【文章內(nèi)容簡介】 V D C1 M0 . 10 . 20 . 70 . 60 . 50 . 41 . 11 . 21 . 51 . 61 . 72 . 00 . 00 . 3P L CC P U 2 2 6A C / D C/ 繼 電 器0 . 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 71 . 02 2 0 V A C 電 源1 . 02 MML +1 LN。.自 動 啟 動 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 / 自 動 選 擇 開 關(guān)自 動 方 式 下 步進 / 單 周 期 / 連續(xù) 選 擇 開 關(guān)自 動 停 止 開 關(guān)手 動 右 移 操 作手 動 上 升 操 作手 動 下 降 操 作手 動 左 移 操 作手 動 夾 緊 操 作手 動 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 械 手 原 點 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 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 10 4 機械手控制系統(tǒng)的 PLC 控制的 軟件 設(shè)計 PLC 程序設(shè)計思想 根據(jù)控制過程要求的復雜程度不同，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)計算機程序的設(shè)計思想，基本程序的機構(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)機構(gòu)。 模塊化程序：把一個總 的控制目標程序分成多個具有明確控制任務的程序模塊，分別 對其 編寫和調(diào)試，最后組合成一個完成總?cè)蝿盏耐暾绦?。這種設(shè)計方法叫做模塊化程序設(shè)計。程序設(shè)計時常采用這種設(shè)計思想，因為各模塊具有相對獨立性，相互連接關(guān)系簡單，程序易于調(diào)試修改，特別是用于復雜控制要求的生產(chǎn)過程。 根據(jù) 第二章機械手控制系統(tǒng)的 分析可知， 在每一種工作方式下 機械手的動作是按照 原點 → 下降 → 夾緊 → 上升 → 右移 → 下降 → 放松 → 上升 → 左移 → 原點這一過程 來完成的 ，系統(tǒng)通過相應的限位開關(guān)來判斷是否完成相應的動作，完全是按照動作先后順序來控制機械手 。 因此，每種工作 方式下機械手的動作選用順序機構(gòu)控制。將各個工作方式下的控制動作 模塊組合在一塊就能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制功能。 由此可知， 該控制系統(tǒng)的設(shè)計選用 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)計系統(tǒng)能較簡便實現(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)計的基礎(chǔ)。只有設(shè)計出系統(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。所以 繪制 出系統(tǒng)流程圖是非常關(guān)鍵也是程序設(shè)計首先要做的任務。 根據(jù)機械手順序動作的過程， 設(shè)計出機械手動作的流程圖，如圖 41 所示。 軟件設(shè)計的 主要任務是根據(jù)要求將系統(tǒng)流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是 PLC 應PLC 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 11 用最關(guān)鍵的問題。程序的編寫是軟件設(shè)計的具體表現(xiàn)，簡單合理的程序能使系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行，而且便于系統(tǒng)軟件的設(shè)計。 一個良好的軟件設(shè)計是軟件設(shè)計者控制程序的深刻理解和把握，體現(xiàn)了設(shè)計者豐富的軟件設(shè)計技巧和方法。 在 控 制工程的應用中，良好的軟件設(shè)計 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。 開 始下 降 到 位 ？機 械 手 下 降夾 緊 工 件機 械 手 上 升機 械 手 右 移機 械 手 下 降右 工 作 臺 工 件 檢 測松 開 工 件機 械 手 上 升機 械 手 停 在 原 點機 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 機械手動作的流程圖 PLC 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 12 機械手控制系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計 (1) 機械手控制系統(tǒng)主程序 機械手控制系統(tǒng)主程序主要有 4 個子程序組成，即自動方式步進控制子程序、自動方式單周期控制子程序、自動方式連續(xù)控制子程序、手動控制子程序。如圖 42 所示。 為了實現(xiàn)機械手自動 /手動方式的切換，本課題中設(shè)置了一個 ，不 對其動作時為手動操作，按下時為自動操作。 手動操作的控制見 (5)手動操作控制子程序的分析。自動方式下操作是通過按鈕 、 、 分別選擇步進控制、單周期控制、連續(xù)控制。在主程序中還分別設(shè)計了上升、下降、夾緊、左移、右移的線圈，它們分別由子程序中相應動作的中間繼電器來控制。只要這些 繼電器中一個有信號都能使相應的線圈帶電，進而使機械手執(zhí)行對應的動作。例如，控制機械手下降操作的中間繼電器有 、 、 、 、 、 、 只要其中一個有輸入信號，都會使控制下降操作 的 線圈 帶 電 ，使得對應的電機推動氣缸運動 ，最終 完成機械手的下降動作。 另外， 為了保證在緊急情況下 能及時停車，在主程序各個控制動作的線圈處設(shè)置了一個急停按鈕 ，此按鈕為手動復位常閉按鈕。當出現(xiàn)緊急狀況時，按下急停按鈕，切斷了各個動作的控制線圈回路，而此時 PLC 仍能正常工作，實現(xiàn)了對系統(tǒng) 的可靠控制。當緊急情況解除后，再按一下急停按鈕復位，線圈又通電，系統(tǒng)恢復正常。 (2) 自動方式下步進控制子程序 當選擇開關(guān)撥到步進控制位置時，進入步進控制子程序，完成機械手一步一步地動作。輸入端 為每一步的啟動，由啟動操作按鈕來完成， 為每一步的停止，由停止按鈕來完成。例如 按下 ， 置位上電，會使主程序中的線圈 帶電進而使控制機械手下降操作的電機工作完成下降動作；按下 時會使 復位失電，機械手停止下降。然后進入夾緊動作的操作，其分析同下降操作。程序完全是按照原點 → 下降 → 夾 緊 → 上升 → 右移 → 下降 → 放松 → 上升→ 左移 → 原點這一過程來編寫。 自動方式下步進 控制子程序如圖 43 所示。 PLC 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 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 操 作 控 制 子 程 序自 動 操 作 步 進 控 制 子 程 序自 動 操 作 單 周 期 控 制 子 程 序自 動 操 作 連 續(xù) 控 制 子 程 序原 點 指 示下 降 控 制自 動 方 式 下 啟 動自 動 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 機械手控制系統(tǒng)主程序 PLC 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 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 自動方式下步進控制子程序 (3) 自動方式下單周期控制子程序 當選擇開關(guān)撥到單周期控制位置時，進入單周期控制子程序，完成機械手一PLC 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 15 個周期地連續(xù)動作。輸入端 為單周期的啟動，每接通一次 ，機械手自動完成一個周期地連續(xù)操作，再回到原點后自動停止 。 各種動作的執(zhí)行是通過內(nèi)部繼電器在主程序中完成。當需要停止操作時，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