1 機(jī)器人特點(diǎn)和作用

　　機(jī)器人，是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，泛指南機(jī)器構(gòu)成的具有現(xiàn)實(shí)生物外型的高級(jí)智能物體。機(jī)器入町接受人類指揮，也可以執(zhí)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。機(jī)器人執(zhí)行的是取代或是協(xié)助人類工作的工作，例如制造業(yè)、建筑業(yè)，或是某些危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人可以是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途一個(gè)機(jī)器入可以包括一個(gè)感覺與動(dòng)作之間的連結(jié)，而且這個(gè)連結(jié)不是南人類直接控制的。機(jī)器人的動(dòng)作也許是電動(dòng)機(jī)或是驅(qū)動(dòng)器(也稱效應(yīng)器)移動(dòng)一只手臂，張開或關(guān)閉一個(gè)夾子的動(dòng)作。此種直接而詳盡的控制跟回饋也許是由在外部或是嵌入式的電子計(jì)算機(jī)或是微控制器上運(yùn)行的程序提供。根據(jù)這個(gè)定義，所有的自動(dòng)裝置都算機(jī)器人?？傊瑱C(jī)器人的摹本元素其實(shí)十分簡(jiǎn)單。由于多種電子計(jì)算機(jī)與電機(jī)系統(tǒng)加上PLC等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合使機(jī)器人表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)木苄裕δ芨油晟?，運(yùn)用領(lǐng)域更加寬廣。

2 PLC技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

　　PLC技術(shù)以其獨(dú)有的特點(diǎn)，在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域得到充分的應(yīng)用，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：一是靈活通用。PLC是通過存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線即可：二是可靠性高、抗干擾性強(qiáng)。PLC采用的是微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作是由于無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，因此不會(huì)出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的接線老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象。如洗衣機(jī)；三是編程簡(jiǎn)單、使用方便。用微機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，使用的是匯編語言，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。而PLC采用面向控制過程、面向問題的自然語言編程，容易掌握：四是接線簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)，體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。

3 PLC在移動(dòng)機(jī)器人上的應(yīng)用

　　采用PLC技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)源于繼電控制裝置，其初衷就是替代繼電器，并增強(qiáng)其相應(yīng)功能。所以，它的特長(zhǎng)就是處理邏輯量。使用它，能夠方便地對(duì)離散生產(chǎn)過程的順序進(jìn)行控制。下面就分別介紹這五大功能在移動(dòng)機(jī)器人上的應(yīng)用：

　　3.1順序控制(開關(guān)量控制)

　　它的目的就是，根據(jù)有關(guān)開關(guān)量的當(dāng)前與歷史的輸入狀況，產(chǎn)生所要求的開關(guān)量輸出，以使系統(tǒng)能按一定順序工作。學(xué)會(huì)用PLC去實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制就得學(xué)會(huì)編寫實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制的程序。而這個(gè)控制程序設(shè)計(jì)方法基本上有兩類：一是用邏輯處理方法，用組合或時(shí)序邏輯綜合，進(jìn)行輸入、輸出變換；另一是用工程方法設(shè)計(jì)，按不同要求輸出控制命令。工程設(shè)計(jì)可使用分散、集中或混合的算法實(shí)現(xiàn)控制：集中原則(發(fā)布命令原則)，其控制命令是由集中控制器發(fā)出。這集中控制器就是PLC程序產(chǎn)生的順序輸出的命令。因此可以用在采用步進(jìn)電機(jī)控制的移動(dòng)機(jī)器人上；分散原則(反饋控制原則)，其控制命令是由分散信號(hào)提供。如果把控制輸出比喻為發(fā)命令，分散控制發(fā)出命令的內(nèi)容及時(shí)刻，則是由分散動(dòng)作完成反饋信號(hào)決定。分散控制的優(yōu)點(diǎn)是，有反饋，若收不到反饋信號(hào)，后續(xù)的命令不會(huì)出現(xiàn)，可使所控制的系統(tǒng)能安全、可靠地工作。因此可以用在由伺服電機(jī)控制的移動(dòng)機(jī)器人上。

　　3.2 過程控制(模擬量控制)

