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一、概述
随着工业自动化的发展，机械手的出现大大减轻了工人的劳动强度，tigao了劳动生产率。PLC控制机械手的运动使其更加准确、可靠。本文主要介绍PLC控制三维机械手在点胶行业上的应用。
二、整体结构和配置
控制器：FPGC32T2+FPG-PP12+FPG-COM3
触摸屏：PWS6600S-S
驱动器：松下伺服驱动器
减速器：MOTEC减速器
机器人：ROBOWORKER
三、机械设计
机器人选用德国ROBOWORKER公司的直角坐标机器人。他有运动速度快、定位精度高、使用寿命长、承载大等特点。非常适用于搬运、码垛、涂胶、检测等设备。
为了保证悬臂轴的精度和刚性，X轴选用双轨结构，两根轨通过滑块进行刚性连接，具体结构如下：
四、系统功能
本系统主要完成涂胶任务，有两种涂胶模式
1.根据客户生产产品的不同，可以预先在控制器中存储若干图形供客户选择，客户可以通过人机界面选择图形进行涂胶工作，例如：
2.如果客户涂胶的产品没有预先设置，进行加工的产品是非标产品，可以采用示教功能，在触摸屏上切换到示教模式，通过手动功能对图形上的点进行检测，之后存储，这样可以通过采集多个点对图形进行终确认，图形的精度取决于采集点的数量，大一个图形可以采集5000个数据点。基本上满足一般非线性轨迹的要求。
五、总结
可编程控制器PLC以其丰富的运动控制功能、高可靠性、在机械手控制的设计中起到了十分重要的作用，在实际使用中取得了良好的效果。
目前在水处理自动化领域广泛使用的DCS系统硬件组成形式是PLC+通信系统+工业级微机，以下结合某自来水厂的具体要求进一步探讨基于PLC的DCS系统的功能特点和设计过程。
我国水厂自动化技术经过几十年的发展，其水平和应用范围都得到了很大的tigao。由于计算机产品质量的成熟，使水厂自动化进入了安全运行和经济效益显著的阶段。特别是是随着近年来半导体技术、网络技术、软件技术等高新技术的发展，使得PLC技术和现场总线技术都得到迅速tigao，并被广泛应用于DCS系统中，使DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。目前在水处理自动化领域广泛使用的DCS系统硬件组成形式是PLC+通信系统+工业级微机，以下结合某自来水厂的具体要求进一步探讨基于PLC的DCS系统的功能特点和设计过程。
1 系统功能
在市场经济与信息时代的飞速发展中，企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大，现代工业企业对生产的管理要求不断tigao，这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制，同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管理的集中性和控制的分散性这一实际需要推动了DCS系统的发展，其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制，该系统主要实现以下功能：
（1）数据采集功能。各现场级仪表和控制设备完成现场数据采集工作，并通过控制网络实现数据在整个控制系统中的传输和共享。
（2）监视功能。系统各分站及中控室设置上位监控计算机，实时显示现场工艺流程和工况，使操作人员能及日寸获知现场情况。
（3）控制功能。各分站设备通过PLC实现自动控制，使整个系统性能稳定，安全高效。
（4）管理功能。上位监控机提供交互式人机界面，操作人员通过上位监控机可实现对现场设备的控制，完成特定的操作要求，也即实现了设备的管理；同时通过上位机提供的数据查询显示等功能，可了解实时及历史生产情况，并可产生生产报表，实现了整个水厂的生产管理。
2 水厂工艺要求
某水厂供水能力为40万吨／日，主要工艺流程如图1所示：
源水取自距水厂20公里处的江水中，经取水机泵加压后通过源水管道送至水厂进行净水处理。厂区内的生产流程可分为加药、反应和平流沉淀、过滤、送水四个部分，其中加药和滤池两个工艺环节对出水水质的影响非常大，因此其设计是整个水厂自控系统的关键。加药工艺采用源水liuliang和SCD值前反馈控制方案，既有效地保证混凝效果，使滤前水浊度保持在2—3NTU，又准确计算出投药量，节约投药成本。滤池共有6个滤格，每个滤格采用PID算法控制恒水位过滤，以及根据相关条件触发反冲洗工艺，保证滤后水质。
