印刷在線檢測系統(tǒng).doc

緒論.課題背景 目前我國印刷機械技術(shù)與國際先進印刷機械技術(shù)水平相比有較大差距，印刷機械逐步向高度自動化發(fā)展。由于任何彩色印刷品均由四種基色構(gòu)成，這就注定了彩色印刷品在印刷過程中必然分為多道工序。如果每道工序定位不準，則容易造成混色，嚴重影響印刷品質(zhì)。在線自動檢測套準系統(tǒng)就是在印刷過程中，自動檢測不同工序的定位基準，并根據(jù)相鄰兩個工序定位基準的檢測結(jié)果，調(diào)整本工序的定位基準，從而套準前一道工序的基準，提高印刷品質(zhì)。從國際上看，僅在歐美國家，極少數(shù)國際知名品牌的印刷設(shè)備中采用了在線自動檢測套準系統(tǒng)，如德國的海德堡。在國外的技術(shù)中，使用光學掃描頭監(jiān)測印在紙張表面的菱開形定位標記。當平均定位誤差大于定位誤差最大值時，系統(tǒng)會啟動橫向或徑向馬達來修正誤差。通過在控制系統(tǒng)中輸入相關(guān)的控制參數(shù)，比如定位標記位置、印刷格式、定位允許誤差等。印刷機運轉(zhuǎn)后，掃描頭搜尋并追蹤印刷在紙上的定位標記，然后將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)操作界面，控制系統(tǒng)利用來自掃描頭的數(shù)據(jù)監(jiān)測印刷定位標記的位置和品質(zhì)，判斷是否有標記錯位。該技術(shù)上涉及自動檢測技術(shù)、計算機接口技術(shù)、傳感技術(shù)、印刷技術(shù)、圖像模式識別技術(shù)和伺服驅(qū)動技術(shù)等多門學科，且科技含量較高，在國內(nèi)，此項技術(shù)仍屬空白，國內(nèi)印刷設(shè)備均沒有采用此項技術(shù)。在強調(diào)國際先進技術(shù)國產(chǎn)化的今天，研究印刷設(shè)備的在線自動檢測套準系統(tǒng)，尤其重要。跟蹤研究國外先進技術(shù)，自主開發(fā)印刷機械在線自動檢測套準控制系統(tǒng)，填補此項技術(shù)在國內(nèi)的空白，達到國內(nèi)領(lǐng)先幫助國內(nèi)印刷機械制造能力達到國際水平。綜上所述，該項目研究的主要意義是從根本上解決國內(nèi)相關(guān)印刷機械生產(chǎn)企業(yè)和研究單位在在線自動檢測套準控制技術(shù)的空白，提高印刷機械生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，提高我國印刷機械產(chǎn)品與國際印刷機械產(chǎn)品的競爭力。國外同類設(shè)備其價格為數(shù)拾萬元人民幣。經(jīng)測算，我們自主研發(fā)生產(chǎn)的在線自動檢測套準控制系統(tǒng)預計成本為十萬元以下。1.2課題研究目標和內(nèi)容研究目標：該研究的目標是研究在高速印刷的環(huán)境下，采集套準圖像標記，研究和設(shè)計快速圖像識別和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動檢測取代手工檢測，實現(xiàn)在線自動檢測套準控制的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的大幅度提高。功能上，該裝置通過攝像頭采集圖像標記及控制系統(tǒng)控制相關(guān)機構(gòu)的運動和機構(gòu)之間的聯(lián)動，實現(xiàn)印刷套準的自動控制，從而印刷套準操作的步驟及時間，減低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。并且該系統(tǒng)，能夠填補此項技術(shù)在國內(nèi)的空白，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。效率指標：通過點套準標碼可以測量套準偏差，由于它們體積小，可以縱向或橫向地放置，節(jié)省空間。實時完整顯示，可以實現(xiàn)操作過程中的套準質(zhì)量檢測。通過強大的運算處理系統(tǒng)，可以對顯示的數(shù)據(jù)做實時評估。利用高放大倍率CCD攝像頭，可以滿足條件苛刻的使用環(huán)境。能對各類高速多色印刷機進行全自動套準檢測和修正，其套準控制精度達0.lmm；識別范圍：周長方向10mm；印刷機最大運行速度10m/s或15000張/小時。研究內(nèi)容：該項目主要完成印刷過程中的定位色差基準的自動檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果自動完成修正定位基準，提高印刷品質(zhì)。因此，該項目的研發(fā)是多學科技術(shù)的綜合應(yīng)用。涉及的相關(guān)技術(shù)包括有：自動檢測技術(shù)、計算機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、印刷技術(shù)、圖像模式識別技術(shù)和伺服驅(qū)動技術(shù)等。