PLC是机电一体化的极佳选择

湖北省高等教育自学考试本科毕业生论文评审意见表题目：PLC是机电一体化的极佳选择姓名：高天毅专业：机电一体化准考证号：013712110672办学单位：华中师范大学填表日期：2013年06月04日答辩组成员：汪涛、吴晓莉、李慧娟华中师范大学继续教育学院自学考试办公室制目录1.PLC与机电一体化的概念............................................41.1机电一体化的概念................................................41.2PLC机电一体化的概念............................................52.PLC的主要功能及技术参数..........................................52.1PLC的主要功能...................................................52.2PLC的主要技术指标...............................................53.PLC的结构与特点..................................................53.1PLC按硬件的结构类型分类.........................................63.2PLC按应用规模及功能分类........................................74.PLC在机电一体化中的的应用领域...................................74.1开关量的逻辑控制................................................84.2模拟量控制.....................................................84.3运动控制........................................................84.4过程控制........................................................84.5数据处理........................................................84.6通信与联网......................................................85.PLC是机电一体化的最佳选择的原因..................................85.1控制逻辑........................................................85.2控制速度........................................................95.4限时控制........................................................95.5逻辑电路的设计和完成............................................9参考文献：.........................................................10摘要：随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术。可编程序控制器，简称PLC,是采用微电脑技术制造的通用自动控制设备。它是一种带有指令存储器、数字或成模拟的输入输出接口,以运算为主能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算等功能,用以机器或生产过程自动控制和监视的装置。它以优越的功能、良好的控制精度和高可靠性,在工业自动化控制中独领风骚。程序控制技术是工业自动化中重要的基础技术,PLC既能控制开关量,也能控制模拟量,用于替代继电器控制逻辑、二极管矩阵逻辑以及便于接线的数字逻辑。由于PLC是专门为工业自动化控制设计的一种工业用微电脑,所以在工业自动化控制中,PLC比单板机、微型计算机的使用更可靠简单。PLC使用的是工程技术人员都容易理解和掌握的梯形图,只要知道继电器控制原理很容易变换为PLC使用的梯形图。近年来。可编程序控制器（ＰＬＣ）产品的集成度越来越高，工作速度越来越快，功能越来越强。使用越来越方便，特别是远程通信功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，使得ＰＬＣ如虎添翼。本文将简要的介绍机电一体化中应用PLC的优点及他们的发展趋势。关键词：可编程序控制器；机电一体化；41.PLC与机电一体化的概念：1）机电一体化：又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。2）PLC：可编程序控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC,是采用微电脑技术制造的通用自动控制设备。它是一种带有指令存储器、数字或成模拟的输入输出接口,以运算为主能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算等功能,用以机器或生产过程自动控制和监视的装置。它以优越的功能、良好的控制精度和高可靠性,在工业自动化控制中独领风骚。程序控制技术是工业自动化中重要的基础技术,PLC既能控制开关量,也能控制模拟量,用于替代继电器控制逻辑、二极管矩阵逻辑以及便于接线的数字逻辑。由于PLC是专门为工业自动化控制设计的一种工业用微电脑,所以在工业自动化控制中,PLC比单板机、微型计算机的使用更可靠简单。PLC使用的是工程技术人员都容易理解和掌握的梯形图,只要知道继电器控制原理很容易变换为PLC使用的梯形图。2.PLC的主要功能及技术参数PLC是控制技术和计算机技术的结晶，但是对于熟悉机电控制技术的工程人员来说，在使用PLC时没有必要完全了解计算机的深层次技术问题，只需要把PLC的看做机电控制人员熟悉的继电计时器和计数器的集合即可，所以PLC实际使用简单方便，适合普通的机电操作技术人员。1）PLC的主要功能有：①条件控制。PLC具有逻辑运算功能，它设置了与5（AND)\或（OR)、非（NOT)等逻辑指令，能处理继电器接点的串联，并联，串并联等各种方案；②限时控制。PLC具有定时控制功能，它可以提供若干个定时器，并设置了定时指令，调用修改灵活方便；③计数控制。PLC具有计数控制功能，它可以提供若干个计数器，并设置了计数指令，计数器的计数可以在运行时读出，也可以在运行时修改；④步进控制。PLC具有步进控制功能，并设置了移位寄存器；⑤模数和数模的转换功能。有些PLC具有模数和数模转换功能，能完成对模拟量的控制和调节；⑥通信和联网。有些PLC采用了通信技术，可以进行远程的I/O控制，即PLC之间同位链接或由一台计算机和若干台PLC构成集中管理，分散控制的分布式控制网络。2）PLC的主要技术指标单台PLC控制成千上万个点，多台PLC的同位链接可控制更多的点，平均每个点的处理速度从10S-18，编辑容量从几K到几百K，平均无故障时间为3*105H，而且编辑语言是电气控制技术人员所熟悉的梯形图语言，简单易懂，还配置了较强的监控功能，它能记忆某些异常情况，在发生异常情况下能自动终止运行。在控制系统中，操作人员通过监控指令可以监控有关部分的工作状态，随时调整定时、计数等预先设置的数值，为调制和维护提供了较强的手段。①3.PLC的结构与特点1）按硬件的结构类型分类：编程控制器是专门为工业生产环境设计的。为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线，其结构与普通计算机有很大区别，常见的有箱体式，模块式，及叠装式三种结构。箱体式PLC一般用于规模小，输入输出点数固定，不需要扩展的场合。模块式PLC一般用于规模较大，输入输出点数多，输入输出点数比例灵活的场合。叠装式PLC具有二者的优点。2）按应用规模及功能分类：为了适应不同工业生产过程的应用要求，PLC能够处理的输入信号数量是不一样的。一般将一路信号称作一个店，将输入输出点数的总和称为机器的点。按照点数的多少，可将PLC分为超小，小，中，打，超大等五类型如下表所示：PLC按规模分类超小型小型中型大型超大型664点以下64—128点128—512点512—8192点8192点以上PLC的特点：（1）抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。(2)配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。(4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。(5)体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，7功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。②4.PLC在机电一体化中的的应用领域PLC具有编程简单、控制系统构成简单、通用性强、可靠性高、体积小、维护方便等优点，广泛应用于电力工业、汽车制造工业、钢铁工业等机电一体化的工业控制。使用情况大致可归纳为以下几类：1）开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2）模拟量控制在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使PLC能处理模拟信号，PLC厂家生产有配套的A/D、D/A转换模块，使PLC可用于模拟量控制。3）运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在可使