湖北黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)設計

目 錄摘 要 .1Abstract.21 緒論 .31.1 機器人概述 .32 機械手和 PLC 的基本概述 .52.1 機械手的概述 .52.2 PLC 概述 .73 機械手電路的設計 .133.1 機械手電路的設計任務 .133.2 機械手電路設計的要求 .133.3 機械手集中控制系統(tǒng)的結構及設計 .133.4 機械手電路的方案確定 .143.5 機械手系統(tǒng)的硬件電路設計 .153.6 機械手電路系統(tǒng)設計 .173.7 抗干擾的設計 .213.8 機械電路系統(tǒng)的調試 .21結 論 .22謝辭 .23參考文獻 .24附錄 1 .24黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文1機械手控制電路的設計【摘 要】隨著科學技術的日新月異，自動化程度要求越來越高，市場競爭激烈、人工成本上漲，以往人工操作的搬運和固定式輸送帶為主的傳統(tǒng)物件搬運方式，不但占用空間也不容易更變生產線結構，加上需要人力監(jiān)督操作，更增加生產成本，原有的生產裝料裝置遠遠不能滿足當前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產的可靠性、安全性，降低生產成本，減少環(huán)境污染、提高產品的質量及經濟效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問題。它集成自動控制技術、計量技術、新傳感器技術、計算機管理技術于一體的機電一體化產品；充分利用計算機技術對生產過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設計，配置靈活、組態(tài)方便。本設計就 PLC 在機械手控制上的應用作了詳細闡述?！娟P鍵詞】 可編程控制器（PLC） 機械手 自動控制黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文2Design of manipulator control circuitAbstract：Along with sciences and technologys 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 bodys 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 systems 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 words: programmable controller manipulator automatic control 黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文31 緒論1.1 機器人概述在現代工業(yè)中，生產過程的機械化、自動化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產是不連續(xù)的。專用機床是大批量生產自動化的有效辦法；程控機床、數控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產自動化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現機械化。機器人的出現并得到應用，為這些作業(yè)的機械化奠定了良好的基礎?！肮I(yè)機器人 ”（Industrial Robot）：多數是指程序可變（編）的獨立的自動抓取、搬運工件、操作工具的裝置（國內稱作工業(yè)機器人或通用機器人）。機器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動化裝置。機器人具有結構簡單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢，但功能較少，適應性較差。目前我國常把具有上述特點的機器人稱為專用機器人，而把工業(yè)機械人稱為通用機器人。機器人按照結構形式的不同又可分為多種類型，其中關節(jié)型機器人以其結構緊湊，所占空間體積小，相對工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點，成為機器人中使用最多的一種結構形式，世界一些著名機器人的本體部分都采用這種機構形式的機器人。要機器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關節(jié)等部分組成的抓取和移動機構執(zhí)行機構；像肌肉那樣使手臂運動的驅動傳動系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機器人的性能。一般而言，機器人通常就是由執(zhí)行機構、驅動傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖 1-1 所示。執(zhí)行 機構機器人控 制系統(tǒng)驅動 - 傳動系統(tǒng)手部腕部臂部腰部基座部（ 固定或移動）電 、液或氣 驅 動 裝置單關節(jié) 伺服控制器關節(jié)協(xié)調及 其它信息交換計 算機圖 1-1 機器人的一般組成對于現代智能機器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。