立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述

精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)一、[摘要]：可編程序控制器（ProgrammableLogicController）簡(jiǎn)稱PLC,是一種以微處理器為基礎(chǔ)、帶有指令存儲(chǔ)器和輸入輸出接口、綜合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)的新一代工業(yè)控制裝置。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令，進(jìn)行位置控制、邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。本文介紹立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與選擇,松下電工系列FP0型PLC的特點(diǎn)以及在立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)應(yīng)用中的程序設(shè)計(jì)。與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC具有軟件簡(jiǎn)單易學(xué)，使用維護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，更具有普遍推廣的價(jià)值。[關(guān)鍵詞]：PLC立體倉(cāng)庫(kù)位置控制硬件ThehardwareprogramisdevisedinwarehousecontrollersystemJIAXIAOJI[Abstract]:ProgrammableLogicControllerisshortedPLC.Itisanewindustrycontrollerdevicewithtogetherelectronic,computer,automaticcontrol,communicationtechnology,whichhasthemicroprocessorasthebase、theordermemoryandtheinterfaceofinputandoutput.Itcandotheseoperationsuchassavingandexecutingorder,doingpositioncontrol、logiccontrolandsequencecontrol、timing,calculatingsumsandsoon.Itcanalsocontrolmachineandtheprocessofvarioustypesproductionbyusingthedigitalandtheanaloginputandoutput.Thearticleisintroducedthedesignofthehardwareandselection,whichusedintotheautowarehousecontrolsystem,thefeaturesofthePanasonicFP0programmablecontrollersandtheprogramsoftheautowarehousecontrolsystem.Comparewiththerelaycontrolsystem,PLChasmoreadvantagessuchassimplesoftware,convenienceinusingandmaintaining,stableandreliableoperation,theshortperiodofthedesign.Ithasthevaluableofgeneralspreadwiththeapplicationoftheautowarehousecontrolsystem.[Keywords]:PLCWarehousePositioncontrolHardware二、緒言在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制，使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導(dǎo)地位。雖然它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易學(xué)易懂、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但其控制過程是由硬件接線的方式實(shí)現(xiàn)的。如果某一個(gè)繼電器損壞，甚至僅僅是一對(duì)觸點(diǎn)接觸不良，就可能造成系統(tǒng)癱瘓，而故障的查找和排除又往往是困難的，需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需改變整個(gè)系統(tǒng)的控制元件及其組合，重新進(jìn)行復(fù)雜的接線。既要增加硬件的購(gòu)置費(fèi)用，又延長(zhǎng)了施工周期。可見，繼電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，給人們?cè)谑褂蒙蠋砗艽蟮牟槐愫瓦z憾?，F(xiàn)代社會(huì)中各類產(chǎn)品的品種和型號(hào)不斷地改進(jìn)和翻新，可謂日新月異，所以產(chǎn)品生產(chǎn)具有多品種、小批量、低成本和高質(zhì)量的特點(diǎn)。顯然，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)己無法滿足頻繁變動(dòng)的控制要求，人們開始尋求新的控制系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代初，大規(guī)模生產(chǎn)提出了多機(jī)群控的要求，其所配置的繼電器系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜。恰逢此時(shí)出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī)，于是，人們?cè)噲D用小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)取代復(fù)雜的繼電器系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制。傳統(tǒng)的繼電接觸器控制采用的是固定接線方式，一旦生產(chǎn)過程有所變動(dòng)，就得重新設(shè)計(jì)線路連線安裝，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。但小型計(jì)算機(jī)用于工業(yè)控制時(shí)存在價(jià)格昂貴、輸入輸出電路不匹配和編程技術(shù)復(fù)雜等問題，故未能得到推廣應(yīng)用。1968年，為使汽車型號(hào)不斷翻新，以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝，美國(guó)通用汽車公司(GM)從用戶角度提出了新型控制器應(yīng)具備的十項(xiàng)條件進(jìn)行招標(biāo)，即有名的十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，之后立即引起了開發(fā)熱潮。這十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)是：①編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改和調(diào)試程序；②維護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制柜；⑤能與管理中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)；⑦輸入量是115V交流電壓(美國(guó)電網(wǎng)電壓110V)；⑧輸出量為115V交流電壓，輸出電流在2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；⑨系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需作很小變動(dòng)；⑩用戶程序存儲(chǔ)器容量至少4K字節(jié)。從招標(biāo)條件中可以看出，新型的工業(yè)控制器被設(shè)想為將硬件接線邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖绦蛴?jì)算，編程語(yǔ)言面向用戶，系統(tǒng)易于設(shè)計(jì)修改，既保留繼電器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合吸收計(jì)算機(jī)的功能豐富、靈活通用、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，并且一定要適合在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行。美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)1969年中標(biāo)，研制出符合要求的控制器，即世界上第一臺(tái)可編程控制器，在通用汽車公司的汽車裝配線上首次應(yīng)用即獲成功。很快，對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的研究應(yīng)用從美、日、歐遍及到全世界?？删幊绦蚩刂破鞯玫讲粩嗟馗倪M(jìn)和發(fā)展，迅速成為現(xiàn)代工業(yè)控制的主導(dǎo)產(chǎn)品。最初的可編程控制器主要用于順序控制，雖然采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但實(shí)際只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，簡(jiǎn)稱PLC。70年代后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及微處理器的應(yīng)用，可編程控制器的功能不斷擴(kuò)展和完善，早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，具備了模擬量控制、過程控制以及遠(yuǎn)程通信等強(qiáng)大功能。經(jīng)過調(diào)查，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)將其正式命名為可編程控制器(ProgrammableController)，簡(jiǎn)稱PC。但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的專稱PC相區(qū)別，常常把可編程控制器簡(jiǎn)稱為PLC。對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)，采用PLC控制，將傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯變?yōu)镻LC的程序控制邏輯。