【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 支傳送到下一個(gè)工作站。 在編程時(shí)，首先認(rèn)識(shí)系統(tǒng)分為三大模塊，即旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、檢測(cè)模塊、加工模塊。因此務(wù)必理解透徹三大模塊之間的關(guān)系以及整體的運(yùn)行機(jī)制。其次，梳理各個(gè)模塊的電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所執(zhí)行的操作和實(shí)現(xiàn)的功能，確定模擬其功效的仿真方法。此后，將三大模塊串聯(lián)為整體，測(cè)試如何實(shí)現(xiàn)真實(shí)時(shí)序控制的仿真，以及多種操作模式作用下系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)，以及各種操作模式之間的切換和系統(tǒng)錯(cuò)誤時(shí)的系統(tǒng)響應(yīng)。 MPS工作站流程分析根據(jù)FESTO公司提供的MPS系統(tǒng)說(shuō)明手冊(cè)，首先可確立系統(tǒng)在單周期工作情況下的工作流程。（1） 如果在進(jìn)料工位 1 中有工件并按下START 按鈕，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)60176。（2） 檢測(cè)模塊的電磁活塞桿下降并檢測(cè)工件的開(kāi)口是否朝上。如果檢測(cè)結(jié)果為OK(開(kāi)口朝上)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)60176。（3） 夾緊裝置將工件夾緊。鉆機(jī)的馬達(dá)啟動(dòng)。無(wú)桿缸帶動(dòng)鉆機(jī)下降。（4） 當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到下限位時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。（5） 鉆機(jī)馬達(dá)關(guān)閉，夾緊裝置縮回。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn) 60176。（6） 電氣分支模塊將工件傳送到下一個(gè)工作站。 MPS系統(tǒng)流程圖Fig the procedure of the MPS system of AutoCAD該順序描述的是一個(gè)工件在加工單元的工作順序。一旦在進(jìn)料工位1 中有工件，加工循環(huán)既啟動(dòng)。 各功能性模塊控制要求的分析及其實(shí)現(xiàn) 旋轉(zhuǎn)平臺(tái)模塊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)模塊由 DC 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)有6 個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，電感式傳感器檢測(cè)平臺(tái)的位置。6 個(gè)工件存放槽中的每一個(gè)都在中心有一個(gè)圓孔，這有利于電容式傳感器進(jìn)行檢測(cè)。 旋轉(zhuǎn)平臺(tái)模塊Fig the module of the revolving stage of AutoCAD對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的控制，首先，在單或多周期自動(dòng)循環(huán)模式下，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)在進(jìn)料工位檢測(cè)有工件進(jìn)入時(shí)，平臺(tái)應(yīng)當(dāng)旋轉(zhuǎn)60度，每旋轉(zhuǎn)3此后，工件將被送達(dá)到工件送出位，通往下一平臺(tái)。由于所有的硬件傳感器都是虛擬的，不能通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)工位信號(hào)，因此，在程序中編輯一個(gè)計(jì)數(shù)器CTU,以旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)的上升沿作為計(jì)數(shù)信號(hào)，當(dāng)進(jìn)料位為輸出為1，計(jì)數(shù)到第一次電機(jī)啟動(dòng)，可認(rèn)定有工件進(jìn)入到加工平臺(tái)上，設(shè)計(jì)一個(gè)繼電器命名“平臺(tái)工作中”并在此時(shí)閉合，確保有工件加工時(shí)平臺(tái)不會(huì)重復(fù)進(jìn)料。