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日前，一场针对我国汽车行业机械安全问题的研讨会在京举办。此次由中国汽车工业协会主办，欧姆龙、ODVA和莱茵技术等公司和组织协办的研讨会引起了在场近200名听众的深切关注。就当前而言，机械安全在国内的汽车、机床等一些离散行业逐渐引起了用户重视，并陆续出现了一些成功应用。
机械安全是一项复杂的系统工程，需要考虑的因素很多。一般来说，安全控制系统应该包括安全输入设备（如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮），安全控制电气元件（如安全继电器、安全PLC和安全总线）和安全输出控制（如主回路中的接触器、继电器或阀等）。其中，安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC，就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC，在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时，就意味着它具有广泛的自诊断能力，可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外，安全PLC还必须能够执行标准机构（例如TUV、FM等）认证的必须的故障安全动作，而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计，并满足国际安全标准（如IEC61508和EN954-1等）中定义的要求。另外，安全PLC还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容，用来保护安全PLC不受来自外界的干扰
据预测，今后5年，整个安全市场的增长速度至少将是整体自动化市场增长速度的两倍，而其中的安全元器件，包括安全PLC、安全网络等增长更为明显。而VDC近的一份市场调研报告也显示，欧洲和北美的机械自动化安全装置将在安全PLC上实现快速发展。报告预测，北美安全PLC产量将由2004年的930万美元上升到2007年的2.07亿美元，年复合增长率为30.6%，而在欧洲，该产量将由2004年的4.31亿美元上升到2007的7.88亿美元，年复合增长率为22.3%。两个区域的差别主要是因为欧洲市场较成熟，而安全PLC的应用也同样更为成熟。另一方面，纵观整个机械自动化安全装置市场，2007全年欧洲市场的年复合增长率才为7.4%，北美为12.5%。因此相对来说
【前言】1969年台可编程控制器产生后，经过30多年的发展，现在可编程控制器已经成为重要、可靠、应用场合广泛的工业控制微型计算机。可编程控制器应用于广播发射机可实现广播发射机的自动开关机及采集并监控发射机的各个参数，出现异态时报警，有备用还能实现自动倒备份。这样便能实时发现发射机的异常，及时处理，降低停播率，能很好的保证节目的安全、优质播出，并能大大减轻发射机的值班任务。
可编程控制器（Programmable Controller）简写成 PLC，其中 L为逻辑（Logic）的意思，台可编程控制器是1969年在美国面世的。经过30多年的发展，现在可编程控制器已经成为重要、可靠、应用场合广泛的工业控制微型计算机。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入／输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
可编程控制器具有诸多优点：
（1）PLC的生产厂家都着力于提高可靠性的指标。
（2）PLC还具有编程方便、易于使用的优点。
（3）PLC控制功能极强，除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能模块还可实现点位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能，为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远方设备。
（4）PLC的扩展以及与外部联接极为方便。所以可编程控制器应用于广播发射机可实现广播发射机的自动开关机，及采集并监控发射机的各个参数，出现异态时报警，有备用还能实现自动倒备份。这样便能实时发现发射机的异常，及时处理，降低停播率，能很好的保证节目的安全、优质播出，并能大大减轻发射机的值班任务。
要用PLC实现广播发射机的自动控制，要全面考虑许多因素，以我开发过的“DX-600中波发射机自动控制系统”为例，我将整个系统设计分为以下四个步骤。
