Controller），并给 PC 作了如下定义：
“PC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执 行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演 算等功能，并 通过数字或类似 的输入/输出模块， 以控制各种 机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从 事执行PC 之功能被视为PC，但不包括鼓 式 或类似的机械式顺序控制器。”
此后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了 PLC 标准的草案第一稿，第二稿,并在 1987 年2月通过了对它的定义：
“可编程控制器是一 种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计 的。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，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/ 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 5 统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
总之，可编程控制器是 一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算 机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱 动能力。但可编程控制器产品 并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置， 其软件需根据控制要求进行设计编制。
1.6 PLC的特点
① 高可靠性
1）所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路 之间电气上隔离。
2）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。
3）各输入端 均采用R-C 滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms。 4）采用性能优良的开关电源。
5）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU 立即采用 有效措施，以防止故障扩大。
6）大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可 靠性更进一步提高
7）对采用的器件进行严格的筛选。
② 丰富的I/O 接口模块
PLC 针对不同的工业现场信号，如：开关量或模拟量；交流或直流；电压或电流；强电或弱电；脉冲或电位等。有相应的I/O 模块与工业现 场的器件或设
备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。
③ 采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型 PLC 以外，绝大多数 PLC均采用模块化结构。PLC 的各个部件，包括 CPU，电源，I/O 等均采用模块化设计，由机 架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
④安装简单，维修方便 PLC 不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的 各种设备与 PLC 相应的 I/O 端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障 指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障
⑤ 编程简单易学 PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需 要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
1.7课题设计的目的和意义
我国经济高速发展，当面临人工无法实现的工作时，机械手成为了替代人工的替代品。机械手的使用能够减少废次品率,显著提高生产效率。机械手可以完成很多工作，它在自动化车间中用来运送物料，从事多种操作。它的特点是通过编程来完成各种制定的作业，在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点，尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确性。
本课题在执行机构由电动和液压组成的结构基础上将PLC应用于其自动控制系统，完成机械手的硬件及软件设计。
第2章 系统控制结构的确定
2.1机械手的组成
机械手的形式是多样的，但是基本的组成都是相似的。一般机械手由执行机
构、传动机构，控制系统和辅助装置组成。
（图2.1 机械手的组成及相互关系）
·执行机构
执行机构由手、关节、手臂和支柱组成。手为抓取机构，用于抓取工件。关
节是连接手与手臂 的关键原件，具有多方位 旋转特性。支柱用来支撑手臂，可做活动支柱方便机械手多方位移动。
·传动机构
传动机构用于实现执行机构的动作。常用的有气压传动、电力传动、机械传·控制系统
机械手按照 制定的程序，步骤，参数进行动作完成该指定工作要依靠控制
动、液压传动等。
系统来实现。简易机械手通常情况下不使用专 用的控制系统，只有动作复杂的
机 械手采用可编程控制器，微型计算机控制进行动作。
·辅助装置
辅助装置主 要是连接机械手各部 分元件的装置。 机械手按 用途分类为：专用 机械手、通用机械手。
按照传动方式 分类为：气动式机械手、机械式机械手、液压式机械手、和电动机械手。
2.2机械手的主要参数
传动方式
反应速度 负荷能力 控制方式 尺寸和重量 操控范围 反应速度 定位 自由度 安全性 实用性
2.3应用机械手的意义
随着科技的发展，机械手应用 的越来越多。在机械工业中，机械手 应用的·提高生产过程自动化程度，增强生产效率。
机械手方便与材料的传送、工件的装卸、刀具的更 换等自动化过程，从而 提·改善劳动条件
在车间的劳动环境下，高温、 高压、噪音、灰尘等污染会严重影响 人的身
意义概括如下：
高劳动生产率和降低劳动投入，从而降低生产成本。
体健康，人在车间工作不可避免的会接触到危险。而应用机械手 可以替代人安全的完成作业，从而改善劳动条件。
在一些简单，重复的工作中以机械手代替人进行工作。
机械手的应用增强了自动 化生产，会减少人力的使用。机械手可以长时间
重复性连续完成工作，这是人工 法实现并完成的。生产线增加 使用机械手以减少人力和精准的生产节拍，有利于节奏性的工作生产。
综上所述，机械手的合理利用是机械行业发展的必然趋势。
2.4机械手采用PLC控制的优点
机械手不止有一种控制系统，一些控制系统多多少少会存在一些缺点，这些
缺点在自动化生产中会造成不可避免的损失。而PLC控制的机械手在工业应用上表现最为突出，可以从几方面论述一下PLC控制机械手的优点。
·控制方式：电气控制属于硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能·工作方式：电气控制是并行工作，而PLC是串行工作，不受制约。 ·控制速度：电气控制速度慢，触电易动；PLC通过半导体控制，速度快，·可靠性能：电气控制触点多，会产生磨损和电弧烧伤，接线多，可靠性差；非常困难；而PLC控制是软接线，改变控制程序即可实现逻辑的改变或增加功能。
无触点，无抖动。
PLC无触点，寿命长，具有自诊功能，执行程序监控，调试和维护方便。