【文章內(nèi)容簡介】 第 15 頁 共 40 頁 圖 2 方向信 號 DIR (2) FX 模塊的工作原理 FX 是用于位置控制的智能單元。它可以為步進電機驅(qū)動器或伺服電機驅(qū)動器 提供控制 脈沖，以控制運動部件的位置和速度。 a) 性能指標 l 每個單元可以控制一個軸 。 l 輸出控制脈沖 :8388607~+8388606。 l 脈沖速率 :1~99990 個 /s。 l 脈沖速率 的 變化 :控制系統(tǒng)可實現(xiàn)階梯式自動加減速 ,加速度為每毫秒1~999 每秒脈沖 。 l 原點搜索 :可監(jiān)測原點或原點信號 。也可進行原點補償 0~9999 個脈沖 。也可高速或接近現(xiàn)有速度搜索原點 。 l 間隙補償 :0~9999 個 脈沖 。 l 手動操作 :可高速點動，低速點動和微動 。 l 多點定位 :可一次定位 20 點，以 15 種速度變化 。 b) 系統(tǒng)配置 圖 5 為 FX 的結構框圖。 位控單元有自己的微處理器和存儲器，還有脈沖發(fā)生器和 I/O 接口。位控單元既可以被 PC 主 CPU單元控制，也可以直接由控制臺的外部輸入信號控制。一方面它通過總路線及接口電路與 PC相連，與主 CPU 頻繁交換信息 。另一方面又通過 I/O 連接器接收外部開關量輸入及輸出脈沖。位控單元根據(jù) PC 發(fā)出的控制指令和接收到的 基于機械手分選大小球的自動控制 第 16 頁 共 40 頁 4 機械手流程圖及 FX模塊的數(shù)據(jù)區(qū)設置 啟動后機械手的流程 (1) 首先進行機械手的伸縮、升降、轉盤和抓手的重啟動和原點搜索 。 (2) 機械手的伸縮臂向前，同時轉盤順時針旋轉，一直分別運行到 FX 模塊0中設置的輸出脈沖個數(shù)時停止 。 (3) 機械手下降，一直到下降到 FX模塊 0 中設置的輸出脈沖個數(shù)時停止 。 (4) 抓手電磁閘啟動，抓 手抓緊，抓起貨物 A。 (5) 機械手的升降進行原點搜索 。 (6) 機械手的伸縮臂向后，同時轉盤逆時針旋轉，一直分別運行到 FX 模塊1中設置的輸出脈沖個數(shù)時停止 。 (7) 機械手下降，一直到下降到 FX模塊 1 中設置的輸出脈沖個數(shù)時停止 。 (8) 抓手電磁閘再次啟動，抓手放松，貨物 A 放下 。 (9) 再次對機械手的升降進行原點搜索 。 (10) 機械手的伸縮臂、轉盤進行原點搜索，全部復位。 機械手分選裝置及工作方式 機械手選選剛制大小球（見圖 31），控制面板如圖 33所示，圖 31是 PLC 的外 部接線圖。輸出繼電器 Y4 為 ON 時剛球被電磁鐵吸住，為 OFF 時釋放。 畢業(yè)論文 第 17 頁 共 40 頁 圖 31 工作方式的選擇開關的 5個位置分別位于 5種工作方式之中，操作面板左下部的 6 個按鈕是手動按鈕，為了保證在緊急的情況下（包括 PLC 發(fā)生故障時）能可靠地切斷 PLC 電源，設置交流接觸器 KM見圖 31，在 PLC 開始運行時按下負載電源按鈕，是 KM線圈得電并自鎖， KM 的主觸點接通，給外部負載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時用 “緊急停車”按鈕斷開負載電源，對于電磁鐵吸盤這一類執(zhí)行機構，在“緊急停車”時如果斷開它的電源，它吸住的鐵磁物體會掉下來，在某些情況下可能造成事故，是不允許這樣處理的。 右行和左行是異步電動機控制的，在控制電動機的交流器 KM1 和 KM2的線圈回路中，使用了由它們的常閉觸點組成的硬件互鎖電路。 系統(tǒng)設有手動、單周期、單步、連續(xù)和回原點 5種工作方式，機械手在最上面、最左邊且電磁鐵線圈斷電時，稱為系統(tǒng)處于原點狀態(tài)（或稱為初始狀態(tài)）。在公用程序中，左線位開關 X上限位 X4 的常開觸點和表示電磁線圈斷電的 Y4的常閉點的串 聯(lián)電路接通時，原點條件輔助繼電器 M5變?yōu)?ON。 