PLC的內(nèi)部繼電器可代替所有用于邏輯控制的中間繼電器，使噪音下降，使用設(shè)備壽命延長(zhǎng)，體積減小。PLC的最大特點(diǎn)之一，就是采用易懂易學(xué)的梯形圖語(yǔ)言，就是采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言，它是以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu)成人們慣用的繼電器模型,形成一套獨(dú)具風(fēng)格得以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言。梯形圖控制符號(hào)和定義與常規(guī)繼電器展開圖完全一致,電氣操作人員使用起來得心應(yīng)手，不存在計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)之間的專業(yè)“鴻溝”。在了解PLC簡(jiǎn)要工作原理和它的編程技術(shù)之后，就可結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)，進(jìn)而將PLC用于實(shí)際控制系統(tǒng)中。可編程序控制器的優(yōu)點(diǎn)與這個(gè)“可”字有關(guān)，從軟件來講，它的程序可編、也不難編，從硬件上講，它的配置可變、也易變。其主要特點(diǎn)為：(1)PLC的軟件簡(jiǎn)單易學(xué)，不存在計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)電器控制技術(shù)之間的“鴻溝”。(2)使用和維護(hù)方便，硬件配置方便，安裝方便，使用方便，維護(hù)也方便。(3)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在設(shè)計(jì)過程中采取了多層次抗干擾和精選元件措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性可靠性較高，內(nèi)部處理不依賴于接點(diǎn)，元件的壽命幾乎不用考慮。(4)設(shè)計(jì)施工周期短，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，現(xiàn)場(chǎng)施工和PLC程序設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，而且程序的調(diào)試和維修都很方便。我國(guó)在研制、生產(chǎn)自己PLC產(chǎn)品的同時(shí)，也引進(jìn)國(guó)外的PLC，不少公司、或替國(guó)外的公司推銷質(zhì)量與檔次較高的PLC產(chǎn)品，并負(fù)責(zé)售后服務(wù)；或與國(guó)外合資，生產(chǎn)各種檔次的PLC產(chǎn)品，并遠(yuǎn)銷海外，也向國(guó)內(nèi)銷售?？梢灶A(yù)見，PLC的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化程度必將提高到一個(gè)新水平。近年來，國(guó)外發(fā)展的一個(gè)明顯的特征是產(chǎn)品的集成度越來越高，工作速度越來越快，功能越來越強(qiáng)，使用越來越方便，工作越來越可靠。PLC可進(jìn)行模擬量控制，位置控制。特別是遠(yuǎn)程通信功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)（FMS）,使得PLC如虎添翼。PLC現(xiàn)己廣泛用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程?，F(xiàn)在，僅以立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)為例，介紹PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。三、立體倉(cāng)庫(kù)硬件設(shè)計(jì)(一)立體倉(cāng)庫(kù)主體結(jié)構(gòu)立體倉(cāng)庫(kù)主體由底盤、四層十二倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制等四部分組成。機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)作為拖動(dòng)元件。電氣控制是由松下電工生產(chǎn)的FP0型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成?？刂泼姘迳系拈_關(guān)及按鈕功能及倉(cāng)位號(hào)（見圖一、二）圖一控制面板上的開關(guān)及按鈕功能圖二控制面板上的倉(cāng)位號(hào)表一、控制面板上的按鈕功能表按鍵號(hào)功能選擇定義l自動(dòng)選擇1號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向左移動(dòng)2自動(dòng)選擇2號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直向下移動(dòng)3自動(dòng)選擇3號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向右移動(dòng)4自動(dòng)選擇4號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向后移動(dòng)5自動(dòng)選擇5號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直向上移動(dòng)6自動(dòng)選擇6號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向前移動(dòng)7自動(dòng)選擇7號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無意義8自動(dòng)選擇8號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無意義9自動(dòng)選擇9號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無意義10自動(dòng)選擇10號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無意義11自動(dòng)選擇11號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無意義12自動(dòng)選擇12號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無意義(二)可編程序控制器的原理與選擇1.PLC的一般結(jié)構(gòu)PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、RAM、ROM和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成,PLC結(jié)構(gòu)示意圖如圖三所示，PLC邏輯結(jié)構(gòu)示意圖如圖四所示圖三PLC結(jié)構(gòu)示意圖圖四PLC邏輯結(jié)構(gòu)示意圖(1).中央處理機(jī)中央處理機(jī)是PLC的大腦，它是由中央處理器和存儲(chǔ)器組成。①.中央處理機(jī)(CPU)一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成,這些電路一般都集成在一塊芯片上.CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出(I/O)接口電路相連接.不同型號(hào)的PLC可能使用不同的CPU部件，制造廠家使用CPU部件的指令系統(tǒng)編寫系統(tǒng)程序，并固化到只讀存儲(chǔ)器ROM中。CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，接收編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，存入隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中，CPU按掃描方式工作，從0000首址存放的第一條用戶程序開始，到用戶程序的最后一個(gè)地址，不停地周期性掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次。CPU的主要功能：a.從存儲(chǔ)器中讀取指令b.執(zhí)行指令c.準(zhǔn)備取下一條指令d.處理中斷②.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，用來存儲(chǔ)系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其它一些信息。在PLC中使用兩種類型存儲(chǔ)器為RAM和ROM。a.只讀存儲(chǔ)器ROM，ROM中的內(nèi)容是由PLC的制造廠家寫入的系統(tǒng)程序，并且永遠(yuǎn)駐留（PLC去電后再加電,ROM內(nèi)容不變）。系統(tǒng)程序一般包括檢查程序、翻譯程序和監(jiān)控程序。b.隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，RAM是可讀可寫存儲(chǔ)器，讀出時(shí)，RAM中的內(nèi)容不被破壞；剛寫入的信息就會(huì)消除原來的信息。RAM中一般存放用戶程序、邏輯變量和供內(nèi)部程序使用的工作單元。(2).電源部件電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成供給PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電子電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作，PLC內(nèi)部電路使用的電源是整體的能源供給中心，它的好壞直接影響PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。(3).輸入、輸出部分這是PLC與被控設(shè)備相連接的接口電路。用戶設(shè)備需輸入PLC的各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量(要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將中央處理器送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。①.輸入接口電路現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路一般由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路組成。②.輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成。PLC一般采用繼電器輸出，也有的采用晶閘管或晶體管輸出。但是當(dāng)選擇使用脈沖控制的電機(jī)時(shí)，必須選擇晶體管輸出形式的PLC。