首先要确定PLC的控制及监视范围。分析发射机需要监视的指标，以及需要自动控制的操作，比如入射功率取样、反射功率取样、水位取样、电源取样、开机操作、关机操作、升功率操作、降功率操作等。采样点多少和控制范围的确定依发射机的不同而不同。接着要选择适当的PLC，一方面选择多大容量的PLC；另一方面选择什么公司的PLC以及外围设备。对个问题，首先要对发射机进行详细分析，把所有的I／O点找出来，包括开关量I／O和模拟量I／O以及这些点的性质。I／O点的性质主要指它们是直流信号还是交流信号，电压多大，是采样点还是输出控制点，输出是用继电器型还是用晶体管或是可控硅型。知道这些以后，就可以定下选用多少点和I/O是什么性质的PLC了。对于第二个问题，则有以下几个方面考虑：a、功能方面。b、价格方面。可编程控制器的主机选定后，一般还要选择模拟量采集模块，模块的多少依据模拟量的多少而定。显示设定单元视需要选择与否。在本例“DX-600中波发射机自动控制系统”中，经分析该系统需要17路开关量输出、11路开关量输入、6路模拟量采集，故采用了SIMATIC S7－226型PLC，两快EM－23模拟量采集模块。SIMATIC S7－226支持24路开关量输入，16路开关两输出，每块EM-231支持4路模拟量输入点，两块就相当于8路模拟量输入点，完全能满足系统需要，并且为日后的系统扩展升级留有了空间
根据我从业多年的经历，国内绝大多数工程师在设计S7-300 系统的电源时，都将 CPU 的电源、模块工作电源、传感器电源等放在一起。我个人认为这是不对的，起码是欠妥的。理由如下：
1 . CPU 供电的可靠性应该更高些。
2 .模块和传感器电源的工况和面对环境比 CPU 的复杂，前者工作电源出现故障的概率要高得多，因此有必要隔离前者电源故障对 CPU 的影响；
3. 混为一体会使局部故障导致全局停机。
4 .局部故障导致 CPU 停机，丧失了 CPU 提供的系统诊断能力。
在我看来：电源一定要使用可靠的产品，我的项目中从来不使用国产电源，虽然便宜，但可靠性较差。试想，电源出现故障影响面太大！
我常用的方法如下，个人认为比较可靠，可借鉴：
1 . 一般现场提供的 AC （220V／380V）电源都是2路电源，1路厂用电 ，1路UPS供电，互为备用，可靠性非常的高；
2. 控制柜当中使用双开关电源，即冗余配置；容量的考虑当然也要按照冗余的配置考虑，即正常运行的情况下，其中一个开关电源的容量就足以支撑整个系统；这样的配置可以保证供电的可靠性；
3. CPU的供电仍然采用PS系列的产品单独供电，因备板总线5V电压是开关电源所不能提供的。
4. 模块的供电：一组分布式I／O一个空开（断路器）控制，每个模块使用熔丝端子控制，这样保证“ 组 - 单 ” 之间的分别控制，成本也不高。
对于控制开关（断路器，熔丝端子等）的容量选择当然要考虑不能过大，但也不要过于接近理论值；过大会导致该跳得时候不跳，过于接近理论值会导致误动作。
对于柜内布线，个人认为过多的考虑电缆，电线的走向不现实，而且一般距离较近，也没有强电，对于干扰来说可以忽略不计；而且可以考虑双絞接法，提高抗干扰能力。
但一定要保证良好的接地！静电因素还是要考虑的！
线径对应容量一定要考虑，且留有余量。
通讯电缆尽量使用带有屏蔽的，而且屏蔽要严格接地
下面以本系统为例来说明通信协议宏的实现过程。
要用PLC将其控制的3台变频器的参数读回来，必须先将地址号和参数号发给相应的变频器，变频器识别后，再将返回的信息写到PLC指定的区域内。
实现过程分两步，步编写通信协议，关键的问题在于Send Messang和Receive Message中Address和Data的编写。首先需 设置它们的属性——读
(R)或写(W)，对本例而言，Send Message中发送的地址号和参数号是从PLC
的DM区中读出后发送的，所以其属性设为R；而Message中接收到的信息是要写入DM区的，所以其属性设为W。设置了属性，就可以进行第2步：从指定字中读写地址或数据。有 几种方法可以指定该字，一种通用的方法是用包括变量N
的一阶方程用于地址或数据的引入，每当通信序列步中指定的重复计数器重复一步时，变量N加1，使用带N变量的方程计算地址或数据可实现地址和数据的动态传输。
根据CT变频器通信协议，读变频器参数信息时，每次先发送长度为8个字节的地址号和参数号，返回的信息长度不定，不妨每16个字节存放1条信息，数据长度由
(t)确定后自动附加，Data中以通配符*表示。
由此编制Send message和Receive message如下。
*Message Name Header Terminator CheckCode Length Address Data
Send1 EOT ENQ
略
(R(8N), 4) (h)+(a)+(R(8N+4), 4)+(t)
Recv1 STX EXT
略
(W(16N), 4) (h)+(a)+(W(16N),*)+(t)
以上面的通信协议（序列号设为1），假设发送信息存在DM300开始的单元，接收信息存入DM800开始的单元内，则用下面的一条PMCR指令就可连续读取3
台变频器的指定参数。
PMCR
#1001
DM0300
DM0800
由于系统生产工艺并不复杂，所以如何实现PLC与变频器之间的通信是整个工作的 重点。C200HE型PLC除了通常用于RS232通信方式的TXD，RXD指令外，还提供了一种新颖、高效的通信方式，PMCR指令——通信协议宏功 能。这种通信方式不仅适用于RS232通信方式，也适用于抗干扰能力强，传输距离远RS485
