【正文】 位碰 SQ4，托盤(pán)停止下降，工件取出，延遲 5s 后自動(dòng)進(jìn)入下一循環(huán)。在當(dāng)今的社會(huì)，自動(dòng)焊錫機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)涉及到了我們生活的方方面面，也為我們的正常生活帶來(lái)了不可或缺的方便，所以，加快研究更加先進(jìn)的自動(dòng)焊錫機(jī)使我們的責(zé)任。由于輸出映像寄存器的值可以作為程序執(zhí)行的條件，所以程序的下一個(gè)掃描周期的集中輸出結(jié)果是與編程順序有關(guān)的，即最后一次的修改決定了下一個(gè)周期的輸出值，這是編程人員要注意的問(wèn)題 [ 9]。 在讀輸入階段， CPU 對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過(guò)輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入輸入映像寄存器中。 。 WDT 的定時(shí)可由用戶(hù)修改，一般在 100～ 200ms之間。 PLC 可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。加上其是專(zhuān)為工業(yè)控制所設(shè)計(jì)，所以具有極好的抗干擾性能 。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， PLC 軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時(shí)推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展。根據(jù)輸入設(shè)備的狀態(tài)和其他條件，可編程控制器將其程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。 另一方面要提高焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平，如焊機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制、數(shù)字控制； 研制從準(zhǔn)備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過(guò)程自動(dòng)化的專(zhuān)用焊機(jī)；在自動(dòng)焊接生產(chǎn)線上，推廣、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機(jī)械手和焊接機(jī)器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件。高度可靠的金屬防靜電模式設(shè)計(jì)，焊接敏感組件更安全。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 概論 課題背景 焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的工件）連接成一個(gè)整體的操作方法。 所以在這里提出了基 于 PLC的自動(dòng)焊錫機(jī)的課題研究。為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以 PLC 為核心控制器的自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)，用來(lái)取代以往的較復(fù)雜的繼電器 —接觸器控制。其次，基于PLC 的控制設(shè)計(jì)，在操作上更簡(jiǎn)單，更具人性化，效率高，在實(shí)際生產(chǎn)上也具有相當(dāng)大的意義，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也使生產(chǎn)變的簡(jiǎn)單化，高效化。 過(guò)去的焊接技術(shù)長(zhǎng)期停留在人工手動(dòng)的焊錫機(jī)上，使用的熱源溫度低、能量不集中，無(wú)法用于大截面、長(zhǎng)焊縫工件的焊接。自動(dòng)焊錫機(jī)一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶(hù)的青睞。它的內(nèi)部存儲(chǔ)器可以執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。但不久，西 德的西門(mén)子 (SIEMENS)公司、 BBC 公司就開(kāi)始研制 PLC，當(dāng)時(shí)主要是用于軋鋼機(jī)、升降設(shè)備等大型設(shè)備上。據(jù)國(guó)外資料介紹 :1982 年美國(guó) PLC 用戶(hù)中，有 48%來(lái)自自動(dòng)程序操作部門(mén)(如汽車(chē)、拖拉機(jī)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等 )、 13%來(lái)自石油化工業(yè)、 9%來(lái)自食品飲料業(yè)、 7%來(lái)自冶金工業(yè)、其余部分來(lái)自造紙、采礦、污水處理等部門(mén) ?“。典型的 PLC 在一個(gè)周期中可完成 以下 4 個(gè)掃描過(guò)程 [ 5]。 一般小型系統(tǒng)沒(méi)有這一掃描過(guò)程，配有網(wǎng)絡(luò)的 PLC 系統(tǒng)才有通信掃描過(guò)程，這一過(guò)程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備之間的通信。 CPU 在處理用戶(hù)程序時(shí)，使用的輸入值不是直接從輸入點(diǎn)讀取的運(yùn)算的結(jié)果也不直接送到實(shí)際輸出點(diǎn)，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個(gè)映像寄存器：一個(gè)為輸入映像寄存器，另一個(gè)為輸出映像寄存器。 由上述分析得出循環(huán)掃描有如下特點(diǎn)： (1)掃描過(guò)程周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、寫(xiě)輸出和用戶(hù)程序是否執(zhí)行是可控的。 自動(dòng) 焊錫機(jī) 的 發(fā)展方向 全自動(dòng)焊錫機(jī) ，顧名思義是一種焊錫焊接設(shè)備，所以除了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)功能外，其主要還是要完成焊錫作業(yè)。