除了上面介紹的這幾個(gè)主要部分外，PLC上還配有和各種外圍設(shè)備的接口，均用插座引出到外殼上，可配接編程器、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、錄音機(jī)以及A／D、D／A、串行通信模塊等，可以十分方便地用電纜進(jìn)行連接。2.PLC的工作原理PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。如常見的鍵盤掃描方式或I／0掃描方式，有鍵按下或I／0動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，無鍵按下則繼續(xù)掃描。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，如CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。整個(gè)工作過程可分為五個(gè)階段：自診斷，與編程器等的通信，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出刷新，其工作過程框圖如圖五所示。圖五PLC結(jié)構(gòu)過程框圖①每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容為I／0部分、存儲(chǔ)器、CPU等，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯(cuò)。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。②PLC檢查是否有與編程器計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如接收由編程器送來的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。如果有與計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，也在這段時(shí)間完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送任務(wù)。③PLC的中央處理器對(duì)各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中，這就是輸入采樣階段。④中央處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對(duì)輸入和原輸出狀態(tài)(這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）進(jìn)行“處理”，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中，這就是程序執(zhí)行階段。⑤當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時(shí)。集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段。PLC經(jīng)過這五個(gè)階段的工作過程，稱為一個(gè)掃描周期，完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一，在不考慮第二個(gè)因素(與編程器等通訊)時(shí)，掃描周期T為:T=(讀入一點(diǎn)時(shí)間x輸入點(diǎn)數(shù))+(運(yùn)算速度x程序步數(shù))+(輸出一點(diǎn)時(shí)間x輸出點(diǎn)數(shù))+故障診斷時(shí)間。顯然掃描時(shí)間主要取決于程序的長(zhǎng)短，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上，這對(duì)于工業(yè)設(shè)備通常沒有什么影響。但對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)，就應(yīng)該精確的計(jì)算響應(yīng)時(shí)間，細(xì)心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)延時(shí)等不良影響。PLC與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。繼電接觸器是按“并行”方式工作的，也就是說是按同時(shí)執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。而PLC是以反復(fù)掃描的方式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任意時(shí)刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說PLC是以“串行”方式工作的。這種串行工作方式可以避免繼電接觸器控制的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配問題?？傊?，采用循環(huán)掃描的工作方式也是PLC區(qū)別于微機(jī)的最大特點(diǎn)。3.確定輸入．輸出點(diǎn)數(shù)根據(jù)上述運(yùn)行情況的分析，可以確定該系統(tǒng)的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)(1)．輸入設(shè)備的數(shù)量：根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，該立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)共有12個(gè)倉(cāng)位，有12個(gè)微動(dòng)開關(guān)，這樣此處需要12個(gè)點(diǎn)，檢測(cè)目的倉(cāng)位是否有物需要1點(diǎn)，貨臺(tái)回位限位需要1點(diǎn)，貨臺(tái)到位限位需要1點(diǎn)，反射式傳感器需要1點(diǎn)，自動(dòng)/手動(dòng)的選擇需要1點(diǎn)，4×4鍵盤需要4點(diǎn)，X軸限位保護(hù)需要2點(diǎn)，Y軸限位保護(hù)需要2點(diǎn)，所以輸入點(diǎn)需要25點(diǎn)。(2)．輸出設(shè)備的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，X軸，Y軸的運(yùn)行共需要兩臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，Z軸需要一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，這樣控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)共需要6點(diǎn)，就緒、取和放指示燈需要3點(diǎn)，十位顯示需要1點(diǎn)，BCD碼輸出顯示需要4點(diǎn)，所以輸出點(diǎn)需要14點(diǎn)。在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中我們需要PLC的輸入點(diǎn)為25點(diǎn)，輸出點(diǎn)為14點(diǎn)。4選擇PLC型號(hào)根據(jù)上述的計(jì)算，我們需要輸入25點(diǎn)，輸出14點(diǎn)的PLC。又考慮到以后改變方案時(shí)，一般要檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。而FPO型的PLC有特殊功能指令SPD，可以方便的檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；另外該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)不宜算術(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理功能，加上其掃描速度較快，可以短時(shí)間內(nèi)完成PLD控制的運(yùn)算。因此，即使控制方案有變化，該P(yáng)LC仍能繼續(xù)使用。綜合上述各方面的情況，確定使用FP0-C16系列的PLC(FP0-C16T)，再加一塊FP0-E16RS擴(kuò)展單元和一塊FP0-El6X型的擴(kuò)展單元。這樣，經(jīng)擴(kuò)展后的PLC輸入點(diǎn)共為32點(diǎn)，輸出點(diǎn)為16點(diǎn)，完全滿足系統(tǒng)要求。(三)立體倉(cāng)庫(kù)的工作原理本系統(tǒng)采用滾珠絲杠、滑杠和普通絲杠作為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)，其關(guān)鍵部分是堆垛機(jī)，它由水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)及伸叉機(jī)構(gòu)三部分組成，其水平和垂直移動(dòng)分別用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來完成，伸叉機(jī)構(gòu)由一臺(tái)直流電機(jī)來控制。它分為上下兩層，上層為貨臺(tái)，可前后伸縮，低層裝有絲杠等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)堆垛機(jī)平臺(tái)移動(dòng)到貨架的指定位置時(shí)，伸叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)貨臺(tái)向前伸出可將貨物取出或送入，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回。整個(gè)系統(tǒng)需要三維的位置控制。其工作原理如下：1.接通電源。2.將選擇開關(guān)置于手動(dòng)位置（此時(shí)1～6號(hào)有效）3.分別點(diǎn)動(dòng)按鍵←1、2↓、3→、4↙、5↑、6↗，觀察水平（X軸）、垂直(Y軸)、前后(Z軸)各絲杠運(yùn)行情況，運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)，在接近極限位置時(shí)，應(yīng)執(zhí)行限位保護(hù)（運(yùn)行自動(dòng)停止）。4.用計(jì)算機(jī)或手持編程器（需另購(gòu)）編寫程序并下裝至PLC。5.將選擇開關(guān)置自動(dòng)位置（通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，即返回零位）。6.將一帶托盤汽車模型置零號(hào)倉(cāng)位，放置模型時(shí)，入位要準(zhǔn)確，并注意到倉(cāng)位底部檢測(cè)開關(guān)已動(dòng)作。7.執(zhí)行送指令(1)選擇欲送倉(cāng)位號(hào)，按動(dòng)倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉(cāng)位號(hào)。