目前研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置。機器人的這些組成部分并不是各自獨立的，或者說并不是簡單黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文4的疊加在一起，從而構成一個機器人的。要實現機器人所期望實現的功能，機器人的各部分之間必然還存在著相互關聯、相互影響和相互制約。它們之間的相互關系如圖 1-2 所示。位 形檢測控 制系統(tǒng) （ 二）驅動傳動裝置執(zhí)行機構工作對象智 能系統(tǒng)控 制系統(tǒng)（ 一 ）圖 1-2 機器人各組成部分之間的關系機器人的機械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機構和驅動傳動系統(tǒng)組成。執(zhí)行機構是機器人賴以完成工作任務的實體，通常由連桿和關節(jié)組成，由驅動傳動系統(tǒng)提供動力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務。驅動傳動系統(tǒng)主要包括驅動機構和傳動系統(tǒng)。驅動機構提供機器人各關節(jié)所需要的動力，傳動系統(tǒng)則將驅動力轉換為滿足機器人各關節(jié)力矩和運動所要求的驅動力或力矩。有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機械系統(tǒng)又叫操作機(Manipulator)，相當于本文中的執(zhí)行機構部分。黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文52 機械手和 PLC 的基本概述2.1 機械手的概述2.1.1 機械手的應用簡況在 現 代 工 業(yè) 中 ， 生 產 過 程 的 機 械 化 、 自 動 化 已 成 為 突 出 的 主 題 。 在 機 械 工 業(yè) 中 ， 加工 、 裝 配 等 生 產 是 不 連 續(xù) 的 。 專 用 機 床 是 大 批 量 生 產 自 動 化 的 有 效 辦 法 ， 程 控 機 床 、 數控 機 床 、 加 工 中 心 等 自 動 化 機 械 是 有 效 解 決 多 品 種 小 批 量 生 產 自 動 化 的 重 要 辦 法 。但 除 切 削 加 工 本 身 外 ， 還 有 大 量 的 裝 卸 、 搬 運 、 裝 配 等 作 業(yè) ， 有 待 于 進 一 步 實 現 機械 化 。 據 資 料 介 紹 ， 美 國 生 產 的 全 部 工 業(yè) 零 件 中 ， 有 75 是 小 批 量 生 產 ； 金 屬 加 工 生產 批 量 中 有 四 分 之 三 在 50 件 以 下 ， 零 件 真 正 在 機 床 上 加 工 的 時 間 僅 占 零 件 生 產 時 間 的5 。 從 這 里 可 看 出 ， 裝 卸 、 搬 運 等 工 序 機 械 化 的 迫 切 性 ， 工 業(yè) 機 械 手 就 是 為 實 現 這 些工 序 的 自 動 化 而 產 生 的 。 機 械 手 可 在 空 間 抓 放 物 體 ， 動 作 靈 活 多 樣 ， 適 用 于 可 變 換 生 產品 種 的 中 、 小 批 量 自 動 化 生 產 ， 廣 泛 應 用 于 柔 性 自 動 線 。國 內 外 機 械 工 業(yè) 、 鐵 路 部 門 中 機 搬 運 械 手 主 要 應 用 于 以 下 幾 方 面 ：1.熱 加 工 方 面 的 應 用熱 加 工 是 高 溫 、 危 險 的 笨 重 體 力 勞 動 ， 很 久 以 來 就 要 求 實 現 自 動 化 。 為 了 提 高 工 作效 率 ， 和 確 保 工 人 的 人 身 安 全 ， 尤 其 對 于 大 件 、 少 量 、 低 速 和 人 力 所 不 能 勝 任 的 作 業(yè) 就更 需 要 采 用 機 械 手 操 作 。2.冷 加 工 方 面 的 應 用冷 加 工 方 面 機 械 手 主 要 用 于 柴 油 機 配 件 以 及 軸 類 、 盤 類 和 箱 體 類 等 零 件 單 機 加 工 時的 上 下 料 和 刀 具 安 裝 等 。 進 而 在 程 序 控 制 、 數 字 控 制 等 機 床 上 應 用 ， 成 為 設 備 的 一 個 組成 部 分 。 最 近 更 在 加 工 生 產 線 、 自 動 線 上 應 用 ， 成 為 機 床 、 設 備 上 下 工 序 聯 接 的 重 要 于段 。3.拆 修 裝 方 面拆 修 裝 是 鐵 路 工 業(yè) 系 統(tǒng) 繁 重 體 力 勞 動 較 多 的 部 門 之 一 ， 促 進 了 機 械 手 的 發(fā) 展 。 目 前國 內 鐵 路 工 廠 、 機 務 段 等 部 門 ， 已 采 用 機 械 手 拆 裝 三 通 閥 、 鉤 舌 、 分 解 制 動 缸 、 裝 卸 軸箱 、 組 裝 輪 對 、 清 除 石 棉 等 ， 減 輕 了 勞 動 強 度 ， 提 高 了 拆 修 裝 的 效 率 。 近 年 還 研 制 了 一種 客 車 車 內 噴 漆 通 用 機 械 手 ， 可 用 以 對 客 車 內 部 進 行 連 續(xù) 噴 漆 ， 以 改 善 勞 動 條 件 ， 提 高噴 漆 的 質 量 和 效 率 。近 些 年 ， 隨 著 計 算 機 技 術 、 電 子 技 術 以 及 傳 感 技 術 等 在 機 械 手 中 越 來 越 多 的 應 用 ，工 業(yè) 機 械 手 已 經 成 為 工 業(yè) 生 產 中 提 高 勞 動 生 產 率 的 重 要 因 素 。