方式，而且其大优点在于允许用户定义单独的数据传送序列和传送信息，用户可以用OMRON通信协议宏支持软件很容易地修改通信序列，从而大大简化编程，增加编程的灵活性，本文将对此进详细的讨论。
三、
PLC控制中通信协议宏的实现
1、OMRON 通信协议宏
通信协议宏功能是把同连接在RS232或RS422/485通用组件等各种通信机器之间的数据送收信息顺序，通过通信协议宏支持软件，让用户自由编制，以PMCR
指令就能够实现的用户原始通信协议。
要实现通信协议宏功能，必须有相应的硬件支持，即通信单元，C200HE包括
COM01 ~ COM066种可选单元，其中COM04 ~ COM06支持通信协议宏功能。对于本文的工作，需要一个RS485的通信端口去控制变频器，所以选择COM06
单元，其A口（RS485）与CT变频器通信。
B口 （RS232）与触摸屏进行通信，在选定连接好硬件之后，就可以进行通信协议宏的工作了。首先必须对通信单元作设定，根据变频器的设定，使用ASCII
协议，数据通信连接：1位起始位，7位数据位，1位停止位，偶校验，RS485
两线制，波特率为9600，故对COM06要将切换开关SW1调整到“2” 侧，终端电阻开关SW2设定为ON
5、绘制搬运机械手PLC控制梯形图
将从初始化开始的一系列梯形图，按照总体结构图（图3—6）的形式组合在一起，得到机械手PLC控制的梯形图，其语句表见附录。
结 论
本设计主要应用于机加工生产，货物调运等场合。
搬运机械手采用PLC控制，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，操作简单，维修容易。使用该机械手代替人工搬运工件，既安全，又准确，提高了劳动生产率，保证了工件的质量，降低了工人的劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益。
可编程控制器PLC以其丰富的I/O接口模块、高可靠性,可以在机械手的控制系统的设计中起到了十分重要的作用。
本文就设计过程中的几项关键的问题提出了自己的一些看法,可以有效地提高系统的抗干扰能力,对PLC读、写,事件响应等通信时间可进行jingque的控制,取得了良好的效果.
随着机械手应用的普及，机械手向着专用化，机械结构向模块化、可重构化的方向发展，机械手的动作更加灵活多样，其控制方式也在向着多元化的方向发展，在PLC控制的过程中,还有许多的问题需要解决，PLC在机械手开发中的开发应用还有很大的空间。
谢 辞
此次设计是在杜志强老师的悉心指导下完成的。导师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见，为论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。杜志强老师的严谨治学、不断探索的科研作风，敏锐深邃的学术洞察力，孜孜不倦的敬业精神，给我留下了深刻的印象，使我受益良多。生活中杜志强老师就是我的朋友，她的态度让我对生活有了新的认识。在本文结束之际，特向我敬爱的导师致以崇高的敬礼和深深的感谢！
通过此次设计，一方面让我认识到自己的不足，发现了学习中的错误之处；另一方面又积累丰富的知识，吸取别人好的方法和经验，增强对复杂问题的解决能力，摸索出一套解决综合问题的方法，为自己以后的工作和学习打下坚实的基础。再一方面也加强了我和老师的交流，认识到知识的渊博度。
经过这次的努力，使我顺利的完成了毕业设计。这份毕业设计既是对过去三年所学知识的总结，又是自己知识的积累，也大大加深了对单片机技术的了解。
毕业设计中既动脑、，又动手，是一个理论与实际结合的过程。仅仅有理论是不够的，更重要的是实际的，是我们所设计的实物，具有设计合理，经济实用的优点。这就需要我们设计者考虑问题是要仔细、周密，不能有丝毫的大意。对设计方案的优越化，也需要我们综合各方面的因素考虑，尤其是实际。再次像教育指导我的老师及同学表示诚挚的感谢！
鉴于本人所学知识有限，经验不足，又是初次研究这种复杂的设计，在此过程中难免存在一些错误和不足之处，恳请各位老师给予批评和指正。
用状态器代替自动工作流程图的各工步，可得到3—12所示的功能表图：
图3—12 搬运机械手自动工作功能表图
根据图3—12所示的自动工作功能表图，可设计出自动操作时的梯形图如图3—13所示。
图3—13搬运机械手自动工作梯形图
3.返回原位梯形图 在“返回原位”状态下，“夹紧”与“下降”动作应被停止，上限位未动作时，应进行“上升”；上限位动作时，“右行”动作应停止，并左行至左限位位置。故返回原位梯形图如图3—10所示：
图3—10 返回原位梯形图
4.“自动”状态梯形图 图3—11表示了机械手自动工作时执行各工步的情况，表示了各工步的实现和转换的条件。在次下降工步中，下降电磁阀Y436接通。自下限位置时，X404接通，转换为“夹持”过程；夹持电磁阀Y434复位，至加紧限位X406接通，转换为上升动作；当上限为开关SQ4闭合，X405接通，小车开始慢进动作。快进、慢进、延时、下降、加紧、上升、慢退、快退、慢退动作依次类推，如上所述一步一步按顺序驱动各个负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。
图3—11搬运机械手自动工作流程图