(2)按動(dòng)送指令按鈕，觀察送入動(dòng)作（若被選擇倉(cāng)位內(nèi)已有汽車，則該指令不被執(zhí)行）。(3)指令完成后，機(jī)械自動(dòng)返回。(4)零號(hào)倉(cāng)位已無汽車，則下一個(gè)送指令（誤操作）將不被執(zhí)行。8.執(zhí)行取指令(1)選擇欲取倉(cāng)位號(hào)，按動(dòng)倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉(cāng)位號(hào)。(2)按動(dòng)取指令按鈕，觀察取出動(dòng)作（若被選擇倉(cāng)位內(nèi)無汽車，則該指令不被執(zhí)行）。(3)指令完成后，機(jī)構(gòu)自動(dòng)復(fù)位。(4))零號(hào)倉(cāng)位已有汽車，則下一個(gè)取指令（誤操作），將不被執(zhí)行。9、演示程序中的其它內(nèi)容(1)當(dāng)零號(hào)倉(cāng)位上有貨物時(shí)，若無外部操作指令，“就緒”燈亮，延時(shí)10秒后，自動(dòng)將貨物放在倉(cāng)庫(kù)號(hào)最小的空位上，依次類推。如1#、2#、3#、4#都已有貨物，程序延時(shí)10秒，10秒內(nèi)若無外部操作指令，自動(dòng)將貨物放在5#倉(cāng)庫(kù)。如1#、3#、4#都已存放貨物，10秒內(nèi)若無外部操作指令，自動(dòng)將貨物放在2#倉(cāng)庫(kù)。在延時(shí)的10秒內(nèi)，若按下數(shù)字5，然后按下“送”鍵，則運(yùn)行機(jī)構(gòu)將貨物放入5#庫(kù)，若按下5鍵后，想取消此操作，可按下“放棄”鍵。此時(shí)，程序又處在待命狀態(tài)，“就緒”燈亮，又可進(jìn)行其它操作。(2)當(dāng)零號(hào)倉(cāng)位上無貨物時(shí)，若無人操作，“就緒”燈亮10秒后，程序?qū)褦?shù)值最大倉(cāng)庫(kù)號(hào)里的物品轉(zhuǎn)運(yùn)至沒有放貨物的倉(cāng)號(hào)比它小的倉(cāng)庫(kù)里。如1#、2#、5#有物，該程序?qū)⒆詣?dòng)把5#物品轉(zhuǎn)至3#倉(cāng)庫(kù)。若需從5#取回物品，放入4#庫(kù)，操作步驟如下：“就緒”燈亮?xí)r，按下按鈕鍵“5”，再按“取”鍵，運(yùn)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行程序要求取回貨物后，停在起初位置。此時(shí)按按鍵4，再按“送”鍵，運(yùn)行機(jī)構(gòu)將把貨物放在4#庫(kù)，然后停在起初位置，“就緒”燈亮10秒后，若無外部操作指令，程序又將4#庫(kù)貨物轉(zhuǎn)至3#庫(kù)。根據(jù)前面的分析，該立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況歸納如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，允許進(jìn)行立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行的控制。在正常的情況下，按下某一倉(cāng)位的按鈕和“取”或“送”按鈕，系統(tǒng)將進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，此時(shí)控制面板上的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的倉(cāng)位號(hào)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。在緊急情況下，按下緊急按鈕，送貨物送回原來的位置，只有當(dāng)故障排除后，才能重新運(yùn)行。圖六立體倉(cāng)庫(kù)控制流程圖(四)步進(jìn)電機(jī)的原理與選擇1.步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大??；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無級(jí)平滑控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的這種控制功能，是其它電動(dòng)機(jī)無法替代的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可分為：?jiǎn)蜗?、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能，但電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電源就會(huì)復(fù)雜，成本就會(huì)增加，應(yīng)按需要合理選用。2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)(1).步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。(2).步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比(3).步距值不容易因?yàn)殡姎狻⒇?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。(4).起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。(5).價(jià)格便宜,可靠性高。(6).步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。(7)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng),在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí),電機(jī)才能獲的滿意的運(yùn)行性能。(8)由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。3.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成與交直流電動(dòng)機(jī)不同，僅僅接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會(huì)運(yùn)行的。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制）、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖七所示。圖七步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類型選擇，其次才是具體的品種選擇，在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)；在進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比i、軸向力F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率，以確定步進(jìn)電機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。由于我們使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為：移動(dòng)部分總重M=25kg外力Fa=4kg.cm磨擦系數(shù)=0.04螺栓機(jī)構(gòu)的效率=O.9螺栓軸徑=1.2cm螺栓長(zhǎng)=42cm螺距P=3mm分辨率L=0.01mm移動(dòng)距離=0.0075mm/步速度V=2m／min計(jì)算：設(shè)擬選用2相、1.8°步距角的HB型電動(dòng)機(jī)速比(設(shè)使用直接驅(qū)動(dòng)方式)i=m×/(360×L)=2×1.8／(360×O.01)=1軸向力F=Fa+M=4+0.04×25=5kg.cm負(fù)載轉(zhuǎn)矩=F×P／(2)+(××)/2=5×0.3／(2×3.14×0.9)+(0.3×1.67×0.3)/(2×3.14)=0.289kg.cm螺栓的慣量=（×××）/32=（3.14×7.9××42×）/32=0.0675kg.移動(dòng)體的慣量=M×=25×=0.0571kg.負(fù)載慣量為=+=0.0675+0.00571=0.1246kg.根據(jù)以上計(jì)算可以初步選定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其慣量為=0.03kg.，空載起動(dòng)頻率=3000H。由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率：f=V／L=2000／(60×0.01)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。齒輪比：G=360°/L=0.0075×360°/(1.8°×0.01)=150換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T=G×L(+F)/2=150×0.01×(0.289+5)/(6.28×0.9)=1.40kg.cm對(duì)首次設(shè)計(jì)的裝置來講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有2～3倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩=3T=3×1.40=4.2kg.cm=0.41N.M根據(jù)以上的計(jì)算，我們?cè)谠摿Ⅲw倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。型號(hào)：42BYGHl01。電氣原理圖如圖八所示?？旖泳€插頭：紅色表示A相，藍(lán)色表示B相；如果發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不對(duì)時(shí)可以將A相或B相中的兩條線對(duì)調(diào)。圖八步進(jìn)電機(jī)的出線圖此步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為:電機(jī)型號(hào)相數(shù)步距角相電流驅(qū)動(dòng)電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH10121.8°1.7ADC24V0.44NM0.24kg（五）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理與選擇1.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說：控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。