侯勝琦 郭銳* 沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

1 機(jī)器人的產(chǎn)生與發(fā)展

機(jī)器人的誕生和機(jī)器人學(xué)的建立及發(fā)展，是20世紀(jì)自動(dòng)控制領(lǐng)域最具說(shuō)服力的成就，是20世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重大成果。現(xiàn)在全世界已經(jīng)有100萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人，銷售額每年增加20%及以上。機(jī)器人技術(shù)和工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)交叉和綜合的體現(xiàn)，先進(jìn)機(jī)器人的發(fā)展代表著國(guó)家綜合科技實(shí)力和水平，因此目前許多國(guó)家都已經(jīng)把機(jī)器人技術(shù)列入本國(guó)21世紀(jì)高科技發(fā)展計(jì)劃隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人已從傳統(tǒng)的制造業(yè)進(jìn)入人類的工作和生活領(lǐng)域，另外，隨著需求范圍的擴(kuò)大，機(jī)器人結(jié)構(gòu)和形態(tài)的發(fā)展呈現(xiàn)多樣化。高端系統(tǒng)具有明顯的仿生和智能特征，其性能不斷提高，功能不斷擴(kuò)展和完善；各種機(jī)器人系統(tǒng)便逐步向具有更高智能和更密切與人類社會(huì)融洽的方向發(fā)展。

1.1 全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽

全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽（Robocon）是“亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽”的國(guó)內(nèi)選拔賽，該項(xiàng)賽事是亞洲廣播聯(lián)合會(huì)（ABU）在2002年發(fā)起的一個(gè)大學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)意和制作比賽。比賽每年發(fā)布一個(gè)新規(guī)則，需要參賽者綜合運(yùn)用機(jī)械，電子，控制等技術(shù)手段完成規(guī)則設(shè)置的任務(wù)。

作為高技術(shù)門檻的機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)，自2002年來(lái)，全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽已經(jīng)成功舉辦了15屆，國(guó)內(nèi)先后有百余所院校踴躍參加。中國(guó)代表隊(duì)在ABU年度總決賽中獲5次亞太冠軍。

1.2 智能遙控小車的設(shè)計(jì)

智能遙控車地目的主要突出在智能與遙控上，遙控意思明顯就是通過(guò)某種控制手段使得小車能夠?qū)崿F(xiàn)由控制者控制前進(jìn)后退等操作；智能可以體現(xiàn)為功能上的智能化。本作的目的是實(shí)現(xiàn)控制小車移動(dòng)時(shí)對(duì)前方所存在的威脅進(jìn)行報(bào)警提醒。

程序流程圖

小車實(shí)物圖

2 機(jī)器人的控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由機(jī)器人系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成，采用CCLink分散型I/O控制方案。PLC完成機(jī)器人的用戶程序控制和現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)采集。PLC對(duì)機(jī)器人的控制屬于自動(dòng)控制，通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)不同條件時(shí)對(duì)機(jī)器人不同用戶程序的調(diào)用與控制，實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)機(jī)器人完成不同工作的柔性化控制。同時(shí)機(jī)器人程序運(yùn)行過(guò)程中，PLC對(duì)機(jī)器人的特定段進(jìn)行分段控制，對(duì)進(jìn)入特定運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行信號(hào)互鎖與禁止保護(hù)，同時(shí)PLC處理采集機(jī)器人和外圍設(shè)備信號(hào)反映到人機(jī)交互界面，供現(xiàn)場(chǎng)操作人員判斷機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)和故障處理

3 PLC的發(fā)展

在PLC出現(xiàn)之前，機(jī)械控制及工業(yè)生產(chǎn)控制是用工業(yè)繼電器實(shí)現(xiàn)的，在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中，可能要使用成百上千個(gè)各式各樣的繼電器，接線，安裝的工作量很大。隨著微處理技術(shù)的發(fā)展，PLC也得到了迅速發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善，它不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，是其功能更加完備。目前，為了適應(yīng)大中小型企業(yè)的不同需求，進(jìn)一步擴(kuò)大了PLC在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，PLC正在朝著兩個(gè)方向發(fā)展：其一是小型PLC向體積縮小，功能增強(qiáng)，速度加快，價(jià)格低廉的方向發(fā)展，使之能更加廣泛地取代電氣控制，其二是大中型PLC向大容量，高可靠性，多功能，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，使之能對(duì)大規(guī)模，復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制。

6 總結(jié)

上文對(duì)于基于機(jī)器人控制系統(tǒng)以及PLC做了簡(jiǎn)單的介紹，隨著機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)在控制中做到了很大的應(yīng)用，今后實(shí)際工作中也要非常重視這一領(lǐng)域。