2.1.2 機械手的應用意義在 機 械 工 業(yè) 中 ， 機 械 手 的 應 用 意 義 可 以 概 括 如 下 ：1.可 以 提 高 生 產 過 程 的 自 動 化 程 度應 用 機 械 手 ， 有 利 于 提 高 材 料 的 傳 送 、 工 件 的 裝 卸 、 刀 具 的 更 換 以 及 機 器 的 裝 配 等的 自 動 化 程 度 ， 從 而 可 以 提 高 勞 動 生 產 率 ， 降 低 生 產 成 本 ， 加 快 實 現 工 業(yè) 生 產 機 械 化 和自 動 化 的 步 伐 。2.可 以 改 善 勞 動 條 件 、 避 免 人 身 事 故 在 高 溫 、 高 壓 、 低 溫 、 低 壓 、 有 灰 塵 、 噪 聲 、黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文6臭 味 、 有 放 射 性 或 有 其 它 毒 性 污 染 以 及 工 作 空 間 狹 窄 等 場 合 中 ， 用 人 手 直 接 操 作 是 有危 險 或 根 本 不 可 能 的 。 而 應 用 機 械 手 即 可 部 分 或 全 部 代 替 人 安 全 地 完 成 作 業(yè) ， 大 大 地改 善 了 工 人 的 勞 動 條 件 。 在 一 些 動 作 簡 單 但 又 重 復 作 業(yè) 的 操 作 中 ， 以 機 械 手 代 替 人 手 進行 工 作 ， 可 以 避 免 由 于 操 作 疲 勞 或 疏 忽 而 造 成 的 人 身 事 故 。3.可 以 減 少 人 力 ， 便 于 有 節(jié) 奏 地 生 產應 用 機 械 手 代 替 人 手 進 行 工 作 ， 這 是 直 接 減 少 人 力 的 一 個 側 面 ， 同 時 由 于 應 用 機 械手 可 以 連 續(xù) 地 工 作 ， 這 是 減 少 人 力 的 另 一 個 側 面 。 因 此 ， 在 自 動 化 機 床 和 綜 合 加 工 自 動生 產 線 上 ， 目 前 幾 乎 都 設 有 機 械 手 ， 以 減 少 人 力 和 更 準 確 地 控 制 生 產 的 節(jié) 拍 ， 便 于 有 節(jié)奏 地 進 行 生 產 。綜 上 所 述 ， 有 效 地 應 用 機 械 手 是 發(fā) 展 機 械 工 業(yè) 的 必 然 趨 勢 。2.1.3 機械手的發(fā)展概況專 用 機 械 手 經 過 幾 十 年 的 發(fā) 展 ， 如 今 已 進 入 以 通 用 機 械 手 為 標 志 的 時 代 。 由 于 通 用機 械 手 的 應 用 和 發(fā) 展 ， 進 而 促 進 了 智 能 機 器 人 的 研 制 。 智 能 機 器 人 涉 及 的 知 識 內 容 ， 不僅 包 括 一 般 的 機 械 、 液 壓 、 氣 動 等 基 礎 知 識 ， 而 且 還 應 用 一 些 電 子 技 術 、 電 視 技 術 、 通訊 技 術 、 計 算 技 術 、 無 線 電 控 制 、 仿 生 學 和 假 肢 工 藝 等 ， 因 此 它 是 一 項 綜 合 性 較 強 的 新技 術 。 目 前 國 內 外 對 發(fā) 展 這 一 新 技 術 都 很 重 視 ， 幾 十 年 來 ， 這 項 技 術 的 研 究 和 發(fā) 展 一 直比 較 活 躍 ， 設 計 在 不 斷 地 修 改 ， 品 種 在 不 斷 地 增 加 ， 應 用 領 域 也 在 不 斷 地 擴 大 。早 在 40 年 代 ， 隨 著 原 子 能 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 已 出 現 了 模 擬 關 節(jié) 式 的 第 一 代 機 械 手 。50 60 年 代 即 制 成 了 傳 送 和 裝 卸 工 件 的 通 用 機 械 手 和 數 控 示 教 再 現 型 機 械 手 。 這 種機 械 手 也 稱 第 二 代 機 械 手 。 如 尤 尼 曼 特 (UniMate)機 械 手 即 屬 于 這 種 類 型 。60 70 年 代 ， 又 相 繼 把 通 用 機 械 手 用 于 汽 車 車 身 的 點 焊 和 沖 壓 生 產 自 動 線 上 ， 亦 即是 第 二 代 機 械 手 這 一 新 技 術 進 入 了 應 用 階 段 。80-90 年 代 ， 裝 配 機 械 手 處 于 鼎 盛 時 期 ， 尤 其 是 日 本 。90 年 代 機 械 手 在 特 殊 用 途 上 有 較 大 的 發(fā) 展 ， 除 了 在 工 業(yè) 上 廣 泛 應 用 外 ， 農 、 林 、 礦業(yè) 、 航 天 、 海 洋 、 文 娛 、 體 育 、 醫(yī) 療 、 服 務 業(yè) 、 軍 事 領 域 上 有 較 大 的 應 用 。90 年 代 以 后 ， 隨 著 計 算 機 技 術 、 微 電 子 技 術 、 網 絡 技 術 等 的 快 速 發(fā) 展 ， 機 械 手 技 術也 得 到 飛 速 的 多 元 化 發(fā) 展 ?？?之 ， 目 前 機 械 手 的 主 要 經 歷 分 為 三 代 ：第 一 代 機 械 手 主 要 是 靠 人 工 進 行 控 制 ， 控 制 方 式 為 開 環(huán) 式 ， 沒 有 識 別 能 力 ； 改 進 的方 向 主 要 是 將 低 成 本 和 提 高 精 度 ； 第 二 代 機 械 手 設 有 電 子 計 算 機 控 制 系 統(tǒng) ， 具 有 視 覺 、觸 覺 能 力 ， 甚 至 聽 、 想 的 能 力 。 