所有型號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)都相同，共有三路信號(hào)，它們是：步進(jìn)脈沖信號(hào)CP、方向電平信號(hào)DIR、脫機(jī)信號(hào)FREE(此端為低電平有效，這時(shí)電機(jī)處于無力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無效，電機(jī)可正常運(yùn)行)。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同，見下圖。OPTO端為三路信號(hào)的公共端，三路輸入信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部接成共陽(yáng)方式，所以O(shè)PTO端須接外部系統(tǒng)的VCC，如果VCC是+5V則可直接接入；如果VCC不是+5V則須外部另加限流電阻R，保證給驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光耦提供8-15mA的驅(qū)動(dòng)電流，參見圖九和圖十。在該立體倉(cāng)庫(kù)中由于FP0提供的電平為24V，而輸入部分的電平為5V，所以須外部另加1.8K的限流電阻R。圖九輸入信號(hào)接口電路圖十外接限流電阻R步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)有兩種(1).初相位信號(hào)：驅(qū)動(dòng)器每次上電后將使步進(jìn)電機(jī)起始在一個(gè)固定的相位上，這就是初相位。初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號(hào)就輸出為高電平，否則為低電平。此信號(hào)和控制系統(tǒng)配合使田，可產(chǎn)生相位記憶功能，其接口見圖十一。圖十一初相位信號(hào)接口電路(2).報(bào)警輸出信號(hào)：每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器都有多種保護(hù)措施(如：過壓、過流、過溫等)。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)使電機(jī)失電，但這時(shí)控制系統(tǒng)可能尚未知曉。如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。此信號(hào)占兩個(gè)接線端子，此兩端為一繼電器的常開點(diǎn)，報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)立即閉合。驅(qū)動(dòng)器正常時(shí)，觸點(diǎn)為常開狀態(tài)。觸點(diǎn)規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。一般來說，對(duì)于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，見圖十二。圖十二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線圖所以我們采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SH系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為SH-2H057。主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分組成。SH-2H057步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相數(shù)類別細(xì)分?jǐn)?shù)通過撥位開關(guān)設(shè)定最大相電流開關(guān)設(shè)定工作電源SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0A一組直流DC(24V-40V)2.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見圖十三圖十三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖3.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)和電機(jī)相電流的設(shè)定(1).細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)定要了解“細(xì)分”，先要弄清“步距角”這個(gè)概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下，盡量選用高細(xì)分?jǐn)?shù)。對(duì)于兩相步進(jìn)電機(jī),細(xì)分后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)，例如細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為40、驅(qū)動(dòng)步距角為0.9°/1.8°的電機(jī)，其細(xì)分步距角為1.8÷40=0.045?？梢钥闯?步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)，其步距角變小了，如驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一，也就是說：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動(dòng)上例的電機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°；而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，電機(jī)只轉(zhuǎn)動(dòng)了0.045°，這就是細(xì)分的基本概念。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無關(guān)。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后將對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動(dòng)器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時(shí)，唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點(diǎn)將對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號(hào)的頻率有影響;因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號(hào)的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為：①.完全消除了電機(jī)的低頻振蕩。低頻振蕩(約在200Hz左右)是步進(jìn)電機(jī)的固有特性，而細(xì)分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作(如走圓弧)，選擇細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是唯一的選擇。②.提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對(duì)三相反應(yīng)式電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約30—4096。③.提高了電機(jī)的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度，‘提高電機(jī)的分辨率’是不言而喻的。以上這些優(yōu)點(diǎn)，尤其是在性能上的優(yōu)點(diǎn)，并不是一個(gè)量的變化，而是質(zhì)的飛躍。所以我們最好選用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的情況不同了，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)改變了這種觀念，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。所以如果用戶采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，‘相數(shù)’將變得沒有意義(2).電機(jī)相電流的設(shè)定SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開關(guān)來設(shè)定電機(jī)的相電流，您只需根據(jù)面板上的電流設(shè)定表格進(jìn)行設(shè)定。4.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器指示燈說明驅(qū)動(dòng)器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護(hù)指示燈(紅色)。當(dāng)任一保護(hù)發(fā)生時(shí)，保護(hù)指示燈變亮。5.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源接口對(duì)于超小型驅(qū)動(dòng)器(SH—2H057、SH—3F075、SH—2H057M、SH-3F075M)，采用一組直流供電DC(24-40V)，注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無須穩(wěn)壓)組成;或者由一開關(guān)電源提供,參考下圖。因?yàn)镻LC需要采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電,所以在該立體倉(cāng)庫(kù)中電源應(yīng)選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，見圖十四。圖十四開關(guān)式穩(wěn)壓電源（六）傳感器的選擇1.反射式傳感器的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來光干擾的影響；電源電壓為DC5-24V的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；其結(jié)構(gòu)圖如圖十五所示。圖十五反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖工作原理：當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來的信號(hào)與原先的信號(hào)相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測(cè)、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號(hào)相關(guān)的直流信號(hào)輸出電平。反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖如圖十六所示圖十六反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍(lán)、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測(cè)距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作；連接是采用接插件方式，千萬(wàn)不要對(duì)端子(讀出頭)進(jìn)行焊接。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為型號(hào)EE-SPY402形狀立式檢測(cè)方式反射型檢測(cè)距離5mm(反射率90﹪15×15mm)應(yīng)差距離0.2mm(檢測(cè)距離3mm,橫方向)光源(發(fā)光波長(zhǎng))GaAs～紅外發(fā)光二級(jí)管(940nm)顯示燈入光時(shí)燈亮