主要研究內(nèi)容有：（1）怎樣實現(xiàn)自動檢測每個顏色的定位圖像。（2）檢測到的圖像怎樣轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像進入到計算機進行處理。（3）數(shù)字圖像在計算機中的圖像模式識別處理。（4）將識別的結(jié)果與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的通信。（5）伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。1.3課題的意義特色：課題是為了解決國產(chǎn)印刷機械的快速、準確、標準化的檢測和控制印刷品套準質(zhì)量，推動我國印刷機械的自動化發(fā)展。該課題涉及印刷技術(shù)、圖像模式識別、數(shù)字圖像處理、傳感器技術(shù)、計算機硬件及軟件技術(shù)、機械設(shè)計及制造技術(shù)、電機驅(qū)動技術(shù)、印刷技術(shù)等多學科技術(shù)。該課題開發(fā)的在線自動檢測套準控制系統(tǒng)，可應(yīng)用于多種印刷機上，實現(xiàn)印張的自動套準，具有很強的實用和推廣價值。創(chuàng)新： 該課題的研發(fā)創(chuàng)新屬于國內(nèi)首創(chuàng)，是填補國內(nèi)的技術(shù)空白。創(chuàng)新內(nèi)容包括印刷套準檢測工藝創(chuàng)新；印刷套準控制系統(tǒng)創(chuàng)新。最終成果形式：1、具有較高自動化的在線自動檢測的套準控制系統(tǒng)軟件一套；2、自動套準控制裝置一套；3、新型印刷套準標記和套準工藝；預期水平：該課題研究水平的目標是達到國際先進，國內(nèi)領(lǐng)先。該課題開發(fā)的在線自動檢測套準控制系統(tǒng)可應(yīng)用在各類多色印刷設(shè)備上，使我國的印刷設(shè)備能有自己的自動化控制系統(tǒng)。該課題研制的“基于圖像模式識別的印刷在線自動檢測套準控制系統(tǒng)”可應(yīng)用于各類多色印刷設(shè)備上，實現(xiàn)多色的自動套準，大大提高印刷設(shè)備的自動化程度，具有很好的推廣價值。轉(zhuǎn)化措施 ：該課題的立項是直接立足于企業(yè)的需求，產(chǎn)品的開發(fā)研究將與企業(yè)密切合作，調(diào)試和實驗均與企業(yè)合作，因此，該項目成果將直接轉(zhuǎn)化為企業(yè)的應(yīng)用產(chǎn)品。 社會效益： 該課題研究的主要意義是從根本上解決國內(nèi)印刷機械生產(chǎn)企業(yè)和研究單位在自動套準檢測和控制工藝技術(shù)的落后問題，提高高自動化的印刷機械的生產(chǎn)能力。該課題的研究屬于國內(nèi)首創(chuàng)，填補國內(nèi)的技術(shù)空白。 經(jīng)濟效益：國外同類產(chǎn)品價格為數(shù)十萬元人民幣。經(jīng)測算，我們自主研發(fā)生產(chǎn)該系統(tǒng)預計成本為18萬元。產(chǎn)品定型后預計成本為4萬元，市場價格定位為6萬元，全國有數(shù)百家印刷機械生產(chǎn)企業(yè)對該產(chǎn)品有需求，按年產(chǎn)100套計算，年利稅為200萬元。2.1印刷機原理2.1.1印刷機的分類一般而言，承印物不同，采取的印刷方式也不同，承印物材料有下列幾類：1、紙張：這是最常見的印刷，新紀元印務(wù)就是在紙張或和紙張相類的材質(zhì)上印刷。2、塑料印刷：多見于包裝袋的印刷。3、特種材料：指在玻璃、金屬、木材等材料上的印刷。印刷機種類有：1、膠印印刷機：一般采用平版印刷，多用于四色紙張印刷， 使用的就是膠印印刷機。膠印印刷還用于鐵皮等薄板材質(zhì)上的印刷，這種機器稱為印鐵機。2、凹版印刷：指用凹版(一般指鋼版)印刷，多用于塑料印刷。3、柔性版印刷：指用柔性材料版(一般指樹脂版等)印刷，這實際上是凸版印刷，多用 于大批量不干膠商標印刷。4、絲網(wǎng)印刷：可以在各種材料上（尤其是非平面材質(zhì)上）印刷，多用于禮品、容器等印刷。2.1.2單張紙膠印機結(jié)構(gòu)及原理印刷機的種類較多，但原理都是差不多，就以膠印機為例。膠印機又分為單紙張膠印機和輪轉(zhuǎn)機。單張紙膠印機是指印刷紙張是一張張、平鋪進入機器印刷的。輪轉(zhuǎn)機是指紙張是用卷筒紙進行印刷的一種大型印刷機械，多用于大批量書刊、報紙的印刷。兩種膠印機，其原理是一樣的，只是輸紙、傳遞、收紙方式不同罷了。所以，以單張紙四色膠印機為例，講講膠印機的結(jié)構(gòu)及原理。下圖（圖2.1）是海德堡GTO四色膠印機側(cè)剖面圖。印刷機型號不同，機器結(jié)構(gòu)不同，但基本構(gòu)造大同小異，原理是一樣的。 圖2.1 海德堡GTO四色膠印機側(cè)剖面圖1）傳動部分就是把印刷機原動機的運動，通過皮帶、齒輪、鏈條等傳輸?shù)接∷C各工作部分，使各個工作機件能按照工作要求，作周期性的、緊密協(xié)調(diào)的、準確的機械運動，以完成印刷動作的機構(gòu)。