此外，焊錫機(jī)器人能夠有更高的生產(chǎn)效率 ，提供多種編程指令，采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的烙鐵頭，配合精密的控制系統(tǒng)，使烙鐵的加溫曲線更加平滑，焊接質(zhì)量更為穩(wěn)定。整個(gè)控制系統(tǒng)是由 PLC 中心控制操作的，在機(jī)械手和焊盤(pán)工作時(shí)主要是上升下降左行右行，他們之間的關(guān)系表示如圖 21 所示 。 PLC 的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類(lèi)應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需控制的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)。該系統(tǒng)有 11 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) 6 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，需內(nèi)存 280B，有定時(shí)器 6 個(gè)，計(jì)時(shí)器 2 個(gè)，需內(nèi)存 16B，考慮余量后 需要內(nèi)存 370B。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 22 自動(dòng)焊錫機(jī)輸入 /輸出 地址分配表 輸入地址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 輸出地址 對(duì)應(yīng)的作用 啟動(dòng)按鈕 SB1 機(jī)械手上升 Y0 機(jī)械手上升限位開(kāi)關(guān) SQ7 機(jī)械手左行 Y2 機(jī)械手左行限位開(kāi)關(guān) SQ5 機(jī)械手下降 Y1 機(jī)械手下降限位開(kāi)關(guān) SQ8 機(jī)械手右行 Y3 機(jī)械手右行限位開(kāi)關(guān) SQ6 焊盤(pán)上升 Y4 焊盤(pán)上升限行開(kāi)關(guān) SQ3 焊盤(pán)右行 Y7 焊盤(pán)右行限位開(kāi)關(guān) SQ2 焊盤(pán)下降 Y5 焊盤(pán)下降限位開(kāi)關(guān) SQ4 焊盤(pán)左行 Y6 焊盤(pán)左行限 位開(kāi)關(guān) SQ1 工件焊接 停止按鈕 SB2 外部接線圖 根據(jù)全自動(dòng)焊錫機(jī) 的控制要求，對(duì)系統(tǒng)控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和PLC 型號(hào)進(jìn)行了選擇。 自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng) PLC 控制狀態(tài)流程如 圖 31 所示 。 梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。方框所代表的功能有很多種，例如：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)運(yùn)算等。有些 PLC，在含有跳轉(zhuǎn)指令或步進(jìn)指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。其編寫(xiě)好的程序可通過(guò)專(zhuān)用編程線纜下載的 PLC 中運(yùn)行。 在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫(xiě)程序（如使用BASIC , C , FORTRAN 等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。人機(jī)界面生成 軟件就叫 工控組態(tài)軟件 。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi)置 編譯系統(tǒng) ，提供類(lèi) BASIC 語(yǔ)言 ，有的甚至支持 VB。 圖 42 組態(tài)數(shù)據(jù)詞典建立圖 如 圖 42，在組態(tài)的建立中，我們先把那些需要用到的數(shù)據(jù)量建立存庫(kù)，有些是 I/O 離散型，有些內(nèi)部整形，根據(jù)不同的作用建立，這里我們用到了 SB SB SQ SQ SQ SQ SQ SQ SQ SQ8 和 Y0、Y Y Y Y Y Y Y7，前面幾個(gè)是系統(tǒng)啟動(dòng)停止限位開(kāi)關(guān)，屬于離散型變量，所以設(shè)為 I/O 離散，后面幾個(gè)是系統(tǒng)的輸出變量，主要是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，也設(shè)為 I/O 離散型，為了便于在組態(tài)中更加直觀的顯示整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)操作，我們?cè)谄渲屑尤肓艘恍﹥?nèi)部整形變量，包括“機(jī)械手上下 ”控制除渣機(jī)械手砥柱的上下移動(dòng)，“機(jī)械手左右”控制除渣機(jī)械手的左右移動(dòng)，“機(jī)械手上下 1”控制除渣機(jī)械手的上下移動(dòng)，“焊盤(pán)上下”控制焊盤(pán)砥柱的上下移動(dòng)，“焊盤(pán)左右”控制焊盤(pán)左右移動(dòng)，“焊盤(pán)上下 1”控制焊盤(pán)上下移動(dòng)。開(kāi)關(guān)包括啟動(dòng)、停止、除渣機(jī)械手焊盤(pán)機(jī)械手的上下左右位限。在這里我們要重點(diǎn)提出，里面有兩個(gè)有上下左右移動(dòng)動(dòng)作的畫(huà)面，所以要用到里面的“水平移洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 動(dòng)”“垂直移動(dòng)”兩個(gè)控制變量。\\本站點(diǎn) \Y0==1) { \\本站點(diǎn) \機(jī)械手上下 =\\本站點(diǎn) \機(jī)械手上下 +10。amp。amp。} if(\\本站點(diǎn) \SB2==0amp。amp。} if(\\本站點(diǎn) \SB2==1) {\\本站點(diǎn) \SB1=0。