(紅)電源電壓DC5～24V±10﹪脈動(dòng)(p-p)5﹪以下消耗電流平均值15mA以上50mA以下控制輸出NPN電壓輸出負(fù)載電源電壓DC5～24V負(fù)載電流80mA以下殘留電壓1.0以下(負(fù)載電流80mA時(shí)

)殘留電壓0.4以下(負(fù)載電流10mA時(shí)

)應(yīng)答頻率100HZ使用環(huán)境照度受光面照度白熾燈太陽(yáng)光：各3，000x以下環(huán)境溫度動(dòng)作時(shí)：-10～+55°C保存時(shí)-25～+65°C(不結(jié)冰)環(huán)境濕度動(dòng)作時(shí)：5～85﹪RH保存時(shí)-5～95﹪RH(不結(jié)露)耐久振動(dòng)10～55HZ上下振幅1.5mmXYZ各方向2h耐久沖擊500m/X、Y、Z各方向三次保護(hù)構(gòu)造IEC規(guī)格IP50連接方式接插件式(不可進(jìn)行軟釬焊)質(zhì)量約2.6g外殼材質(zhì)聚碳酸酯(PC)2.對(duì)射式傳感器的選擇(1).對(duì)射式傳感器的工作原理對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為NPN輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可分為入光時(shí)ON和遮光時(shí)ON兩種。入光時(shí)為ON的對(duì)射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖十七所示，當(dāng)24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時(shí)，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管LED2，LED2接收到光導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，輸出為ON；當(dāng)發(fā)光二極管LED1發(fā)射出的光被物體擋住使發(fā)光二極管LED2接收不到時(shí)，LED2不導(dǎo)通，三極管也不導(dǎo)通，輸出為OFF。圖十七對(duì)射式傳感器結(jié)構(gòu)圖(2).對(duì)射式傳感器的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用8個(gè)對(duì)射式傳感器作限位控制，其中4只對(duì)射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位控制，當(dāng)入光時(shí)輸出晶體管ON；2只對(duì)射式光電傳感器分別作為貨架在X軸和Y軸的到位檢測(cè)，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，如果貨架未到達(dá)正確位置，Z軸電機(jī)將不能運(yùn)行以確保當(dāng)PLC程序出錯(cuò)時(shí)也不至于損壞設(shè)備；2只對(duì)射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X4（后限位）和X5（前限位）。(七)微動(dòng)開關(guān)的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉(cāng)位（四層十二個(gè)倉(cāng)位加0號(hào)倉(cāng)位）分別采用13只微動(dòng)開關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開關(guān)動(dòng)作，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X40-X4C；另外為保險(xiǎn)起見，在X軸的左限位和Y軸的下限位處還分別加裝了1只微動(dòng)開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫(kù)在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動(dòng)開關(guān)原理圖如圖十八所示。圖十八微動(dòng)開關(guān)原理圖(八)并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理和選擇1.并聯(lián)型開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源是由開關(guān)晶體管V和二極管及儲(chǔ)能電感L、濾波電容C組成的。除此以外，通常還有較為復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)節(jié)電路、保護(hù)電路、基準(zhǔn)電路以及構(gòu)成閉環(huán)回路中的取樣電路、放大電路和耦合電路等各個(gè)部分，用來對(duì)輸出電壓的大小以及特性進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，圖十九并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖。圖十九并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖設(shè)開關(guān)晶體管V的開關(guān)轉(zhuǎn)換周期T，導(dǎo)通期的時(shí)間為，截止期的時(shí)間為，占空比為δ(δ＝／T)。圖二十并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電路的電流、電壓波形其工作原理如下：當(dāng)開關(guān)晶體管V處于導(dǎo)通期間，輸入電壓加到儲(chǔ)能電感L的兩端(這里我們忽略了V的飽和壓降)，二極管因被反向偏置而截止。在此期間流過L的電流為近似線性地增加的鋸齒波電流(見圖二十)，并以磁能的形式儲(chǔ)存在L中。當(dāng)開關(guān)晶體管V截止時(shí)，儲(chǔ)能電感L兩端的電壓極性相反，此時(shí)二極管被正向偏置而導(dǎo)通。儲(chǔ)存在L中的能量通過二極管輸送給負(fù)載電阻和濾波電容C。在此期間，L中的泄放電流是鋸齒波電流的線性下降部分。同理，當(dāng)開關(guān)晶體管V導(dǎo)通期間在儲(chǔ)能電感L中增加的電流數(shù)值應(yīng)該等于開關(guān)管V截止期間在儲(chǔ)能電感L中減少的電流值。只有這樣才能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，才能給負(fù)載電阻提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。2.開關(guān)式穩(wěn)壓電源的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中，考慮到PLC和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求直流24V電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，我們選用了DM150-24型并聯(lián)式開關(guān)電源。DM150系列開關(guān)電源輸出功率大，體積小，重量輕，高可靠性，適應(yīng)寬范圍的輸入電壓變動(dòng)，具有完備的過壓、過流保護(hù)功能；內(nèi)置輸入EMI濾波器，具有高抗干擾能力；根據(jù)UL478標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，耐壓1500Vac／1分鐘；采用端子方式連接，全金屬外殼，有臥式和立式兩種安裝方式。DM150系列開關(guān)電源的性能指標(biāo)見表二表二、DM150系列開關(guān)電源的性能指標(biāo)型號(hào)DMl50-24輸入電壓ACl70V～264V輸入頻率50～60Hz輸入浪涌電流60A(ACIN220V，Ta25℃，冷啟動(dòng))輸出電壓24V輸出電流6.5A輸出功率156W輸出可調(diào)范圍約±10％過流保護(hù)外部短路撤除，輸出自動(dòng)恢復(fù)過壓保護(hù)27±1V輸入-輸出絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>60MΩ輸入-機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>50MΩ輸出-機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻>10MΩ相對(duì)濕度Ta=25℃相對(duì)濕度=80％工作環(huán)境溫度-10℃～40℃儲(chǔ)存溫度-20℃～55℃尺寸／重量200X118X49mm(長(zhǎng)X寬X高)顏色黑色冷卻方式風(fēng)冷四、立體倉(cāng)庫(kù)軟件設(shè)計(jì)立體倉(cāng)庫(kù)I/O分配表輸入部分輸出部分X0Y0橫軸脈沖X1Y1豎軸脈沖X2Y2橫軸方向I／0X3Y3豎軸方向I／0X4貨臺(tái)回位限位Y4X5貨臺(tái)到位限位Y5X6貨臺(tái)是否有物Y6貨臺(tái)前升X7自動(dòng)／手動(dòng)(0／1)Y7貨臺(tái)退回X20十六進(jìn)制輸入鍵盤值1位Y20顯示部分就緒X21鍵盤值2位Y21取X22鍵盤值3位Y22放X23鍵盤值4位Y23十位顯示X24橫軸右限位Y24BCD碼輸出顯示BCD碼1位X25橫軸左限位Y25BCD碼2位X26豎軸上限位Y26BCD碼3位X27豎軸下限位Y27BCD碼4位注：X40～X4C為0至12個(gè)倉(cāng)庫(kù)的微動(dòng)開關(guān)五、可編程序控制器的應(yīng)用可靠性工業(yè)生產(chǎn)一般要求控制設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，對(duì)可靠性要求很高，絕大多數(shù)用戶也都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，平均無故障工作時(shí)間比繼電器系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)長(zhǎng)，可靠性高，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。