印刷機的原動機是電動機，傳動方式一般有帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動三種方式。其中帶傳動（用皮帶傳動）精度最低，一般印刷機的原動機（馬達）和下一個從動輪之間，采用帶傳動；齒輪傳動精度最高，在印刷機側(cè)面機墻內(nèi)，使紙張傳遞、墨輥組、水輥組、滾筒運行的，一般采用齒輪傳動；鏈傳動（鏈條傳動）用于精度要求較高，但又不方便使用齒輪傳動的部分，一般用于輸紙部分和收紙部分。印刷精度要求極高，我們要求印刷品上圖文誤差在幾絲（1絲0.01毫米），而決定印刷品誤差的，就是印刷機的傳動部分的精度，而傳動部分的精度，取決于機械加工精度和金屬材質(zhì)。僅僅加工精度高還不行，許多印刷機，新機器時還差強人意，但使用一段時間就不行了，那是因為金屬材質(zhì)的緣故。在當今世界，印刷機制造業(yè)是一個國家機械制造業(yè)水平的標尺。我們國家到目前為止，進口著名品牌印刷機仍然是免稅的，但即使免稅，價格依然很昂貴，就是因為我們國家機械制造業(yè)水平問題，這常使業(yè)內(nèi)人士痛心疾首。2）輸紙、傳遞及收紙部分。下圖（圖2.2）上的紅線是紙張在印刷機內(nèi)通過的路線。 圖 2.2紙張在印刷機內(nèi)通過的路線。待印紙張放在印刷機前端紙臺上（俗稱輸紙臺，圖2.2中注1），印刷機自動將紙張分離成單張，逐張將它輸送到規(guī)矩部件處（圖2.2中注5），這部分叫輸紙部分（海德堡稱之為飛達）；紙張到規(guī)矩部件處被定位，紙張在這里要“停頓”一下，然后由叼牙抓住紙張前端紙邊，送入印刷機內(nèi)部，經(jīng)過結(jié)構(gòu)相同（油墨不同）的四個色組印刷，這過程叫紙張傳遞過程。紙張傳遞過程實際上是由相互配合的一個個滾筒上的一排排叼牙相互轉(zhuǎn)接的過程。最后，已經(jīng)印刷過的紙張被整齊地平放在收紙臺上，這部分叫收紙部分。所謂叼牙，就是在印刷機滾筒或鏈條上橫放的一排排周期性張開、閉合的鋼牙，當然它的張開和閉合是需要非常準確的。 3）規(guī)矩部分規(guī)矩、出血、咬口、前規(guī)、側(cè)規(guī)（靠身、靠外），版芯尺寸、大套、自翻、大滾翻規(guī)矩線形式如圖2.3，一個完整規(guī)矩線，有內(nèi)規(guī)矩線和外規(guī)矩線。我們以內(nèi)規(guī)矩線裁切（見圖2.4井字線），得到的印刷品成品上就沒有規(guī)矩線了，我們就得到一張干凈的印刷品。 圖 2.3 圖 2.4但是，設(shè)計的印刷文件上的圖文不能只作到內(nèi)規(guī)矩線，因為印刷后的裁切是有誤差的（這里包含裁切時刀的誤差，和紙張因為印刷而抽漲產(chǎn)生的誤差），難以保證一刀切下去，正好在圖文邊上，如果一刀切在圖文外，就會留下一條白線，損害了印刷品的美觀。所以我們要把圖文（一般只是圖）做到與外規(guī)矩線相齊，超出內(nèi)規(guī)矩線的部分叫出血。習慣上，出血是3mm，所以內(nèi)規(guī)矩線和外規(guī)矩線之間相距一般也是3mm。規(guī)矩線的作用不僅僅是為了裁切，主要作用還是印刷時的對版。在彩印中，藍（C）、紅（M）、黃（Y）、黑（K）四塊版上都有規(guī)矩線，要讓這四個色的規(guī)矩線完全重合在一起，這樣的印刷品才會是鮮亮、合格的，這就是印刷的“套準”。一張紙，被飛達送入機器，是經(jīng)過很多次轉(zhuǎn)接，被印刷上四色圖文，所以這種轉(zhuǎn)接的精度要求就很高。許多印刷設(shè)備本身誤差較大，它們的校正也很麻煩。用戶拿到的印刷品是成品，看不到規(guī)矩線，另外，由于人的裸眼視覺辨別精度有限，你不會覺得圖文沒有套準。套合不準的印刷品，會給人一種虛的、霧蒙蒙的感覺，當然，一些印刷品把單眼皮的人印刷成雙眼皮了，那就不是虛的、霧蒙蒙的感覺了。紙張被飛達送到規(guī)矩部件處，將被定位，紙張在這里要“停頓”一下，然后由叼牙抓住紙張前端紙邊，送入印刷機內(nèi)部。這是為了使紙張以同一狀態(tài)進入機器被印刷，使前后印刷出來的印張，圖文是在紙張的一個固定位置上。即使印刷機傳遞紙張很準確，我們得到了一張張清晰的印刷品，但前后印張上圖文不在一個位置，裁切是一沓沓裁切的，這樣參差不齊的印刷品。規(guī)矩機構(gòu)由一個前規(guī)、左右兩個側(cè)規(guī)組成。機器運行時，前規(guī)和一個側(cè)規(guī)動作，另一個側(cè)規(guī)得關(guān)閉。前規(guī)是在第一排叼牙前的一排扇動的金屬擋片，紙張到達前規(guī)，被擋住，這時開啟的一個側(cè)規(guī)動作，將紙張向左（或向右）拉動紙張，使紙張到達一個固定的位置，至此紙張定位完成。站在印刷機進紙正前方，面對機器，機器的常用操作按鈕和操作手柄，大部分在機器左側(cè)，操作人員一般在機器的左側(cè)活動，所以左邊叫靠身，左邊規(guī)矩叫靠身規(guī)矩，反之，另一邊叫靠外、靠外規(guī)矩。紙張被前規(guī)擋住、將被叼牙叼的邊叫咬口。一張單面印刷品印刷時，隨便選用靠身規(guī)矩還是靠外規(guī)矩都可以，只要印后，把印張按咬口和側(cè)規(guī)整齊后再裁切，就能得到滿意的印刷品了。 