雏形。

随后,1969年XXX研制出了世界上第一台PLC(PDP-14),并在XXX汽车生产线上应用成功。

2.2 PLC的定义和特点2.2.1 PLC的定义XXXNEMA和XXXIEC对可编程控制器分别作了定义:可编程控制器是一种专门用于工业环境的、以开关量逻辑控制为主的自动控制装置。

它具有存储控制程序的存储器,能够按照控制程序,将输入的开关量(或模拟量)进行逻辑运算、定时、计数和算术运算等处理后,以开关量(或模拟量)的形式输出,控制各种类型的机械或生产过程。

早期的可编程控制器主要用于开关量逻辑控制,因此称为可编程逻辑控制器,简称PLC。

随着计算机技术的不断发展,其功能已不仅限于开关逻辑控制,因此被称之为可编程控制器PC,但这很容易和个人计算机PC相混淆,因此,一般把PLC作为可编程控制器的简称。

2.2.2 PLC的特点可编程控制器之所以能够得到迅速发展和广泛应用,主要是由于它具有以下特点:1)可靠性高,抗干扰能力强。

PLC用软件实现大量的开关量逻辑运算,克服了因继电器触点接触不良而造成的故障;输入采用直流低电压,更加可靠、安全;面向工业环境设计,采取了滤波、屏蔽、隔离等抗干扰措施,适应各种恶劣的工作环境,远远超过了传统的继电器控制系统和一般的计算机控制系统。

2)编程简单,易于掌握。

PLC采用梯形图方式编写程序,与继电器控制逻辑的设计相似,具有直观、简单、容易掌握等优点。

3)功能完善,灵活方便。

随着PLC技术的不断发展,其功能更加完善,不仅具有开关量逻辑控制功能和步进、计算功能,而且还具有模拟量处理、温度控制、位置控制、网络通信等功能。

既可以单机使用,也可联网运行,既可集中控制,也可分布控制或者集散控制。

而且在运行过程中,可随时修改控制逻辑,增减系统的功能。

4)体积小、质量轻、功耗低。

由于采用了单片机等集成芯片,体积小、质量轻、机构紧凑、功耗低。

可编程控制器的主要性能指标可编程控制器的性能指标有很多,其中最主要的有以下几项:1) 输入/输出点数(I/O):I/O点数是指可编程控制器外部输入、输出端子数的总和。

它标志着可以接多少个开关按钮和可以控制多少个负载。

2) 存储容量:存储容量是指可编程控制器内部用于存放用户程序的存储容量。

3) 扫描速度:一般以执行1000步指令所需的时间来衡量,单位为ms/千步,也有以执行一步指令所需来计算,单位us/步。

4) 功能扩展能力:可编程控制器除了主模板块之外,通常都可配备一些可扩展模块,以适应各种特殊功能应用的需要。

例如A/D模块、D/A模块、位置控制模块等。

5) 指令系统:指令系统是指一台可编程控制器指令的总和,它是衡量可编程控制器功能强弱的主要指标。

可编程控制器的分类通常PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。

1) 按结构形式分类:按结构形式不同,可分为整体式和模块式两类。

整体式的PLC是将电源、CPU、存储器、输入/输出单元等各个功能部件集成在一个机壳内,从而具有结构经凑、体积小、价格低等优点,许多小型PLC多采用这种机构。

模块式的PLC将各个功能部件做成独立模块,如电源模块、CPU模块、I/O模块等,然后进行组合。

2) 按控制规模分类:按控制规模大小,可分为小型、中型和大型PLC三种类型。

1) 小型PLC:小型PLC的I/O点数在256点以下,存储容量在2KB以内,其中输入输出点数小于64点的PLC又称为超小型或微型PLC,具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本功能。

2) 中型PLC:中型PLC的开关量I/O点数通常在256-2048点之间,用户程序存储器的容量为2-8KB,除具有小型机的功能外,还具有较强的模拟量I/O、数字计算、过程参数调节,例如比例、积分、微分(PID)调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程I/O及通信联网功能。

3) 大型PLC:大型PLC也称为高档PLC,I/O点数在2048点以上,用户程序存储容量在8KB以上,其中I/O点数大于8192点的又称为超大型PLC,除具有中型机的功能外,还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功能,以及强大的通信联网、中断控制、智能控制和远程控制等功能。

PLC系统的组成PLC系统由三个主要部分组成:输入/输出(I/O)模块、中央处理器(CPU)和编程器。

输入/输出(I/O)模块负责将外部信号转换为数字信号,中央处理器(CPU)负责执行用户编写的程序,编程器则是用来编写、编辑、调试和下载程序的工具。

此外,PLC系统还包括电源模块、通信模块、扩展模块等。

PLC是一种工业通用自动控制装置,其硬件结构和微型计算机控制系统类似,由中央处理器、存储器、输入/输出接口电路、电源、扩展单元和外部设备等组成。

这些部分通过总线连接。

软件包括系统程序和用户程序,用户程序是用户根据控制要求,用PLC编程语言编制的应用程序。

可编程控制器在进入RUN状态后,采用循环扫描方式工作,完成一次扫描过程所需的时间成为扫描周期。

PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言和顺序功能图语言等,其中梯形图语言和助记符语言应用较多。

梯形图语言是PLC的一种编程语言,从上至下编写,每一行从左至右顺序编写。

PLC程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。

梯形图中的触点有两种,即动合触点和动断触点。

梯形图的最右端必须连接输出元素。

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