【文章內(nèi)容簡介】 02 2 0 V A C 電 源1 . 02 MML +1 LN。.自 動(dòng) 啟 動(dòng) 開 關(guān)下 限 位 開 關(guān)上 限 位 開 關(guān)右 限 位 開 關(guān)左 限 位 開 關(guān)工 件 檢 測 開 關(guān)手 動(dòng) / 自 動(dòng) 選 擇 開 關(guān)自 動(dòng) 方 式 下 步進(jìn) / 單 周 期 / 連續(xù) 選 擇 開 關(guān)自 動(dòng) 停 止 開 關(guān)手 動(dòng) 右 移 操 作手 動(dòng) 上 升 操 作手 動(dòng) 下 降 操 作手 動(dòng) 左 移 操 作手 動(dòng) 夾 緊 操 作手 動(dòng) 放 松 操 作電 磁 閥 下 降 線 圈電 磁 閥 上 升 線 圈加 緊 電 磁 閥 線 圈電 磁 閥 右 移 線 圈電 磁 閥 左 移 線 圈機(jī) 械 手 原 點(diǎn) 指 示2 . 1急 停 按 鈕L 12 L.2 2 0 V A C 電 源F u 1F u 2 圖 31 控制系統(tǒng)輸入 /輸出電氣原理圖 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 10 4 機(jī)械手控制系統(tǒng)的 PLC控制的 軟件 設(shè)計(jì) PLC 程序設(shè)計(jì)思想 根據(jù)控制過程要求的復(fù)雜程度不同，可將 程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序。 基本程序：既可以作為獨(dú)立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合中的單元程序。依據(jù)計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)思想，基本程序的機(jī)構(gòu)方式只有三種，即順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)機(jī)構(gòu)。 模塊化程序：把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分 成多個(gè)具有明確控制任務(wù)的程序模塊，分別 對(duì)其 編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種設(shè)計(jì)方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)時(shí)常采用這種設(shè)計(jì)思想，因?yàn)楦髂K具有相對(duì)獨(dú)立性，相互連接關(guān)系簡單，程序易于調(diào)試修改，特別是用于復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過程。 根據(jù) 第二章機(jī)械手控制系統(tǒng)的 分析可知， 在每一種工作方式下 機(jī)械手的動(dòng)作是按照 原點(diǎn) → 下降 → 夾緊 → 上升 → 右移 → 下降 → 放松 → 上升 → 左移 → 原點(diǎn)這一過程 來完成的 ，系統(tǒng)通過相應(yīng)的限位開關(guān)來判斷是否完成相應(yīng)的動(dòng)作，完全是按照動(dòng)作先后順序來控制機(jī)械手 。 因此，每種工作方式下機(jī)械手的動(dòng) 作選用順序機(jī)構(gòu)控制。將各個(gè)工作方式下的控制動(dòng)作 模塊組合在一塊就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制功能。 由此可知， 該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用 了 基本程序中的順序結(jié)構(gòu) 和模塊化程序來編寫系統(tǒng)軟件。這樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)能較簡便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制要求。 系統(tǒng)的程序流程圖 系統(tǒng)流程圖是 PLC 程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。只有設(shè)計(jì)出系統(tǒng)流程圖，才可能順利而便捷地寫出梯形圖或?qū)懗稣Z句表，最終完成程序的設(shè)計(jì)。所以 繪制 出系統(tǒng)流程圖是非常關(guān)鍵也是程序設(shè)計(jì)首先要做的任務(wù)。 根據(jù)機(jī)械手順序動(dòng)作的過程， 設(shè)計(jì)出機(jī)械手動(dòng)作的流程圖，如圖 41 所示。 軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)要 求將系統(tǒng)流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是 PLC 應(yīng)PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 11 用最關(guān)鍵的問題。程序的編寫是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)，簡單合理的程序能使系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行，而且便于系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。 