研 究 安 裝 各 種 傳 感 器 ， 把 接 收 到 的 信 息 反 饋 ， 使 機 械 手具 有 感 覺 機 能 ； 第 三 代 機 械 手 能 獨 立 完 成 工 作 過 程 中 的 任 務 。 它 與 電 子 計 算 機 和 電 視 設備 保 持 聯 系 ， 并 逐 步 發(fā) 展 成 為 柔 性 系 統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing System)和 柔 性 制 造單 元 FMC(Flexible Manufacturing Cell)中 重 要 一 環(huán) 。2.1.4 機械手的發(fā)展趨勢目 前 國 內 工 業(yè) 機 械 于 主 要 用 于 機 床 加 工 、 鑄 鍛 、 熱 處 理 等 方 面 ， 數 量 、 品 種 、 性 能方 面 都 不 能 滿 足 工 業(yè) 生 產 發(fā) 展 的 需 要 。 因 此 ， 國 內 主 要 是 逐 步 擴 大 機 械 手 應 用 范 圍 ， 重點 發(fā) 展 鑄 鍛 、 熱 處 理 方 面 的 機 械 手 ， 以 減 輕 勞 動 強 度 ， 改 善 作 業(yè) 條 件 。 在 應 用 專 用 機 械手 的 同 時 ， 相 應 地 發(fā) 展 通 用 機 械 手 ， 有 條 件 的 還 要 研 制 示 教 式 機 械 手 、 計 算 機 控 制 機 械手 和 組 合 式 機 械 手 等 。黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文7將 機 械 手 各 運 動 構 件 ， 如 伸 縮 、 擺 動 、 升 降 、 橫 移 、 俯 仰 等 機 構 ， 以 及 適 于 不 同類 型 的 夾 緊 機 構 ， 設 計 成 典 型 的 通 用 機 構 ， 以 便 根 據 不 同 的 作 業(yè) 要 求 ， 選 用 不 用 的 典 型部 件 ， 即 可 組 成 各 種 不 同 用 途 的 機 械 手 。 既 便 于 設 計 制 造 ， 又 便 于 改 換 工 作 ， 擴 大 了 應用 的 范 圍 。 同 時 要 提 高 精 度 ， 減 少 沖 擊 ， 定 位 精 確 ， 以 更 好 地 發(fā) 揮 機 械 手 的 作 用 。 此 外還 應 大 力 研 究 伺 服 型 、 記 憶 再 現 型 ， 以 及 具 有 觸 覺 、 視 覺 等 性 能 地 機 械 手 ， 并 考 慮 于 計算 機 聯 用 ， 逐 步 成 為 整 個 機 械 制 造 系 統(tǒng) 中 的 一 個 基 本 單 元 。在 國 外 機 械 制 造 業(yè) 中 ， 工 業(yè) 機 械 手 應 用 較 多 ， 發(fā) 展 較 快 。 目 前 主 要 用 于 機 床 、 模 鍛壓 力 機 的 上 下 料 ， 以 及 點 焊 、 噴 漆 等 作 業(yè) 中 ， 它 可 按 照 事 先 制 定 的 作 業(yè) 程 序 完 成 規(guī) 定 的操 作 ， 但 是 還 不 具 備 任 何 傳 感 反 饋 能 力 ， 不 能 應 付 外 界 的 變 化 。 如 發(fā) 生 某 些 偏 離 時 ， 就將 引 起 零 部 件 甚 至 機 械 手 本 身 的 損 壞 。 為 此 ， 國 外 機 械 手 的 發(fā) 展 趨 勢 是 大 力 研 制 具 有 某些 智 能 的 機 械 手 ， 使 其 擁 有 一 定 的 傳 感 能 力 ， 能 反 饋 外 界 條 件 的 變 化 ， 做 出 相 應 的 變 更 。如 位 置 發(fā) 生 稍 些 偏 差 時 ， 即 能 更 正 ， 并 自 行 檢 測 ， 重 點 是 研 究 視 覺 功 能 和 觸 覺 功 能 。視 覺 功 能 即 在 機 械 手 上 安 裝 有 電 視 照 相 機 和 光 學 測 距 儀 （ 即 距 離 傳 感 器 ） 以 及 衛(wèi) 星計 算 機 。 工 作 時 ， 電 視 照 相 機 將 物 體 形 象 變 成 視 頻 信 號 ， 然 后 傳 送 給 計 算 機 ， 以 便 分 析物 體 的 種 類 、 大 小 、 顏 色 和 方 位 ， 并 發(fā) 出 指 令 控 制 機 械 手 進 行 工 作 。觸 覺 功 能 即 在 機 械 手 上 安 裝 有 觸 覺 反 饋 控 制 裝 置 。 工 作 時 機 械 手 先 伸 出 手 指 尋 找 工件 ， 通 過 裝 在 手 指 內 的 壓 力 敏 感 元 件 產 生 觸 感 作 用 ， 然 后 伸 向 前 方 ， 抓 住 工 件 。手 的 抓 力 大 小 可 通 過 裝 在 手 指 內 側 的 壓 力 敏 感 元 件 來 控 制 ， 達 到 自 動 調 整 握 力 的 大小 。 總 之 ， 隨 著 傳 感 技 術 的 發(fā) 展 ， 機 械 手 的 裝 配 作 業(yè) 的 能 力 將 進 一 步 提 高 。 到 1995 年 ，全 世 界 約 有 50%的 汽 車 由 機 械 手 裝 配 ?，F 今 機 械 手 的 發(fā) 展 更 主 要 的 是 將 機 械 手 和 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 以 及 柔 性 制 造 單 元 相 結 合 ，從 而 根 本 改 變 目 前 機 械 制 造 系 統(tǒng) 的 人 工 操 作 狀 態(tài) 。