硬件措施在工業(yè)環(huán)境中，空間電磁干擾是PLC系統(tǒng)的一大禍害。為了減少干擾的影響，PLC采用了對(duì)電源變壓器用導(dǎo)電導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽；對(duì)CPU等模塊采用良好的導(dǎo)電材料進(jìn)行屏蔽等，以防干擾。對(duì)供電系統(tǒng)以及I／O線路采用了較多的濾波環(huán)節(jié)。如采用LC、型濾波網(wǎng)絡(luò)，對(duì)高頻干擾信號(hào)有良好的抑制作用。對(duì)微處理器所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，它對(duì)過電壓、欠電阻均有—定的保護(hù)作用。為防止PLC故障和誤動(dòng)作，在微處理器部分及I／O回路之間采用了多種形式的隔離措施，這樣能有效地隔離輸入、輸出間電的聯(lián)系。在PLC中，所有輸出模塊都受開門信號(hào)控制，而這個(gè)信號(hào)只有在規(guī)定的條件都滿足時(shí)才有效，以防止被控對(duì)象誤動(dòng)作。PLC大多采用模塊結(jié)構(gòu)，這對(duì)縮短故障修復(fù)時(shí)間方面有著重要作用。當(dāng)故障查出在某一模塊上，只要及時(shí)更換，就大大縮小了尋找范圍，加快修復(fù)速度。軟件措施PLC除了采用硬件措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力之外，還充分利用本身具有微機(jī)的高速、大容量的特點(diǎn)，發(fā)揮軟件的優(yōu)勢(shì)，保證系統(tǒng)不因干擾而停止而又能達(dá)到工程所要求的精度和速度。對(duì)于較低信噪比的模擬量輸入信號(hào)，PLC采用A／D模塊轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào)，將形成的數(shù)據(jù)時(shí)間序列存入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，利用數(shù)據(jù)濾波程序?qū)Υ诉M(jìn)行處理，從而濾去噪音部分而獲得單純信號(hào)。對(duì)于開關(guān)量輸入，為防止輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)和接觸不良，—般采用軟件延時(shí)20ms的辦法進(jìn)行兩次以上的讀入比較，結(jié)果一致才確認(rèn)輸入有效。而PLC的輸出命令通常伴隨執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，產(chǎn)生電弧、火花等干擾信號(hào)，有時(shí)會(huì)改變輸出寄存器的內(nèi)容，導(dǎo)致動(dòng)作出錯(cuò)。因此，在應(yīng)用程序中每隔幾毫秒發(fā)一次輸出命令，重寫—次輸出寄存器，以提高系統(tǒng)的可靠性。實(shí)際上PLC就是因?yàn)椴捎昧酥鸫螔呙栎斎牒蛼呙栎敵龅姆椒ú啪哂羞@樣高的可靠性。PLC有比較完整的故障檢測(cè)系統(tǒng)，軟件能定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電，強(qiáng)干擾信號(hào)等等，以便及時(shí)地進(jìn)行故障處理。對(duì)于偶發(fā)性故障，PLC能在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，并以軟硬配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)器內(nèi)容被破壞。這樣，一旦檢測(cè)到外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)故障前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的處理。在PLC中還采用程序驅(qū)動(dòng)故障指示的診斷方法。這是用一般經(jīng)常執(zhí)行的程序，使硬件產(chǎn)生一些規(guī)定的信號(hào)，用這個(gè)信號(hào)來指示CPU處于正常狀態(tài)，萬(wàn)一CPU發(fā)生故障，這個(gè)規(guī)定信號(hào)就不再出現(xiàn)，從而指示CPU的故障狀態(tài)。其它措施PLC一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但環(huán)境過于惡劣，干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都會(huì)降低設(shè)備的可靠性，不能保證PLC正常運(yùn)行，故應(yīng)注意以下事項(xiàng)：工作環(huán)境應(yīng)考慮適中的溫度、濕度，通風(fēng)、散熱的空間，遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的振動(dòng)，空氣中不應(yīng)有較濃的粉塵，腐蝕氣體，應(yīng)安裝空氣凈化裝置。PLC裝置應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率可控硅裝置，高頻焊機(jī)等。傳送模擬信號(hào)的屏蔽線應(yīng)一端接地。I／0線與控制線應(yīng)分開走線，并保持一定的距離。當(dāng)輸入端或輸出端接有感性元件時(shí)，應(yīng)在它們的兩端并聯(lián)續(xù)流二極管(對(duì)于直流電路)或阻容電路(對(duì)于交流電路)，以抑制電路斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧對(duì)PLC的影響。良好的接地是PLC安全可靠的重要條件。PLC應(yīng)與其它設(shè)備分別使用自己的接地裝置，[如下圖(a)]，也可以采用公共接地方式[如下圖(b)]，但禁止使用如下圖(c)所示的串聯(lián)接地方式。接地線的截面應(yīng)大于2mm，接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近PLC。六、英文翻譯ApplicationofthePLCApplyingprogrammablecontrollersisascriticaltotheuser,asissolvingtheproblemsthatcomewithdesigningandoperatingefficientproductionprocesses.Infact,itisthroughitsinnovativeapplicationsthattheprogrammablecontrollerhasexcelledandattractedthelargefollowingitenjoystoday.Continueddevelopmentintheapplicationareasupportedtheevolutionofcertainfeaturesandcapabilitiesthatarecommontoday.Nowwewillexaminethecurrentscopeofprogrammablecontrollerapplications,brieflylookatthestepsinvolvedinimplementingasystemforatypicalapplication,andconsidersomelogicalgroupingsofapplicationscommontoday,includingbasic,industryspecific,andgeneric.WhataProgrammableControllerCanDoWehaveseenapartiallistingofprogrammablecontrollerapplications,andwhileitwasanythingbutcomplete,itdidgiveagoodoveralllookatthebreadthandvarietyofusethatprogrammablecontrollersenjoy.Thesesystems,withsuchasimpleandlowtechnologyheritage,havecometobecapableofperformingtasksthatwerepreviouslyconsideredimpossibletoaccomplish,oratleastverydifficultandatgreatexpense.Wewilllookatasurveyofapplicationsbymajorindustrygroups,andwhilesomeoftheapplicationareasarecommontomanyofthegroups,itprovidesastructuredmethodtocategorizethewidevarietyofapplications.Thestructurewillconsistoftwomajorgroups-discretepartmanufacturingandprocess-andseveralsubgroupsineachmajorgroup.(1)DiscretePartmanufacturingIndustries:①Transportation.Thisindustrygroupconsistsofautomotive,aircraft,aerospace,railroad,andshipsegments,aswellasanumberofsmallersegments.Programmablecontrollersareusedextensivelyinmanyofthesesegments,especiallytheautomotivesegment.Boththevehiclefinalassemblyprocessandthevarioussubassemblyandpartmanufacturingprocessesmakewideuseofprogrammablecontrollers.Thelargestpartsoftheseareusedforsequenceandmotioncontrolapplications,combinedwithagrowingoverlayofdatamanagementandcommunicationsapplications.Almostallofthesearedrivenbymetalcutting,forming,andassemblyneeds,althoughaglowingtrendisontheplasticmoldingandformingarea,asplasticsandotherengineeredmaterialsarereplacingmetalinsomeareas.Theaircraftandaerospacesegmentssharetheuseofprogrammablecontrollersformetalcuttingandforming,butarelighteronassemblysincemanyoftheassemblyprocessesarecustomoriented,andhencecannotjustifylargecapitaloutlaysinhardautomation.Theneedforfactoryfloordatacollectionandanalysisisveryintensehere,andprogrammablecontrollersplayamajorroleinfrontlinedataiscollectionandconcentration.Dataiscollectedtodocumentprocessintegrityinvolvingexoticandexpensivemetals,andforprocessescriticaltodesignintegrityorrequitingregulatoryagencydocumentation.Therailroadandshipsegmentshavelessintenseneedsforprogrammablecontrollers,butoneinnovativeuseintherailroadindustryinvolvestheuseofprogrammablecontrollersastracksidesignalandswitchcontrolunits,operatingremotelyandcommunicatingwithacentraldispatchingstationoverphoneormicrowavelinks.