一個(gè)良好的軟件設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)者控制程序的深刻理解和把握，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者豐富的軟件設(shè)計(jì)技巧和方法。 在 控 制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì) 更 方便 工程技術(shù)人員理解 、 掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù)。 開 始下 降 到 位 ？機(jī) 械 手 下 降夾 緊 工 件機(jī) 械 手 上 升機(jī) 械 手 右 移機(jī) 械 手 下 降右 工 作 臺(tái) 工 件 檢 測松 開 工 件機(jī) 械 手 上 升機(jī) 械 手 停 在 原 點(diǎn)機(jī) 械 手 左 移工 件 夾 緊 ？上 升 到 位 ？右 位 有 工 件 ？下 降 到 位 ？右 移 到 位 ？循 環(huán) 操 作 ？左 移 到 位 ？工 件 松 開 ？上 升 到 位 ？結(jié) 束NYNNNNNNNNNYYYYYYYYY 圖 41 機(jī)械手動(dòng)作的流程圖 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 12 機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計(jì) (1) 機(jī)械手控制系統(tǒng)主程序 機(jī)械手控制系統(tǒng) 主程序主要有 4 個(gè)子程序組成，即自動(dòng)方式步進(jìn)控制子程序、自動(dòng)方式單周期控制子程序、自動(dòng)方式連續(xù)控制子程序、手動(dòng)控制子程序。如圖 42 所示。 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械手自動(dòng) /手動(dòng)方式的切換，本課題中設(shè)置了一個(gè) ，不 對(duì)其動(dòng)作時(shí)為手動(dòng)操作，按下時(shí)為自動(dòng)操作。 手動(dòng)操作的控制見 (5)手動(dòng)操作控制子程序的分析。自動(dòng)方式下操作是通過按鈕 、 、 分別選擇步進(jìn)控制、單周期控制、連續(xù)控制。在主程序中還分別設(shè)計(jì)了上升、下降、夾緊、左移、右移的線圈，它們分別由子程序中相應(yīng)動(dòng)作的中間繼電器來控制。只要這些繼電器中一個(gè)有信 號(hào)都能使相應(yīng)的線圈帶電，進(jìn)而使機(jī)械手執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。例如，控制機(jī)械手下降操作的中間繼電器有 、 、 、 、 、 、 只要其中一個(gè)有輸入信號(hào)，都會(huì)使控制下降操作 的 線圈 帶 電 ，使得對(duì)應(yīng)的電機(jī)推動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng) ，最終 完成機(jī)械手的下降動(dòng)作。 另外， 為了保證在緊急情況下 能及時(shí)停車，在主程序各個(gè)控制動(dòng)作的線圈處設(shè)置了一個(gè)急停按鈕 ，此按鈕為手動(dòng)復(fù)位常閉按鈕。當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況時(shí)，按下急停按鈕，切斷了各個(gè)動(dòng)作的控制線圈回路，而此時(shí) PLC 仍能正常工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的可靠控制。當(dāng)緊 急情況解除后，再按一下急停按鈕復(fù)位，線圈又通電，系統(tǒng)恢復(fù)正常。 (2) 自動(dòng)方式下步進(jìn)控制子程序 當(dāng)選擇開關(guān)撥到步進(jìn)控制位置時(shí)，進(jìn)入步進(jìn)控制子程序，完成機(jī)械手一步一步地動(dòng)作。輸入端 為每一步的啟動(dòng)，由啟動(dòng)操作按鈕來完成， 為每一步的停止，由停止按鈕來完成。例如 按下 ， 置位上電，會(huì)使主程序中的線圈 帶電進(jìn)而使控制機(jī)械手下降操作的電機(jī)工作完成下降動(dòng)作；按下 時(shí)會(huì)使 復(fù)位失電，機(jī)械手停止下降。然后進(jìn)入夾緊動(dòng)作的操作，其分析同下降操作。程序完全是按照原點(diǎn) → 下降 → 夾緊 → 上升 → 右移 → 下降 → 放松 → 上升→ 左移 → 原點(diǎn)這一過程來編寫。 自動(dòng)方式下步進(jìn) 控制子程序如圖 43 所示。 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 13 ( )( S )1S B R 0E NS B R 1E NS B R 2E NS B R 3E N( )( )( )( )( )( R )1( R )5 0( R )5 0M 0 . 0S M 0 . 1I 0 . 7I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 2Q O . 5M 5 . 0M 5 . 0I 0 . 0I 0 . 6S 0 . 0Q 0 . 0M 2 . 0M 1 . 1M 3 . 4M 1 . 0M 3 . 0M 2 . 4M 4 . 0M 4 . 4I 0 . 7I 0 . 7I 0 . 7M 2 . 2M 2 . 5M 3 . 2M 3 . 5M 4 . 