如果選擇的是單周期工作方式，按下啟動按鈕 X16 后，從初始步 MO，機械手按順序功能圖的規(guī)定完成一個 周期的工作后，返回并停留在初始步。如果選擇連續(xù)工作方式，在初始狀態(tài)下按下啟動按鈕后機械手反復連續(xù)工作，按下停止按鈕并不馬上停止工作，完成最后一個周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。在單步工作方式，從初始步開始，按下啟動按鈕，系統(tǒng)轉換到下一步，完成該步的任務后，自動停止工作并停留在該步的位置，再按一下啟動按鈕，才往前走一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。 在單 周期、連續(xù)和單步工作方式之前，系統(tǒng)應處于原點狀態(tài)，如果不滿足這一條件，可選擇回原點工作方式，然后按回原點啟動按鈕 X15，使系統(tǒng)自動返回原點狀態(tài)。在原點狀態(tài)，順序功能、圖中的初始步 M0為 ON，為進入單周期、連續(xù)和單步工作方式做好準備 PLC L 火220V KMY升 Y0 PLC X1 左限 K1 鍵 X2 大右限 K2 鍵 X3 小右限 K3 鍵 X4 上限 K4 鍵 X5 下限 K5 鍵 X10 手動 X11 回原 X12 單步 X13 單周 X14 多周 選 K0 代 自 動 PLC X15 回啟 P 1 鍵 X16 啟 P 2 鍵 X17 預停 P3鍵 X20 手吸 P0代 X21 釋 X22 手升 X23 降 X24 手右 X25 左 手 動 按 鈕 N 零 COM2 (+)24V COM1 (+)24V KMΔ 降 Y1 KM 左行 Y3 KM 右行 Y2 YA 吸持 Y4 基于機械手分選大小球的自動控制 第 18 頁 共 40 頁 機械手大小球分選設備的控制要求 初始態(tài)要求機械手在原點位置（原點狀態(tài) ＝手臂位于左限位處 +右限位處 +手爪釋放）各開關在關閉狀態(tài)， M停轉。按下啟動按鈕，機械手動作，升降桿下件下降并要求機械手此時停留兩秒，在機械手吸球和釋放球后停留一秒后動作。由 SITP 判斷機械手的工作 方（當 S0=1 時切換到手動方式、當 S1=1 時切換到回原點方式、當 S2=1 時切換到自動方式），在由 SITL 利用 M8041 來實現(xiàn)單周、多周的運行。當按下預停按鈕后，一直要到一個周期完成才能停止，中途不能停止。（要有手動、回原點、單步、單周、多周等 5種可選工作方式）。 圖 32 X1 左限位 y2 右行→ y3 左行← X2 大球右限 X3 小球右限 X4 上限位 X5 下限位 y0 升↑ y1 降↓ 吸頭 Y4 大球 小球 (吸抵小球時 )X5 動作 (吸抵大球時 )X5 不動作 吸 畢業(yè)論文 第 19 頁 共 40 頁 2． 操作面板 工作方式選擇開關的 5 個位置分別位于 5 種方式，操作面板左下部的 6個按鈕是手動按鈕。 圖 33 PLC 的外部接線圖 圖 34是 PLC 的外部接線圖，輸出繼電器 Y4為 ON 時剛球被磁鐵吸住，為OFF 時被釋放，為了保證在緊急情況下（包括 PLC 發(fā)生故障時）能可靠的切斷 PLC基于機械手分選大小球的自動控制 第 20 頁 共 40 頁 的負載電源，設置了交流接觸器 KM 圖 34 PLC 的工序圖、梯形圖、指令表 FX 系列 PLC 的狀態(tài)初始化指令表 IST（ INITIAL STAATE）的功能指令編號為FNC60，它與 STL指令一起使用，專門用來設置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和設置有關的特殊輔助繼電器的狀態(tài)，可以大大簡化復雜的順序控制程序的設計工作。 IST 指令只能使用一次，它應放在程序開始的地方，被它控制的STL 電路應放在它的后面。 