2.2 自動套準系統(tǒng)中的主要硬件簡介在整個自動套準系統(tǒng)中的主要硬件涉及CCD攝像頭，計算機，PLC，RS-232計算機與PLC之間的通信線，以及步進電機及其驅(qū)動。 2.2.1 CCD攝像頭 攝像頭的工作原理是：被攝物體反射光線，傳播到鏡頭，經(jīng)鏡頭聚焦到CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強弱積聚相應(yīng)的電荷，經(jīng)周期性放電，產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號，經(jīng)過預中放電路放大、AGC自動增益控制，于由圖像處理芯片處理的是數(shù)字信號，所以經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換到圖像數(shù)字信號處理IC（DSP）。同步信號發(fā)生器主要產(chǎn)生同步時鐘信號（由晶體振蕩電路來完成），即產(chǎn)生垂直和水平的掃描驅(qū)動信號，到圖像處理IC。然后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路通過輸出端子輸出一個標準的復合視頻信號。2.2.2計算機1）計算機的發(fā)展趨勢當前計算機的發(fā)展趨勢是向巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。巨型化(或功能巨型化)巨型化是指其高速運算、大存儲容量和強功能的巨型計算機。其運算能力一般在每秒百億次以上、內(nèi)存容量在幾百兆字節(jié)以上。巨型計算機主要用于尖端科學技術(shù)和軍事國防系統(tǒng)的研究開發(fā)。微型化(或體積微型化)二十世紀七十年代以來，由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，微處理器芯片連續(xù)更新?lián)Q代，微型計算機連年降價，加上豐富的軟件和外部設(shè)備，操作簡單，使微型計算機很快普及到社會各個領(lǐng)域并走進了千家萬戶。隨著微電子技術(shù)的進一步發(fā)展，微型計算機將發(fā)展得更加迅速，其中筆記本型、掌上型等微型計算機必將以更優(yōu)的性能價格比受到人們的歡迎。網(wǎng)絡(luò)化(或資源網(wǎng)絡(luò)化)網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分布在不同地點的計算機互聯(lián)起來，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以達到所有用戶都可共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的?，F(xiàn)在，計算機網(wǎng)絡(luò)在交通、金融、企業(yè)管理、教育、郵電、商業(yè)、工控等各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。智能化(或處理智能化) 智能化就是要求計算機能模擬人的感覺和思維能力，也是第五代計算機要實現(xiàn)的目標。90年代以來，隨著以計算機技術(shù)為支柱的信息技術(shù)的發(fā)展，世界經(jīng)濟格局發(fā)生了巨大的變化，逐步形成了一個統(tǒng)一的一體化市場，經(jīng)濟循環(huán)加大、加快，市場競爭日趨激烈.同時，工業(yè)產(chǎn)品由傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品向機電一體化產(chǎn)品、信息電子產(chǎn)品方向發(fā)展，技術(shù)含量大為增高；社會的消費觀念也不斷發(fā)生變化，產(chǎn)品的功能已不再是消費者決定購買的最主要因素.產(chǎn)品的創(chuàng)新性、外觀造型、宜人性、環(huán)保性等因素愈來愈受到重視，在競爭中占據(jù)突出地位. 這種趨勢促使企業(yè)在著手進行新產(chǎn)品開發(fā)時把面向產(chǎn)品的創(chuàng)新性、外觀造型、人機工程等的設(shè)計提到一個新的高度，從而也迫切要求對工業(yè)設(shè)計的研究能有進一步的突破，以提高企業(yè)形象、產(chǎn)品設(shè)計水平和市場競爭力. 正因如此，對于工業(yè)控制領(lǐng)域的研究逐漸受到了國內(nèi)外學者的關(guān)注.特別是近幾年來，隨著計算機軟硬件技術(shù)的日新月異，計算機圖形學、計算機輔助設(shè)計、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的發(fā)展和CAD/CAM應(yīng)用的逐步深入，現(xiàn)代工業(yè)控制理論與方法的研究有了長足的進步，計算機工業(yè)控制技術(shù)，先進制造與自動化技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點.