②FabricatedMetal.Thefabricatedmetalsegmentconsistsofawidevarietyofsub-segmentsandprocesses,andasthenamesuggests,mostinvolvetheuseofprogrammablecontrollersformetalformingand,toalesserextant,metalcutting.Thesubsegmentsrangefrommanufacturingmetaldoorsandwindowtoproducingfirearms.Controllersaremostoftenfoundinsequencingandmotioncontrolapplications,andmuchuseismadetoaccomplishsophisticatedmaterialhandingapplications.③NonelecticalMachinery.Thissegmentwasdesignedtocontainaveryloosearrangementofmachinerymanufacturers,rangingfromthegeneraltotheveryspecific.Itincludesbothfarmandconstructionequipmentmanufacturers,internalcombustionenginemanufacturers,manufacturersofmachinetools,andanimportantcategorycalledspecialmachinerymanufactures,whichincludescompaniesthatproducespecialpurposemachinerysuchastobacco,shoe,elevator,andplasticmolding.Asyoumightgather,suchavarietyofmanufacturersuseprogrammablecontrollersinverylargenumbers.Thewayinwhichtheyareusedisrelativelystraightforward,andincludesalargemeasureofsequencecontrolandmotioncontrol,largerfacilitiesarealsotakingadvantageofthecommunicationanddatamanagementcapabilitiesofthemoresophisticatedcontrollers.Elevatorsusethemotioncontrolandcommunicationcapabilities.Packagingmachinerymanytimescanusethesmallestoftoday'sprogrammablecontrollersasabasicfeatured,limitedI/Ocontrollerneedscanservetheirsometimes-limitedapplication.Ontheotherhand,somepackagingapplicationsrequirethefastestandmostpowerfulprogrammablecontrollerfeatures.④ElectricalandElectronic.Thissegmentismadeupofmanufacturersrangingfromthosethatproducetelevisionsandradiostothosethatmakebatteries.Machinerythatisusedinthesemanufacturingprocessesincludessomebatchprocessing,aswellasameasureofsequentialcontrol(materialhandling),andmotioncontrol(componentinsertion).Otherfertileareasincludeautomaticassembly,automaticstorageandretrievalsystems,andtestingsystems.Again,asintheothersegmentswehaveexaminedsofar,largerfacilitiesareusinglocalareanetworkstotakeadvantageofthecommunicationanddatamanagementfeaturesofthenewercontrollers.Alsoaswithothersegment,wefindmany,manystand-alonemachineapplicationsusingsmalltomedium-sizedcontrollers,includingqueuingconveyorsystemsandspeciallydesignedpackagingmachines.(2)ProcessIndustries:①Food.Thefoodprocessingindustryisonethathasawidevarietyofprogrammablecontrollerapplications,rangingformthebatchprocessingoffluidmilktothebatchprocessingofbeer,allthewaytothepackagingofbothproducts.Materialhandlingapplicationsarecommon,andincludebothbulk(thecontrolledmovementofacontinuousstreamofproduce),andunit(thecontrolledmovementofindividualunitsofproduct).PIDclosedloopcontroliscommonwiththeneedtoregulateflowandleveloffoodsinprocess,aswellasthetemperatureregulationofcertaincookingandsterilizingprocesses.Governmentregulationofmanyfood-relatedprocessescallsformeticulousdocumentationanddatagatheringofprocessparameterstoguaranteeproperfoodquality.Alloftheseapplicationsneedscallonthenaturalstrengthsofprogrammablecontrollers,anduseaboardsampleofcontrolschemes.②Chemical.Thechemicalindustryconsistsofanumberofrelatedsegments,includingpharmaceuticals,paints,andengineeredmaterials,suchasplastics.Thisgroupreliesontheprogrammablecontrollernotforprimarycontinuousprocesscontrolneeds,butisusedinconjunctionwiththeprocesscomputer.Whiletheprocesscomputerhascommandofthemanyprocessloopsinvolvedinacontinuousprocess,theprogrammablecontroller,connectedthroughacommunicationinterface,operatesthevariouspumpmotorsandsupplyvalvesinvolvedintheprocess.Insmallerfacilitiesthatproduceproductsutilizingmorebatchprocessing,programmablecontrollersaresometimesusedastheprimarycontroldevices.Aperhapssurprisingly,largeapplicationareainthechemicalsegmentisthepackagingarea.Programmablecontrollers,properlyapplied,makeexcellentcontroldevicesforhigh-speedpackagingprocesses.③PrimaryMetals.Primarymetalsarealuminum,steel,etc.Theproductionofthesemetalsreliesonprogrammablecontrollersformanyandvariousneeds.Mostoftheserelatetothesequencingandmovementofthemetal,initsliquid,semisolid,andfinishedstates.Continuouscastingprocesses,hotandcoldrollingprocesses,andcodingandin-linestorageoffinishedmaterialsallusesequenceandmotioncontrolheavily.Integrationwithvariablespeeddrivesiscommon.Alsocommonareusesofcontrollersforcontrolofslittersandcoilers.Insomefacilities,programmablecontrollersarealsousedforbatchmixingandweighingofmaterialsatthefrontoftheprocess.ThisinvolvesPIDcontrolandregulationofweightsandflows,aswellastheintegrationofbulkconveyorcontrol.④Paper.