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四自由度直角坐标码垛机器人控制系统研究中控制器选型

时间：2017-07-31 来源：机器人在线阅读：9856 原创

3. 2. 1控制器选型要求

码垛机器人通过对控制系统的功能可分析得知主控制器应该能满足以下条件:

1)可以控制多路伺服电机，给多路电机发送脉冲信号，控制伺服电机的运动

2)能够与触摸屏通讯，能在触摸屏上操作，实现信息的实时反馈。

3)选择不同的程序对应不同的码垛方式，而且编程不能太复杂，这样可以减少开发时间。

考虑应符合以上要求，结合成本与工业控制的特性，本方案中选择了三菱FX2N系列的PLC，并且还可以配备相应的运动控制模块。

3.2.2可编程控制器PLC简介

在对PLC控制系统硬件设计时，首先要明确PLC的基本结构，根据各个部分的特点按照模块来设计，这样可以更加合理的对硬件进行选择与设计。

PLC的外观不一定相同，有单元式结构的，还有整体式结构的。所有的PLC都是由中央处理器、存储器、输入输出器件、电源及编程设备组成， PLC的硬件结构框图如图3.6所示。

3. 2. 3PLC的选型

PLC作为整个控制系统的“总司令”，对整个系统的重要性不言而喻，选择合适的PLC有利于系统的良好工作。伴随着PLC的普及，产品型号与数量越来越多，功能也越来越完善。不同品牌，不同型号的PLC其价格、性能、编程方式、外观、结构形式也不相同。应该从以下几个方面对PLC进行选型:

1、 PLC的机型选择

选择PLC机型，首先要满足控制要求，也要保证可靠性和安全性能，还要考虑到方便维护和良好的性价比。选择FX2N系列的FX2N-64MT单元式PLC，主要是因为它功能强大还支持多种通讯协议，并且还具有高速脉冲输出功能。

2、确定I/O点数

从以上分析可知，该系统输入信号总共有24个，输出信号有7个。在确定I/O点数时，首先要满足控制系统的要求，其次还要保证有10%-20%的余量，以方便后期的维护和修改。而FX2N-64MT有32个输入32个输出点数，可以满足要求。

3、存储内容估算

一般来说，不同的用户编写的用户程序肯定会有一些差别，不同的程序所占用的存储空间也不相同。用户程序所需要的存储空间不仅和PLC系统的I/O点数、程序结构、控制要求有关，而且还与功能实现方法、用户编程水平有关。通常，确定PLC存储容量时一般保证有10%-20%的余量。所以，存储容量很难精确计算，一般采用经验估算法来计算:

存储容量(字节)=DI x10+DOx100 (3-6)

其中:DI为开关I/O点数DO为模拟量的I/O通道数

综上所述，本文所选用的PLC为FX2N系列的FX2N-64MT单元式PLC。表3-1给出此型号的PLC部分参数。

3. 2. 4 PLC外部接线图

按照输入输出信号，以及现场工业控制要求设计出PLC外部接线图，如图3.7所示。