計算機的巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化將使的工業(yè)控制無一不向其靠攏。2）一臺計算機的主要由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成微型機的運算器、控制器和內(nèi)存儲器是構(gòu)成主機的核心部件，它們都置于主機箱中。主機以外的其他部件常被統(tǒng)稱為計算機的外圍設(shè)備或周邊設(shè)備。 （1）中央處理器。中央處理器，英文縮寫CPU（Central Processing Unit)，也稱中央處理單元，主要由控制器和運算器組成。對微型機來說，中央處理器做在一個芯片上，稱為微處理器。它是計算機的核心。（2）內(nèi)存儲器。內(nèi)存儲器(memory/storage unit)也叫主存儲器，簡稱內(nèi)存，安裝在計算機的主板上。 內(nèi)存儲器用來存放計算機當前工作所需的程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存的容量直接影響計算機的性能，PC系列機的內(nèi)存容量已由早期的640KB，發(fā)展到16MB、32MB、64MB、128MB，有的甚至超過3GB。 內(nèi)存儲器分為隨機存儲器（RAM)和只讀存儲器(ROM)。隨機存儲器中存儲的信息可以由用戶進行更改，關(guān)閉計算機電源，隨機存儲器中存儲的信息將全部消失。只讀存儲器中存儲的信息是由計算機廠家確定的，用戶只能讀出，不能更改，斷電后信息不會丟失。 （3）總線?？偩€(bus)是信息傳送的公共通路或通道，是連接計算機有關(guān)部件的一族公共信號線?？偩€可以用來傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信號，相應(yīng)地被稱為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，在微型機中它們常被統(tǒng)稱為系統(tǒng)總線。 計算機中采用總線結(jié)構(gòu)可以減少信息傳送線的條數(shù)和提高CPU與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸率。 （4）計算機常用的輸入輸出設(shè)備。包括鍵盤，鼠標，顯示器等。2.2.3 RS232串行通信線 2.2.3.1串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度。其只要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計算機與計算機、計算機與外設(shè)之間的遠距離通信， 連接設(shè)備接口有SATA，USB，RS232等理論上并行速度比較快，但是串行口線間干擾小，稍遠的距離速度不低于并行口。由于在實際應(yīng)用中PLC與計算機之間通常是遠距離傳輸所以我們采用串行通信其中工業(yè)控制中RS232最為廣泛。其外行如圖 9線制RS232 25線制RS232RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準”該標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。DB25的串口一般只用到的管腳只有2（RXD）、3（TXD）、7（GND）這三個，隨著設(shè)備的不斷改進，現(xiàn)在DB25針很少看到了，代替他的是DB9的接口，DB9所用到的管腳比DB25有所變化，是2（RXD）、3（TXD）、5（GND）這三個。因此現(xiàn)在都把RS232接口叫做DB9。2.2.3.2計算機上的串口1）計算機后面接線部分有各種接頭，其中有兩個9針的接頭區(qū)，或者25針的串行通信端，而且是公接頭?？梢詮牟僮飨到y(tǒng)中查看，開始/設(shè)置/控制面版/系統(tǒng)/設(shè)備管理器。如圖步奏： 可根據(jù)所需要的參數(shù)在下圖紅框修改：一般能達到1152000BPS，2）串口端口腳位的定義計算機上的RS232常常被用來與調(diào)制解調(diào)器連接，所以腳位的定義也是依據(jù)調(diào)制解調(diào)器的實際連接而制定的，如表管腳簡寫意義載波檢測（Carrier Detcet）接收字符（Receive）傳輸字符（Transmit）數(shù)據(jù)端就緒（Data Terminal Ready）地線（Ground）數(shù)據(jù)就緒 （Data Set Ready）要求傳輸（Request To Send）清除傳送（Clear To Send）響鈴檢測（Ring Indicator） 有一些設(shè)備用的是RS232的25針的排列，其與9針RS232之間的對應(yīng)關(guān)系如表針針：計算機與之間的RS232連線。如圖3 圖 32.2.4步進電機與驅(qū)動器2.2.4.1步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。