3 系统网络设计
水厂自动控制系统是一个分布式控制系统，按系统结构进行垂直分解，分为设备层、控制层、信息层，各层既相互独立又相互联系，每一层又可按水平分解成若干子集。设备层中的设备种类繁多，如传感器、驱动器、变送器等，设备层网络通常是一个开放的网络，将底层各厂家的设备直接和车间级控制器相连，实现现场控制功能；控制层实现控制系统的网络化，控制层是一种高速确定性网络，对时间响应有苛刻要求，作为控制器之间和控制器和I／O设备之间的一条高速通信链路。
信息层采用lOOM 环形光纤工业以太网，控制层采用MB+工业控制网，设备层采用开放现场总线协议Modbus，由于系统取水分站与厂区有约2O公里，还需考虑取水分站PLC与厂区系统的无线数据通信问题，无线通信采用MDS数传电台实现。
4 系统硬件实现
系统具体设备选型和硬件实现。各分站独立运行，控制各分站现场设备，并通过网络共享信息。上位机采用Inbbblution Dynamics自动化软件产品家族中的监控制软件iFix2．6，iFix监控软件功能强大组态灵活，优化系统的管理。服务器数据库管理系统采用Microsoft SQL Server 2000，Microsoft SQL Server 2000是性能优良、安全高效的网络数据库管理系统。PLC控制系统分为3个主站，即取水分站、加药分站和送水分站。取水分站PLC控制4台取水泵组的工作，并通过无线电台与厂区的PLC通信；加药分站分为加氯分站和加矾分站，分别用二套PLC控制加氯系统和加矾系统；送水分站PLC控制4台送水泵组的工作，同时完成与取水分站的无线通信任务和滤池分站的协调控制任务，由于无线通信和控制协调任务的程序运行量并不是很大，考虑系统成本问题并没有另设PLC分站，而是采用送水分站PLC兼负完成此任务的方案；6个滤池分站作为送水分站PLC的子站，控制各滤格的恒水位过滤和反冲洗。
5 结束语
工业自动化控制系统设计是一门综合计算机技术、网络技术、自动控制技术的综合性工程技术，目前系统正向着更加标准化，更加产品化的方向发展。本系统设计紧密结合系统实际要求，又考虑了系统的标准化、可移植性、可伸缩性、可互操作性等，目前整体运行效果良好。其中加药工艺中由于现场混凝效果受多种因素影响，依靠原水liuliang和SCD值进行投药控制的方案认为还有待改进
1、引言
可编程序控制器（PLC, Programmable Logic Controller）是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法，本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC，设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。
2、 PLC在电机控制中的应用［1～3］
2.1三相异步电机的正反转控制
要求当按下正转按钮，电机连续正转，此时反转按钮不起作用（互锁），按下停止按钮电机断开电源，按下反转按钮电机连续反转，正转不起作用。图1所示为三相异步电机的正反转控制原理图。
2.2三相异步电机的Y—△启动
要求起动时电机接成Y型，经过一段时间自动转化为△形运行，要求Y形断开后△形才能启动，防止Y形未断△形启动造成电源短路。图2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图。
2.3三相异步电机时间控制
要求第1台电动机M1启动5 s后，第2台电动机M2自动启动，只有当第2台M2停止后，经过5 s延时，M1自动停止。图3所示是三相异步电机时间控制原理图。
3 、程序的写入与运行
将PLC联上编程器并接通电源后，PLC电源指示灯亮，将编程器开关打到“PROGRAM”位置，这时PLC处于编程状态。编程器显示PASSWORD！这时依次按Clr键和Montr键，直至屏幕显示地址号0000，这时即可输入程序。
在输入程序前，需清除存储器中内容，依次按Clr、Play/Set， Not，Rec/Reset和Montr键，即将全部程序清除。按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC，当上述3部分程序输入到PLC机中后，用上下方向键读出所写程序，如程序有错，可用插入指令和删除指令修改程序。