當(dāng)計(jì)數(shù)滿3次，認(rèn)定工件即將在本次平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)后離開(kāi)加工平臺(tái)。同時(shí)，計(jì)數(shù)器的DN位斷開(kāi)上述繼電器，平臺(tái)可繼續(xù)上料，并同時(shí)導(dǎo)通計(jì)數(shù)器的“RES”進(jìn)行計(jì)數(shù)復(fù)位，為下一周期準(zhǔn)備。手動(dòng)模式時(shí)，手動(dòng)按鈕會(huì)單獨(dú)啟動(dòng)平臺(tái)電機(jī)，使平臺(tái)工作。 旋轉(zhuǎn)平臺(tái)程序舉例Fig the sample program of the revolving stage of AutoCAD圖中，當(dāng)有工件位于進(jìn)料工位時(shí)，I。0/1閉合，當(dāng)平臺(tái)未工作時(shí)，O。0/0的常閉導(dǎo)通，啟動(dòng)平臺(tái)電機(jī)，同時(shí)，O。0/0的常閉斷開(kāi)，此時(shí)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)料。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)，T4。0/TT位的上升沿被計(jì)數(shù)器C5。0記錄，當(dāng)計(jì)數(shù)滿3次時(shí)，C5。0/DN閉合，使得O。0/0失電，同時(shí)對(duì)自己進(jìn)行復(fù)位，系統(tǒng)結(jié)束此次循環(huán)。需要注意的是，對(duì)C5。0/DN的調(diào)用位置，不可以晚于復(fù)位命令或早于C5。0所在的命令行。如圖中，若將03行移至02之前，則在C5。0的復(fù)位命令已經(jīng)執(zhí)行后的下一掃描周期，才會(huì)讀取C5。0/DN位的值，顯然此時(shí)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 檢測(cè)模塊工件存放槽中的工件被檢測(cè)是否處于正確的位置上。如果工件的開(kāi)口向上，檢測(cè)模塊的探頭可以達(dá)到下限位。當(dāng)檢測(cè)模塊中的活塞桿縮回到上限位時(shí)，觸發(fā)電感式傳感器。 檢測(cè)模塊Fig the examination module of AutoCAD 當(dāng)平臺(tái)承載著工件到達(dá)檢測(cè)位時(shí)，檢測(cè)桿下降至下限位置檢測(cè)頭檢測(cè)工件是否放置正確，此后檢測(cè)桿上升回到上限。若檢測(cè)傳感器檢測(cè)放置正確，則加工流程繼續(xù)。在編輯程序仿真時(shí)，要特別注意的是在手動(dòng)模式，以及緊急停止情況下的系統(tǒng)反應(yīng)。在手動(dòng)操作時(shí)，若旋轉(zhuǎn)平臺(tái)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，使檢測(cè)桿下降的命令應(yīng)當(dāng)禁止執(zhí)行。且當(dāng)檢測(cè)桿出于下限位置時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)阻值旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的啟動(dòng)，避免硬件的損壞。此外，若檢測(cè)桿已到達(dá)下限/上限時(shí)，手動(dòng)使檢測(cè)桿下降/上升的操作應(yīng)當(dāng)不可執(zhí)行。上述控制要求，在缺少實(shí)時(shí)傳感器的仿真程序中，應(yīng)當(dāng)落實(shí)并能夠在上位機(jī)的動(dòng)畫(huà)中表現(xiàn)出來(lái)。. 檢測(cè)模塊程序舉例1Fig the sample program of the examination module 1 of AutoCAD上圖中，T4。0與T4。1分別代表檢測(cè)桿的下降與上升動(dòng)作。每個(gè)計(jì)時(shí)器的完成位，都分別啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)桿下限及檢測(cè)桿上限繼電器。由此一來(lái)，當(dāng)檢測(cè)桿已到達(dá)兩端時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)再次執(zhí)行繼續(xù)移動(dòng)的操作。