詳細的講：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機分三種：永磁式（PM） ，反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應(yīng)式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大；混合式步進是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛。隨著數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展，步進電動機的應(yīng)用將逐漸擴大。步進電動機的種類很多，按相數(shù)分則可分為單相、兩相和多相三種。圖4反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)示意圖，它的定子具有均勻分布的六個磁極，磁極上繞有繞組。兩個相對的磁極組成一組，聯(lián)法如圖所示。 步進電機的運行方式：單拍、雙拍、單雙拍三種方式。例如上圖的三相電機，單拍為當脈沖信號一個一個發(fā)來時，如果按ACBA的順序通電；雙拍為每次都是兩相通電，即按A、BB、CC、AA、B的順序通電；單雙拍為按AA、CCC、BBB、AA的順序通電。步進電機的步距角和轉(zhuǎn)速（1）步距角的的大小由轉(zhuǎn)子的齒數(shù)、控制繞組的相數(shù)以及通電方式?jīng)Q定它們的關(guān)系如下：360/(Zmc)其中為狀態(tài)系數(shù)，如單拍或雙拍通電方式1，單雙拍則為2。（2）步進電機的轉(zhuǎn)速由z,m,c以及頻率f決定它們之間的關(guān)系如下：60f (Zmc)在一定的脈沖頻率下，相數(shù)和齒數(shù)越多，步距角越小，轉(zhuǎn)速越小 三、自動套準系統(tǒng)的軟件部分3.1 計算機VB軟件Visual Basic 是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計語言，可用于開發(fā) Windows 環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。它簡單易學、效率高，且功能強大可以與 Windows 專業(yè)開發(fā)工具SDK相媲美。在Visual Basic環(huán)境下，利用事件驅(qū)動的編程機制、新穎易用的可視化設(shè)計工具，使用Windows內(nèi)部的廣泛應(yīng)用程序接口（API）函數(shù)，以用動態(tài)鏈接庫（DLL）、對象的鏈接與世隔嵌入（OLE）、開放式數(shù)據(jù)連接（ODBC）等技術(shù)，可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。隨著版本的提高，Visual Basic的功能也越來越強。5.0版以后，Visual Basic 推出了中文版，與前個版本相比，其功能有了很大提升。Visual Basic 6 有學習版、專業(yè)版和企業(yè)版三種版本，以滿足不同的開發(fā)需要。學習版適用于普通學習者及大多數(shù)使用 Visual Basic 開發(fā)一般 Windows 應(yīng)用程序的人員；專業(yè)版適用于計算機專業(yè)開發(fā)人員，包括了學習版的全部內(nèi)容功能以及Internet控件開發(fā)工具之類的高級特性；企業(yè)版除包含專業(yè)版全部的內(nèi)容外，還有自動化構(gòu)件管理器等工具，使得專業(yè)編程人員能夠開發(fā)功能強大的組骨子里分布式應(yīng)用程序。 3.1.1 VB中的常用控件作用簡紹圖3.1 1） 文本框控件文本框控件在工具箱中(圖3.1)的名稱為TextBox,在VB中使用其作為輸入控件,在運行時接收用戶輸入的數(shù)據(jù). 設(shè)計運行時如圖3.22）卷標控件VB工具箱中(圖3.1)的卷標控件(Lable),專用于提供顯示文字和數(shù)字之用.但運行時不能對文本進行編輯. 設(shè)計運行時如圖3.2 3）按鈕控件命令按鈕(CommandButton) 在工具箱中(圖3.1)是VB應(yīng)用程序中使用最多的控件之一,常用來接受用戶的操作信息,激發(fā)相應(yīng)的事件過程,是用戶與程序交互最簡單的方法 設(shè)計運行時如圖3.2. 圖3.2 4）單選項控件選項按鈕在工具箱中(圖3.1)的名稱為OptionButton,該控件用于提供一個可以打開或者關(guān)閉的選項.在使用時可以將幾個選項放在一組,在同一組中只能選中一項.運行時同組中的其他選項按鈕會自動取消選擇. 設(shè)計運行時如圖3.35） 框架按鈕框架在工具箱中的名稱為Frame,主要用做控件容器,多用于修飾界面.作用是對控件進行分組,放在容器里的跟容器同時移動或刪除. 設(shè)計運行時如圖3.3 圖3.3 3.1.2串行通信組件介紹VB的版本分為學習版、專業(yè)版和企業(yè)版，每一個版本適應(yīng)不同的用戶對象。