IST 指令與程序的組成 PLC L 火220V KMY 升 Y0 PLC X1 左限 K1 鍵 X2 大右限 K2 鍵 X3 小右限 K3 鍵 X4 上限 K4 鍵 X5 下限 K5 鍵 X10 手動 X11 回原 X12 單步 X13 單周 X14 多周 選 K0 代 自 動 PLC X15 回啟 P1 鍵 X1左限 K1鍵 X3 小右限 K3 鍵 X3 小右限 K3 鍵 X16 啟 P2 鍵 X17 預停 P3 鍵 X20 手吸 P0 代 X21 釋 X22 手升 X23 降 X24 手右 X25 左 手 動 按 鈕 N 零 COM2 (+)24V COM1 (+)24V KMΔ 降 Y1 KM1 右行 Y2 KM2 左行 Y3 初始程序 手動程序 回原程序 S0=1 S1=1 自動程序 S2=1 5 種方式選擇 X10～ X14 回原完成 M8043 其它 由 IST 判決 S0 手動 S1 回原 S2 自動 YA 吸持 Y4 畢業(yè)論文 第 21 頁 共 40 頁 圖 35 （ SFC）圖 ①自動程序 圖 36 ②回原點程序 待命 S1 X15 回啟 RET Y1 返上限 S10 X4 上限 返左限 S11 X1 左限 返釋態(tài) S12 (由 IST→選入 S1) Y0 降 升√ RST Y2 右行 左行√ RST Y4 釋放 SETS2 S2mMmmMMM8043 回原點 完成√ RST S12 S12( ) Y3 步 10 →步 11 S10 X4切 SET S11 步 11 RST Y1 降 Y0 升√ 步 11 →步 12 S11 X1切 SET S12 步 12 RST Y2 右行 Y3 左行√ 步 12 → [0] S12 RST Y4 釋放 SET S1 M8043 回原點完成√ RST S12 步 12( ) S1 SET S10 步 10 步 1 →步 10 X15切 ret 待命 S2 M8044 原點 降 2s S20 T0 M8041 啟續(xù) 吸起 1s S21 T1 升 S22 X4 上限 右行 S23 X2 大右限 吸起 1s S24 T1 升 S25 X4 上限 右行 S26 X3 小右限 降 S27 X5 下限 釋 1s S28 T2 升 S29 X4 上限 左行 S30 X1 左限 (由 IST→選入 S2) X5 大球 X5 小球 T0 T1 T1 T2 基于機械手分選大小球的自動控制 第 22 頁 共 40 頁 圖 37 ③手動程序 圖 38 機械手“梯形圖”程序 —— 匯總 (初始化程序 ) 圖 39 IST 指令中的 S20和 S30 用來指定在自動操作中的最低和最高的繼電器的元件號 (M8044) [IST X10 S20 S30] 運行態(tài) 原點 IST→ S0 S1 S2 y4 釋 X1左限 X4上限 M8000 指定 X10 開始 的 8 路輸入 為預定功能 指定自動各步 的起、止號 初態(tài) S0 SET Y4 Y0 吸 升 X20 手吸 X21 RST Y4 釋 X22 X23 X24 X25 X4 上限 y1 互 Y1 降 X5 y0 互 Y2 右行 X3 y3 Y3 左行 X1 y2 SET Y4 Y0 吸 升 X20 手吸 X21 RST Y4 釋 X22 X23 X24 X25 X4 上限 y1 互 Y1 降 X5 y0 互 Y2 右行 X3 y3 Y3 左行 X1 y2 S0 ret 畢業(yè)論文 第 23 頁 共 40 頁 (手動程序 ) 310圖 手動程序如圖 310手動操作時用 X20~X25對應的 6個按鈕控制鋼球的抓緊、放松，和升、降，左行和右行，手動程序用初始狀態(tài)繼電器 S0控制，因為手動程序、自動程序（不包括回原點程序）和原點程序都用 STL觸點驅(qū)動，但這三個部分不回同時驅(qū)動。 (自動回原點程序 ) SET Y4 Y0 吸 升 X20 手吸 X21 RST Y4 釋 X22 X23 X24 X25