　　一般講，過程控制要用到模擬量。模擬量一般是指連續(xù)變化的量，如電流、電壓、溫度、壓力等物理量。而這個(gè)模擬量要能被PLC處理，必須離散化、數(shù)字化。PLC處理后，還要鎖存并轉(zhuǎn)換為模擬輸出。為此，要配置A／D模塊，使模擬量離散化、數(shù)字化；及D／A模塊，使數(shù)字茸鎖存并模擬化。PLC進(jìn)行過程控制的目的是根據(jù)有關(guān)模擬量的輸入狀況，產(chǎn)生所要求的模擬量輸出，以使系統(tǒng)能要求T作。過程控制的類型很多。主要有兩類：閉環(huán)，開環(huán)：一是閉環(huán)控制。傳感器監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)量，并傳送給A／D模塊。后者使其離散化、數(shù)字化。PLC程序再參考要求值，對(duì)其進(jìn)行處理，進(jìn)而經(jīng)D／A模塊、執(zhí)行器作用到被控對(duì)象上。對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人主要是控制關(guān)節(jié)角度和電機(jī)的運(yùn)行速度。關(guān)節(jié)角度是模擬量，電機(jī)如采用伺服電機(jī)就必須采用閉環(huán)控制方式；二是開環(huán)控制；傳感器監(jiān)測(cè)擾動(dòng)量，PLC程序依擾動(dòng)量與調(diào)節(jié)量間的關(guān)系產(chǎn)生控制量，進(jìn)而再通過摸出模塊、執(zhí)行器作用到被控對(duì)象上。

　　3.3 運(yùn)動(dòng)控制(脈沖量控制)

　　主要指：對(duì)工作對(duì)象的位置、速度及加速度所作的控制?？梢允菃巫鴺?biāo)即控制對(duì)象作直線運(yùn)動(dòng)；也可是多坐標(biāo)的，控制對(duì)象的平面、立體，以至于角度變換等運(yùn)動(dòng)。有時(shí)，還|口，控制多個(gè)對(duì)象，而這些對(duì)象間的運(yùn)動(dòng)可能還要有協(xié)調(diào)。利用該特點(diǎn)PLC運(yùn)動(dòng)控制可用閉環(huán)，也可用開環(huán)。

　　3.4信息控制

　　信息控制也稱數(shù)據(jù)處理，是指數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、檢索、變換、傳輸及數(shù)表處理等。隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC不僅町用作系統(tǒng)的工作控制，還可用作系統(tǒng)的信息控制。在移動(dòng)機(jī)器人上，可以進(jìn)行對(duì)它的信息控制。對(duì)機(jī)器人的各種內(nèi)部參數(shù)(角度、速度、位移等)、外部參數(shù)(定位)進(jìn)行采集、處理、記錄。并在數(shù)據(jù)顯示屏上實(shí)時(shí)顯示。

　　3.5 遠(yuǎn)程控制

　　遠(yuǎn)程控制是指對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分的行為及其效果實(shí)施檢測(cè)與控制。PLC有多種通訊接口，有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)、通訊能力。并不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的模塊與結(jié)構(gòu)推出。所以，PLC遠(yuǎn)程控制是很方便的。PLC與智能傳感器、智能執(zhí)行裝置(如變頻器)，也可聯(lián)成設(shè)備網(wǎng)。也可通訊，交換數(shù)據(jù)，相互操作。可聯(lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)范圍面可大到幾十、幾百公里或更大。同時(shí)，還可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行PLC編程、監(jiān)控及管理。移動(dòng)機(jī)器人正好利用其特點(diǎn)，可以將該技術(shù)用在家庭移動(dòng)機(jī)器人、深海探測(cè)機(jī)器人、太空探測(cè)機(jī)器人等。

4 結(jié)束語

　　總之，PLC技術(shù)具有可靠性高、抗干擾性、強(qiáng)編程簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，其控制功能在移動(dòng)機(jī)器人上得到充分的應(yīng)用。隨著移動(dòng)機(jī)器人的廣泛推廣，PLC技術(shù)也將更大的發(fā)揮作用。