學習版適合剛剛學習可視化設(shè)計系統(tǒng)的人，而專業(yè)版及企業(yè)版則適合專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計人員。串行通訊的組件是包含在專業(yè)及企業(yè)版中，如果使用的是學習版的話，是無法使用串行通信控件來做系統(tǒng)設(shè)計的工作，即使是將此組件由其它的計算機中復制過來也是不行的。3.1.2.1通信控件的引用在工程開始設(shè)計之前，依次選擇/工程/部件，指定MSCOMM32.OCX，并打開舊檔，如圖3.4點擊/應(yīng)用，就可以完成該控件的引用。引用成功的通信控件，在工具箱中的位置如圖3.5： 圖3.4 圖3.5如果無法在/部件/中成功地引用該組件，也可以使用該程序中的/瀏覽/功能，到WindowsSystem目錄下去找MSComm32.ox，并打開文件。 3.1.2.2通信控件的屬性MSComm 控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通訊功能。MSComm控件在串口編程時非常方便，不必去花時間去了解較為復雜的API函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語言中均可使用。 Microsoft Communications Control（以下簡稱MSComm）是Microsoft公司提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，它為應(yīng)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。具體的來說，它提供了兩種處理通信問題的方法：一是事件驅(qū)動(Eventdriven)方法，一是查詢法。 1）MSComm控件兩種處理通訊的方式 MSComm控件提供下列兩種處理通訊的方式：事件驅(qū)動方式和查詢方式。 a. 事件驅(qū)動方式 事件驅(qū)動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，例如，在串口接收緩沖區(qū)中有字符，或者 Carrier Detect (CD) 或 Request To Send (RTS) 線上一個字符到達或一個變化發(fā)生時。在這些情況下，可以利用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲并處理這些通訊事件。OnComm 事件還可以檢查和處理通訊錯誤。所有通訊事件和通訊錯誤的列表，參閱 CommEvent 屬性。在編程過程中，就可以在OnComm事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼。這種方法的優(yōu)點是程序響應(yīng)及時，可靠性高。每個MSComm 控件對應(yīng)著一個串行端口。如果應(yīng)用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個 MSComm 控件。 b. 查詢方式 查詢方式實質(zhì)上還是事件驅(qū)動，但在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在程序的每個關(guān)鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤。如果應(yīng)用程序較小，并且是自保持的，這種方法可能是更可取的。例如，如果寫一個簡單的電話撥號程序，則沒有必要對每接收一個字符都產(chǎn)生事件，因為唯一等待接收的字符是調(diào)制解調(diào)器的“確定”響應(yīng)。 2)MSComm 控件的常用屬性 MSComm控件有很多重要的屬性，但首先必須熟悉幾個屬性。 CommPort：設(shè)置或傳回通信連接端口代號。程序必須指定所要使用的串行端口的號碼。Windows系統(tǒng)會使用所設(shè)置的通信端口與外界進行通信。程序也可通過此屬性讀回所使用的連接口號碼。在此所設(shè)置的通信端口號由1開始往上遞增，Mscomm控件的最大值16，當使用的通信端口號碼超過16時，此控件會通知錯誤信息。其錯誤顯示如圖3.6所示：圖 3.6 Windows操作系統(tǒng)可容納256個串行通信口，不過VB的MSComm控件則是有16個的限制。16個串行通信口號碼并不是每一個都被我們所正常使用。所以必須確定通信端口存在才能設(shè)置相應(yīng)的號碼，才能保證可以讓通信組件拿來正常使用。通信端口的正常與否可以參考/設(shè)備管理器/的通信連接項目 如圖3.7 圖3.7如不正常，系統(tǒng)會以一個黃色的驚嘆號予以表示。在上圖中打印機連接口（LPT1）是正常的，其他串口也是正常的，則串行端口（ COM1到COM10）也在其中。Setting:以字符串的形式設(shè)置或傳回連接速度、奇偶校檢、數(shù)據(jù)位、停止位4個參數(shù)。