PLC控制最终版双栏2003.doc

壹 前言 可程式控制器（PLC）自上市迄今已近二十年，本身除了具備可塑性、記憶性，更具可接受多種方式做輸出、入控制的強大功能，且穩定性及壽命皆高，除了單一機台的控制之外，更可以多台的連結，易於達成整體自動化之目標。因此，已廣受自動控制界的普遍歡迎，尤其是具可更改性，可重復使用，減少因更改造成的資源浪費，是非常環保的控制器，非常值得推廣。且微電腦科技之發展日新月異，可程式控制器之功能亦隨之加強。如今，可程式控制器之應用已可以輕易解決產業面臨的各種問題。 貳 摘要與研究目的 本專題研究以完成自動分類之功效進而本專題研究以完成自動化分類之功效，進而達成機電整合降低成本、節省人力和提高效益目的。 本專題乃利用PLC 結合輸送設備、氣壓控制元件、機械手臂、光感測器、電磁近接開關及光電近接開關等電氣控制元件之應用，將物料一次一個的分離滑落至輸送機前端，再利用輸送帶配合馬達之正反轉向將物料送至尾端，最後由有桿機械手臂夾住物料至下一個工程位置。等待進一步的使用。 為保護工作人員及機械設備安全，機械手臂動作循環過程中，若有不正常或危險的狀況發生時，可隨時按下緊急停止開關，機械手臂會馬上停止不動並夾緊物料，等待工作人員處理，當啟動時機械手臂會繼續將物料放置正確位置後，復歸動作至原點，再等待下一個物料，執行分類工作。 叁 未來發展 若再增設多組機械手臂搬移物件、配合人機介面、網路遠端監控等，可發展出自動倉儲系統或彈性製造系統，作為全廠無人化自動化規劃與設計 肆 個別元件 4-1 PLC 圖一PLC構造介紹 4-1-1 PLC特點 目前在自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。目前世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，應用汽車、糧食加工、化學/製藥、金屬/礦山、紙漿/造紙等行業。 4-1-2 PLC的發展歷程 在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。 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，美國數字公司研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，Programmable Controller（PC）。個人計算機（簡稱PC）發展起來後，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），現在仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。 PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。  PLC的構成 從結構上分， PLC包括CPU模塊、I/O模塊、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。 其中CPU是PLC的核心，神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃瞄的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯繫的數據、控制及狀態總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震盪信號控制。運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。 I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存