2Q 0 . 1M 4 . 5M 1 . 3 Q 0 . 4M 2 . 6M 4 . 6M 3 . 6M 4 . 3M 2 . 3M 1 . 2M 3 . 3M 1 . 4M 2 . 1M 3 . 1M 4 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3手 動(dòng) 操 作 控 制 子 程 序自 動(dòng) 操 作 步 進(jìn) 控 制 子 程 序自 動(dòng) 操 作 單 周 期 控 制 子 程 序自 動(dòng) 操 作 連 續(xù) 控 制 子 程 序原 點(diǎn) 指 示下 降 控 制自 動(dòng) 方 式 下 啟 動(dòng)自 動(dòng) 方 式 下 停 止上 升 控 制夾 緊 控 制左 移 控 制右 移 控 制I 2 . 1I 2 . 1I 2 . 1I 2 . 1I 2 . 1 圖 42 機(jī)械手控制系統(tǒng)主程序 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 14 ( S C R T )( S C R E )( R )1( S )1S C RS C RS C RS C R( S C R T )( S C R T )( S C R T )( S C R E )( S C R E )( S C R E )( S C R E )( S )1( S )1( S )1( R )1( R )1I NT O NP T( S )1Q 0 . 5S 0 . 0I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 1M 2 . 0M 2 . 0S 0 . 1I 0 . 0 M 2 . 1M 2 . 1T 3 7T 3 71 5S 0 . 1S 0 . 2S 0 . 0I 0 . 0S 0 . 2I 0 . 2I 0 . 2M 2 . 2S 0 . 3S 0 . 3I 0 . 3M 2 . 2I 0 . 0I 0 . 3S M 0 . 0M 2 . 3M 2 . 3S 0 . 4S C RS C RI NT O NP TI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 1M 2 . 4M 2 . 4M 2 . 1I 0 . 0S 0 . 5I 0 . 0T 3 81 5S 0 . 5M 2 . 5S C RM 2 . 6S 0 . 6I 0 . 2I 0 . 2M 2 . 5M 2 . 6I 0 . 4S 0 . 6I 0 . 0I 0 . 4S 0 . 7I 0 . 5S 0 . 4( S )1( R )1( R )1( S C R T )( S C R E )( S )1( R )1( S C R T )( S C R E )( S )1( R )1( S C R T )( R E T )下 降夾 緊上 升右 移下 降放 松上 升左 移 圖 43 自動(dòng)方式下步進(jìn)控制子程序 (3) 自動(dòng)方式下單周期控制子程序 當(dāng)選擇開關(guān)撥到單周期控制位置時(shí)，進(jìn)入單周期控制子程序，完成機(jī)械手一PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 15 個(gè)周期地連續(xù)動(dòng)作。輸入端 為單周期的啟動(dòng)，每接通一次 ，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期地連續(xù)操作，再回到原點(diǎn)后自動(dòng)停止。 各種動(dòng)作的執(zhí)行 是通過內(nèi)部繼電器在主程序中完成。當(dāng)需要停止操作時(shí)，按 能結(jié)束操作。 控制子程序如圖 44 所示。 ( S C R T )( S C R E )( R )1( S )1S C RS C RS C RS C R( S C R T )( S C R T )( S C R T )( S C R E )( S C R E )( S C R E )( S C R E )( S )1( S )1( S )1( R )1( R )1I NT O NP T( S )1Q 0 . 5S 1 . 0I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 1M 3 . 0M 3 . 0S 0 . 1S M 0 . 0 M 3 . 1M 3 . 1T 3 9T 3 91 5S 1 . 1S 1 . 2S 1 . 0S M 0 . 0S 1 . 2I 0 . 2I 0 . 2M 3 . 2S 1 . 3S 1 . 3I 0 . 3M 3 . 2S M 0 . 0I 0 . 3S M 0 . 0M 3 . 3M 2 . 3S 0 . 4S C RS C RI NT O NP TS M 0 . 0I 0 . 1I 0 . 1M 3 . 4M 3 . 4M 3 . 1T 4 0S 1 . 5S M 0 . 0T 4 01 5S 1 . 5M 3 . 5S C RM 3 . 6S 1 . 6I 0 . 2I 0 . 2M 3 . 5M 3 . 6I 0 . 4S 1 . 6S M 0 . 0I 0 . 4S 1 . 7I 0 . 5S 1 . 4( S )1( R )1( R )1( S C R T )( S C R E )( S )1( R )1( S C R T )( S C R E )( S )1( R )1( S C R T )( R E T )下 降夾 緊上 升右 移下 降放 松上 升左 移 圖 44 自動(dòng)方式下 單周期 控制子程序 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 16 (4) 自動(dòng)方式下連續(xù)控制子程序 當(dāng)選擇開關(guān)撥到連