其格式為“bbbb,p,d,s”其中bbbb為連接速度，p為校檢方式，d為數(shù)據(jù)位數(shù)，s為停止位數(shù)。在本軟件的程序中使用的參數(shù)是“9600，n,7,1”那么通信端口的速度為每秒9600bit的速度作傳輸，不作奇偶校檢，每個元是8個bit，而停止位是1個bit。4項的順序不能換。連接速度可為110、3009600、14400、19200、28800等更上面的由計算機芯片決定。奇偶校檢值如下表3.1 設(shè) 定 說 明E偶數(shù)M記號N默認None無奇偶校檢Odd奇數(shù)Space空白 表3.1正確的數(shù)據(jù)位值有：4、5、6、7、8（默認）。日本系列的產(chǎn)品多用7位的數(shù)據(jù)位，而歐美的產(chǎn)品多采用8位的數(shù)據(jù)位。三菱是日本產(chǎn)品所以本軟件采用7位。正確的停止位有1、1.5、2。Settings設(shè)置完成后。使用RS-232通信雙方的settings必須完全是一樣。否則雙方無法完成信號傳輸。Portopen:設(shè)置或傳回通信連接端口的狀態(tài)。使用前必須打開 通常有True(打開)和False(關(guān)閉)。Input 從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。 Output 向傳輸緩沖區(qū)寫一個字符串。 Handshaking:指定雙方的握手協(xié)議。表3.2 設(shè) 置 值 說 明Comnone 0沒有握手協(xié)議Comxonoff 1(xon/xoff)握手協(xié)議(軟件)Comrts 2Rts/cts握手協(xié)議(硬件)Comrtsonoff 3Request to send和xon/xoff握手協(xié)議表 3.2 inbuffercount:傳回在接收寄存器的字符數(shù)。 outbuffercount:傳出在送出寄存器的字符3.2 軟硬件之間由程序到執(zhí)行到硬件動作的完成，VB有兩種方式其步驟圖如下3.8。 圖 3.8使用通訊組件的方式看起來要比直接調(diào)用API要復雜，但是，程序的編寫卻簡單的多。在操作系統(tǒng)方面，Windows使用通信驅(qū)動程序Comm.drv,以便于應(yīng)用程序能夠使用標準的Windows API函數(shù)來傳送和接收數(shù)據(jù)。串行外圍設(shè)備制造商則提供硬件驅(qū)動程序，以便讓其硬件能與Windows連接。使用MSComm控件時，實際上就是使用了API函數(shù)，API函數(shù)將被Comm.drv解釋并傳輸給外圍設(shè)備的驅(qū)動程序。3.2 PLC部分3.2.1、PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義： PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應(yīng)用，基本有半導體的地方就有PLC “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。3.2.2、PLC的特點 1)可靠性高，抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2）配套齊全，功能完善，適用性強 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3）易學易用 PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 3.2.3、PLC基礎(chǔ)1）PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 3.2.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1）開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3）運動控制 PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 4）過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6)通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 3.2.5. PLC的國內(nèi)外狀況 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ,是世界上公認的第一臺PLC. 限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。 我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 3.2.6. PLC未來展望 21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制