程序输入正确后，分别按图1（a）和（c）连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制，按图2（a）和（c）连接线路实现电机Y—△启动，按图3（a）和（c）连接线路实现电机的时间控制。此设计可以一次性把3种控制电路的程序全部输入，同时控制3种电路，运行时，按下SBF，SBR电机正反转启动，按下SB1，SB2控制电机Y—△启动，按下SB3，SB4电机顺序启动，互不干扰，事半功倍，实现了一台PLC同时控制多种电路形式。
1 引言
机械式停车设备行业在我国是近十几年来发展起来的新兴行业。随着我国人民生活的不断tigao和汽车工业的高速发展，机械式停车设备以其独有的优越性，近几年得到了广泛的应用。智能电梯式机械停车设备是自动化程度较高的机械式停车设备，为了能在tigao空间利用率的同时又保证较高的存取车效率，对停车设备的设计、制造、安装都要求有更高的标准，电气控制系统也更具难度。本文介绍了我单位改造的上海国际金陵大厦智能化电梯式机械停车设备电气控制系统的设计。
2 总体方案设计
智能化电梯式机械停车设备采用目前国内先进的智能控制系统，司机只要将车开到旋转升降台上，控制系统便自动安全地将其输送到指定的空车位，完成整个停车过程。采用电梯式停车设备，无论从高度、技术水平还是整个建设规模，是创造更多空间的佳选择。上海国际金陵大厦的电梯式机械停车设备的停车层采用钢结构，分布在电梯行走的中央通道的两侧，每层停车层由左右各2个停车位组成，每个车位上均设置有停车定位架。升降机的总tisheng高度达42米。电梯式立体车库平面总图如图1所示。
2.2主要技术性能指标设计
（1） 停车标准尺寸（L×W×H）：5050mm×1850mm×1550mm。
（2） 停车数量：46。
（3） 停车重量：1700Kg。
（4） 升降电机功率：22kW 速度：120m/min。横移电机功率：2.2 kW 速度：20m/min。转台电机功率：1.5 kW 速度：4r/min。
（5）控制方式：PLC控制。
（6）操作方式：IC卡、触摸屏、按钮箱。
（6）存取时间：平均85s。
2.3设备特点分析
（1） 占地少，容车量大，高层设计高能够达到平均一辆车仅占一平方米的空间。
（2） 安全性好，采用多重安全保护装置确保设备运行安全。
（3） 车辆存取速度快、效率高，车辆存取长时间≤120秒。
（4） 采用变频调速技术，智能化程度高，可预约存取车、上下班高峰存取车和空车位导
向。
（5） 存取车辆均向前开，无需倒车。
（6） 计费、监控、检测全智能化，管理人员少。
3 控制系统工作原理
这套全自动化系统的技术核心设备是升降机和铲车，司机存取车时，操作员不必具备技能，只需将车开到进出口层的旋转工作台上，控制系统将自动发出指令，旋转工作台自动旋转到升降机位置，然后升降机上升至要停放的楼层，升降机上的铲车把车辆送到规定的停车位置，完成存车动作。取车过程则相反，由于在车库的进出口室设置了一部自动转盘，使司机取车时不用倒车出库。整个停车库系统还配有停车收费管理系统，停车监控系统，停车报表打印系统等。控制系统总体方案图如图2所示。
4 控制系统硬件设计
控制器采用三菱AnS系列的PLC，它是专为顺序控制和数学运算而开发的控制器。AnS系列的PLC提供多种网络系统组合和特殊功能组件，使其更完美地适用于过程控制、定位控制和其它各种类型的控制。本系统中下位机PLC模块和各部件的功能：底板（A1S38B）、电源模块（A1S61PN）、控制单元（A2USH-CPU-S1）、输入模块：A1SX42（传感器和按钮输入信号）、输出模块（A1SY10—控制输出的信号）、网络通信模块（A1SJ71AP21—进行网络通信）、高速计数模块（A1SD62—编码器读数计数）、模拟量输入模块（A1S64AD—变频反馈信号）、模拟量输出模块（A1S62DA—变频输出信号）、串口通讯组件（A1SJ71UC24-R2—触摸屏连接的通讯接口）；上位机PLC模块和功能：底板（A1S38B）、电源模块（A1S61PN）、控制单元（A2USH-CPU-S1）、输入模块（A1SX42-传感器和按钮输入信号）、输出模块（A1SY10—控制输出的信号）、网络模块（A1SJ71AP21—进行网络通信）、通讯组件（A1SJ71UC24-R2—操作界面连接的通讯接口）、通讯组件（A1SJ71UC24-R2—打印机连接的通讯接口）。
