ＰＬＣ技术在移动机器人中的应用研究
◆王红星
（南昌工程学院机械与电气工程系）
【摘要】可编程逻辑控制器，简称为ＰＬ½（Ｐ½½½½½½½½½½½
½½½½½
Ｃ½½½½½½－量。而这个模拟鼍要½被ＰＬＣ处理，必须离散化、数字化。ＰＬＣ处
½½½），是以计算机技术为基础的新型工业控制装½。移动机器人是理后，还要锁存并½换为模拟输出。为此，要配½Ａ／Ｄ模块，½模
包括计算机、自动化、机电一½化、通信、材料等多学科综合的一个拟量离散化、数字化；及Ｄ／Ａ模块，½数字量锁存并模拟化。
平台。最早ＰＬＣ主要是应用在工业机器人上，用于½½焊接、喷涂ＰＬＣ进行过程控制的目的是根据有关模拟量的输入状况，产
等。随着智½移动机器人包括像家庭服务机器人、深海和太空探测
机器人等的广泛推广，ＰＬＣ技术也发挥了巨大的½用。原因在于
ＰＬＣ在移动机器人的运动控制方面具有运行简单、性价比高等诸多
优点。
【关键词】ＰＬＣ
移动机器人运动控制
生所要求的模拟量输出，以½系统½要求工½。
过程控制的类型很多。主要有两类：闭环，开环。
闭环控制：传感器监测调节量，并传送给Ａ／Ｄ模块。后者½
其离散化、数字化。ＰＬＣ程序再参考要求值，对其进行处理，进而
经Ｄ／Ａ模块、执行器½用到被控对象上。对于移动机器人主要是
控制关节角度和电机的运行速度。关节角度是模拟量。电机如采
用伺服电机就必须采用闭环控制方式。
开环控制：传感器监测扰动量，ＰＬＣ程序依扰动量与调节量间
的关系产生控制量，进而再通过摸出模块、执行器½用到被控对象
上。其目的是在干扰量½用于系统的同时，这个控制量也½用于
该系统，以克服干扰对系统的不利½响。在移动机器人上一般也
可以采用开环控制，此时电机基本采用步进电机。
在生产中，有时要求若干变量间保持一定的比例关系，比如两
个电机对机器人本½的½角控制。比值控制有开环、闭环及多变
量比值等。
过程控制用中还有均匀控制。目的是保证左右两½的速度得
以平衡，以达到直线运动的目的。
３．运动控制（脉冲量控制）。主要指：对工½对象的½½、速度
及加速度所½的控制。可以是单坐标即控制对象½直线运动；也
可是多坐标的，控制对象的平面、立½，以至于角度变换等运动。
有时，还可控制多个对象，而这些对象间的运动可½还要有协调。
利用该特点ＰＬＣ运动控制可用闭环，也可用开环。因此可以
采用ＰＬＣ技术的移动机器人的结构框图
二、ＰＬＣ在移动机器人上的应用
ＰＬＣ源于继电控制装½，其初衷就是替代继电器，并增强其相
应功½。所以，它的特长就是处理逻辑量。½用它，½够方便地对
离散生产过程的顺序进行控制。
下面就分别介绍这五大功½在移动机器人上的应用：
１．顺序控制（开关量控制）。它的目的就是，根据有关开关量
的½前与历史的输入状况，产生所要求的开关量输出，以½系统½
按一定顺序工½。
学会用ＰＬＣ去实现这个控制就得学会编写实现这个控制的程
序。而这个控制程序设计方法基本上有两类：一是用逻辑处理方
法，用组合或时序逻辑综合，进行输入、输出变换；另一是用工程方
法设计，按不同要求输出控制½令。
工程设计可½用分散、集中或混合的算法实现控制。
集中原则（发布½令原则）：其控制½令是由集中控制器发出。
这集中控制器就是ＰＬＣ程序产生的顺序输出的½令。因此可以用
在采用步进电机控制的移动机器人上。
分散原则（反馈控制原则）：其控制½令是由分散信号提供。
如果把控制输出比喻为发½令，分散控制发出½令的内容及时刻，
则是由分散动½完成反馈信号决定。
分散控制的优点是，有反馈，若收不到反馈信号，后续的½令
不会出现，可½所控制的系统½安全、可靠地工½。因此可以用在
由伺服电机控制的移动机器人上。
２．过程控制（模拟量控制）。一般讲，过程控制要用到模拟量。
模拟量一般是指连续变化的量，如电流、电压、温度、压力等物理
在机器人进行开环（步进电机）、闭环（伺服电机）的运动控制。
４．信息控制。也称数据处理，是指数据采集、存储、检索、变
换、传输及数表处理等。
随着技术的发展，ＰＬＣ不仅可用½系统的工½控制，还可用½
系统的信息控制。
在移动机器人上，可以进行对它的信息控制。对机器人的各
种内部参数（角度、速度、½移等）、外部参数（定½）进行采集、处
理、记½。并在数据显示屏上实时显示。同时，½计算机与其通讯
时，还可将其传送给计算机，再由计算机½进一步处理、存储、报表
打印及显示。
５．远程控制。是指对系统的远程部分的行为及其效果实½检
测与控制。ＰＬＣ有多种通讯接口，有很强的联½、通讯½力，并不
断有新的联½的模块与结构推出。所以，ＰＬＣ远程控制是很方
便的。
ＰＬＣ与智½传感器、智½执行装½（如变频器），也可联成设备
½。也可通讯，交换数据，相互操½。可联接成远程控制系统，系
统范围面可大到几十、几百公里或更大。这种远程控制，既提高了
控制½力，又简化了硬件接线及维护。
ＰＬＣ可与计算机通讯，加进信息½。利用计算机具有强大的
信息处理及信息显示功½，可实现计算机对控制系统的监控与数
据采集ＳＣＡＤＡ（Ｓ½½½½½½½½½½
Ｃ½½½½½½ ½½½ Ｄ½½½
一、ＰＬＣ的主要优点
１．灵活通用。ＰＬＣ是通过存储在存储器中的程序实现控制功
½的，如果控制功½需要改变的话，只需要修改程序以及改动极少
量的接线即可。
２．可靠性高、抗干扰性强。ＰＬＣ采用的是微电子技术，大量的
开关动½是由于无触点的半导½电路来完成。因此不会出现继电
器控制系统中的接线老化、脱焊、触点电弧等现象。如洗衣机。
３．编程简单、½用方便。用微机实现控制，½用的是汇编语
言，难于掌握，要求½用者具有一定水平的计算机硬件和½件知
识。而ＰＬＣ采用面向控制过程、面向问题的自然语言编程，容易
掌握。
。
４．接线简单，功½强，½积小、重量½、易于实现机电一½化。
Ａ½½½½½½½½½½）½同时，还
可用计算机进行ＰＬＣ编程、监控及管理。移动机器人正½利用其
特点，可以将该技术用在家庭移动机器人、深海探测机器人、太空
探测机器人等。
总之，ＰＬＣ的五大控制功½在移动机器人上得到充分的应用。
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万方数据
PLC技术在移动机器人中的应用研究
½者：
½者单½：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：
王红星
南昌工程学院机械与电气工程系
商情
SHANGQING
2010(17)
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