2.2 PLC 概述2.2.1 PLC 簡介自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC 的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC 在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的 PLC 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。作為離散控的制的首選產品，PLC 在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內的 PLC 年增長率保持為 20%30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和 PLC市場容量基數的不斷擴大，近年來 PLC 在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家 PLC 的增長十分迅速。綜合相關資料，2004 年全球 PLC 的銷售收入為 100億美元左右，在自動化領域占據著十分重要的位置。 PLC 是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的 PLC 只有開關量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令；并通過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求，并事先存入 PLC 的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC 的 CPU 內有指示程序步存儲地址的程序計數器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數器自動加 1，程序黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文8從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為 END 指令） ，然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC 每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的 PLC，循環(huán)掃描周期在 1 微秒到幾十微秒之間。PLC 用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算 1K 邏輯程序不到 1 毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16 位（也有 32 位的）為一個模擬量。大型 PLC 使用另外一個 CPU 來完成模擬量的運算。把計算結果送給 PLC 的控制器。相同 I/O 點數的系統(tǒng)，用 PLC 比用 DCS，其成本要低一些（大約能省 40%左右） 。PLC 沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比 DCS 要低很多。一個 PLC 的控制器，可以接收幾千個 I/O 點（最多可達 8000 多個 I/O） 。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用 PLC 較為合適。PLC 由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 近 10 年來，隨著 PLC 價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設備開始采用 PLC 進行控制， PLC 在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經濟的高速發(fā)展和基礎自動化水平的不斷提高，今后一段時期內 PLC 在我國仍將保持高速增長勢頭。 通用 PLC 應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但 PLC 相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現在正逐步用通用 PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器。2.2.2 PLC 內部原理PLC 實質上是一種被專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構和微機是基本一致的,如圖 2-1 所示。圖 2-1 PLC 硬件的基本結構圖1.中央處理單元（CPU）中央處理單元（CPU）是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能，接受并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據，檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)論文9并能檢查用戶程序的語法錯誤。當 PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接受現場各輸入裝置的狀態(tài)和數據，并分別存入 I/O 映象區(qū), 然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術運算等任