根据实际应用情况，现场传感器网络设计包括16路传感器输入点信号连接到4个TM-4NC输入单元，通过长距离通讯线连接到TM-S16通讯单元，然后连接到PLC的输入模块，注意配置正确的通讯单元参数。升降电机的变频器采用富士公司的矢量变频器FVRVG5S-2A-37 kW，铲车变频器采用三菱公司的FR-A520-5.5kW。
5 控制系统软件设计
软件部分的中心任务是上位PLC操作程序和下位PLC操作程序设计。上位PLC操作程序包括：操作显示数据程序、存取报表打印程序、数据维护程序。下位操作程序包括：自动存车操作子程序（P101）、自动取车操作子程序（P102）、自动存入空板子程序（P105）、自动取出空板子程序（P106）、维修手柄操作程序、手动操作存取程序、触摸屏操作程序。软件流程图如图3所示。
存取车程序操作设计了自动、手动、检修、只存、只取操作方式。“只存”操作方式应用在上班高峰时，此时主要是存入车辆；“只取”操作方式应用在下班高峰时，此时主要是取出车辆。上位机的应用软件对系统的报警和实时工作状态进行处理分析使操作管理人员充分了解停车场车位的可用数量、具体位置及用户分类等，使操作管理人员合理调度，合理科学地对车场进行管理。
6 控制系统关键技术说明
6.1升降机定位设计
升降机采用高速变频矢量控制。采用编码器（1200P/R）和定位地址芯片技术，应用输入中断处理，并根据不同的存取层调用不同的速度曲线数据，每层的定位精度可达到±5mm，平均存取车辆时间为98秒。低速定位时矢量变频的速度为50Hz～10Hz，矢量变频高速运行时的速度为700Hz，加减速时变频输出速度按PLC数据运算表输出，保证加减速平稳。升降机矢量变频控制如图4所示。
矢量变频控制符号说明：
FWD——PLC输出控制的变频正转指令（升降机上升）；
REV——PLC输出控制的变频反转指令（升降机下降）；
X1——PLC输出控制的变频预激磁指令；
X2——PLC输出控制的变频停止指令；
X3——PLC输出控制的负载补偿偏置（+）指令；
X4——PLC输出控制的负载补偿偏置（-）指令；
RYA——变频器运行有速度时，输出信号到PLC；
30B——变频器运行错误时，输出报警信号到PLC；
I2、I1——PLC特殊功能模块A1S62DA输出模拟信号（0～10V）控制矢量变频速度；
A0、N——变频负荷反馈信号（0～10V）输入到PLC特殊功能模块A1S64AD。
6.2高速计数模块应用设计
选用高速计数特殊功能模块A1SD62。当接通电源或PLC复位时，初始值被写入缓存中，它有2个通道的高速计数，A1SD62共使用32点输入和32点输出信号，比如系统使用X20-X3F、Y20-Y3F，那么Y34是CH1计数允许命令，Y3B是CH2计数允许命令。CH1 的采样计数值缓存地址是4、5，CH2 的采样计数值缓存地址是36、37。两个通道高速计数的程序如图5所示。
6.3数字-模拟变换模块应用设计
选用D/A特殊功能模块A1S62DA。它有2个通道的D/A转换，并设定数值的分辨率为1/4000，当数值为4000时，对应的模拟输入值为10V，数值为2000时，对应的模拟输入值为5V；数值为0时，对应的模拟输入值为0V。A1S62DA共使用32点输入和32点输出信号，比如系统使用X0-X1F、Y00-Y1F，那么X1是D/A变换器准备好标志，X2是出错标志，Y10是CH1 D/A变换值输出允许标志，Y11是CH2 D/A变换值输出允许标志，Y18是D/A模块出错复位标志，比如两个通道模拟量输出的程序如图6所示。
6.4上位机和下位机通讯网络设计
上位机和下位机的通讯通过网络通讯模块A1SJ71AP21连接。需要在软件中设置网络参数。选择MelsecNet网络，上位机设置网络类型是MNET II-主站点，起始I/O号为0120总站数为1。然后进行网络范围分配，设置主站的发信范围为W0000～W01FF，从站的发信范围为W0200～W03FF。下位机设置网络类型是MNET II-本地站点，起始I/O号为0120。
7 结束语
通过调试运行，整个停车设备的结构紧凑、设计合理、运行良好，充分发挥了AnS系列PLC控制器的高可靠性、强功能性等特点，特别是AnS系列PLC的特殊功能模块在停车设备中的应用具有推广价值，对同行业的机械式智能化电梯式停车设备的设计具有借鉴意义。这种类型的停车设备，不仅在有效节约地域空间基础上科学解决了停车占地难题，而且还tisheng主体建筑的价值。高智能化、自动化程度高、绿色环保等特征在行业中都有较的优势，特别使用于城市立体车库的建造。