組態(tài)完成后和 PLC 進(jìn)行通信連接， PLC 運(yùn)行，就可以在這個(gè)界面操作控制系統(tǒng)了，在這里的限位按鈕開(kāi)關(guān)為“讀寫(xiě)”屬性，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的控制。按下右行限位開(kāi)關(guān) ， 掉電，輸出 結(jié)束，機(jī)械手停止右行。 接下來(lái)，在程序編輯功能區(qū)域中寫(xiě)下設(shè)計(jì)的 PLC 語(yǔ)言程序，檢查失誤有錯(cuò)誤，沒(méi)有錯(cuò)誤進(jìn)行“全部編譯”，在軟件的最下面出現(xiàn)本次編譯的結(jié)果報(bào)錯(cuò)，沒(méi)有錯(cuò)誤后繼續(xù)進(jìn)行下一步。 國(guó)外也有很多的國(guó)家科研工作者在從事這個(gè)方面的研究，我們可以很好的向他們學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。 在此，我也感謝那些和我一起做設(shè)計(jì)的同學(xué)們，使我們的互相幫助才能使我的論文能順利完成，尤其是李亮亮李雙建同學(xué)，在 PLC 的設(shè)計(jì)上有很多的新軟件我以前沒(méi)有用過(guò)，使他們幫助我從零開(kāi)始，一點(diǎn)一點(diǎn)的學(xué)習(xí)軟件的使用。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握 PLC 的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 結(jié) 論 通過(guò)本次課題的設(shè)計(jì)，讓我們學(xué)習(xí)到很多東西，了解到很多現(xiàn)實(shí)的東西。按下 ，表示焊盤(pán)機(jī)械手左行碰到限位，焊盤(pán)停止左行。然后把 PLC 停止在“ STOP”狀態(tài)，把寫(xiě)好的遠(yuǎn)程系下載進(jìn)去，上電復(fù)位，進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)詞典設(shè)計(jì)完成，圖像組件連接之后，就要進(jìn)行 PLC 和組態(tài)的通信了，系統(tǒng)的運(yùn)行圖如圖 46 所示。amp。\\本站點(diǎn) \Y7==1) { \\本站點(diǎn) \焊 盤(pán)左右 =\\本站點(diǎn) \焊盤(pán)左右 +10。\\本站點(diǎn) \SB1==1amp。 \\本站點(diǎn) \機(jī)械 手上下 =\\本站點(diǎn) \機(jī)械手上下 10。\\本站點(diǎn) \SB1==1amp。如：外部的除渣機(jī)械手上升動(dòng)作，此時(shí)與這個(gè)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的是變量 Y0，經(jīng)程序執(zhí)行后， Y0 的端口 就被置到 1 位置，根據(jù)內(nèi)部語(yǔ)言 if(\\本站點(diǎn) \SB2==0amp。 圖 44 動(dòng)畫(huà)組態(tài) 在這個(gè)界面中進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)，根據(jù)控制的操作動(dòng)畫(huà)與要求來(lái)作圖，畫(huà)出所有需要的畫(huà)面，然后進(jìn)行一一組態(tài)，把每個(gè)需要的變量和輸入輸出聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到 PLC 控制的最基本條件。 畫(huà)面創(chuàng)建 組態(tài)畫(huà)面的建立窗口如圖 43 所示。地址選擇的是 2，新建組態(tài)如圖 41 所示。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在 實(shí)時(shí)監(jiān)控 的。 組態(tài)用途： 組態(tài)軟件是有專(zhuān)業(yè)性的。 S M 0 . 1I 1 . 1M 0 . 0 M 0 . 2M 0 . 1 M 0 . 3M 0 . 2 M 0 . 4M 0 . 3 M 0 . 5M 0 . 4 M 0 . 6M 0 . 5 M 0 . 7( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )M 1 . 4M 0 . 0I 0 . 0M 0 . 1I 0 . 1T 3 8 M 0 . 1M 0 . 2I 0 . 2M 0 . 3I 0 . 3M 0 . 4I 0 . 4M 0 . 5I 0 . 5M 0 . 6M 0 . 0M 0 . 1M 0 . 2M 0 . 3M 0 . 4M 0 . 5M 0 . 6Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 5 圖 32 梯形圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 M 0 . 7M 1 . 0M 1 . 1Q 0 . 4M 1 . 2M 1 . 3I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0M 0 . 6 M 1 . 0M 0 . 7M 0 . 7 M 1 . 1M 1 . 0Q 1 . 0T 3 7 M 1 . 2M 1 . 1M 0 . 5M 1 . 0T 3 7I 0 . 5 M 1 . 1 M 1 . 3Q 0 . 7I 1 . 0 M 1 . 2 M 1 . 4M 1 . 3( )( )( )( )( )( )( )I NP T 1 0 0 m sT O N+ 3 0( ) 圖 33 梯形圖 ( )( )M 0 . 7M 1 . 3I 0 . 7M 1 . 3M 0 . 0M 1 . 4M 1 . 4I NP T+ 5 0T O N1 0 0 m sT 3 8Q 0 . 6 圖 34 系統(tǒng)梯形圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 系統(tǒng)指令語(yǔ)句表 根據(jù)自動(dòng)焊錫機(jī)控制要求和系統(tǒng)程序梯形圖得出指令表如下： LD A T38 O O AN = LD A O AN AN = = LD A O AN = = LD A O AN = = LD A O AN = = LD A O AN = LD A O AN = = LD A O AN = LD A O AN = 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 = TON T37, +30 LD A T37 O AN = LD O =