此外，為了在人機(jī)界面中便于動(dòng)畫(huà)對(duì)檢測(cè)桿位置的表現(xiàn)，可將兩個(gè)計(jì)時(shí)器的ACC計(jì)數(shù)位通過(guò)MOV控件，將計(jì)數(shù)值送到Float中，并在RSView32中將Float的值表現(xiàn)為圖形對(duì)象的垂直滑移， 檢測(cè)模塊程序舉例2Fig the sample program of the examination module 2 of AutoCAD 當(dāng)鉆機(jī)下降時(shí)，將ACC位賦予F8。0,當(dāng)4秒計(jì)時(shí)完成，F(xiàn)8。0值位4，在監(jiān)控界面中圖形垂直滑移位4。當(dāng)檢測(cè)桿上升時(shí)，將4與T4。1/ACC位的差值賦予F8。0。即當(dāng)上升4秒到達(dá)上限時(shí)，F(xiàn)8。0為0，監(jiān)控畫(huà)面中的圖形垂直位移并返回初始位置。 鉆孔模塊鉆孔模塊用于模擬對(duì)工件圓孔的拋光。一個(gè)電氣夾緊裝置將工件固定。鉆機(jī)的進(jìn)給和縮回由無(wú)桿缸帶動(dòng)。一個(gè)電氣馬達(dá)驅(qū)動(dòng)無(wú)桿缸，一個(gè)繼電器回路驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。鉆機(jī)的馬達(dá)通過(guò) 24VDC 而工作，但是速度不能調(diào)節(jié)。鉆機(jī)的運(yùn)動(dòng)末端位置由限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)。當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到末端位置時(shí)，無(wú)桿缸反向運(yùn)動(dòng)。 鉆孔模塊Fig the drilling module of AutoCAD當(dāng)工件位于鉆孔位置時(shí)，首先，夾頭桿伸出，夾頭加緊工件，鉆機(jī)下降至下限，此后返回至上限，夾頭松開(kāi)，夾頭桿縮回，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)將工件轉(zhuǎn)送至出料位置。在采用PLC對(duì)其進(jìn)行仿真的過(guò)程中，大體方法與上述的檢測(cè)桿的仿真方法近似，只是在無(wú)桿缸的垂直運(yùn)動(dòng)的流程之外添加夾頭桿和夾頭的動(dòng)作。不過(guò)鉆孔模塊特有的工作要求，是需要程序能夠隨時(shí)記錄鉆機(jī)的垂直位置。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一旦急停，鉆機(jī)應(yīng)停留在當(dāng)前的位置，且進(jìn)入手動(dòng)單步時(shí)，倘若不需要對(duì)當(dāng)前的工件進(jìn)行鉆孔，或是需要重復(fù)鉆孔時(shí)，鉆機(jī)應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)控制隨意的上下運(yùn)動(dòng)。同樣，和檢測(cè)桿相似，當(dāng)鉆機(jī)到達(dá)兩端時(shí)，應(yīng)當(dāng)無(wú)法繼續(xù)想端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。并且當(dāng)鉆機(jī)出于下限位置時(shí)，夾頭桿已伸出或是夾頭已夾緊時(shí)，平臺(tái)應(yīng)當(dāng)無(wú)法旋轉(zhuǎn)，避免硬件的損壞。. 鉆孔模塊程序舉例1Fig the sample program of the drilling module 1 of AutoCAD正如上圖所示，大體操作模式與檢測(cè)桿類似，計(jì)數(shù)器的TT位將ACC的計(jì)數(shù)值實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)移到F8。1中，在監(jiān)控畫(huà)面中通過(guò)對(duì)F8。0的值的動(dòng)畫(huà)表示來(lái)體現(xiàn)鉆機(jī)的運(yùn)動(dòng)。I。0/2為手動(dòng)模式的開(kāi)關(guān)，當(dāng)I。0/2斷開(kāi)時(shí)，計(jì)數(shù)器失電保持，F(xiàn)8；0的值保持?jǐn)嚯娗暗臄?shù)值，使得在監(jiān)控畫(huà)面中的等效圖形在運(yùn)動(dòng)的中途停止。O。0/18和O。0/19為鉆機(jī)下降和上升按鈕所導(dǎo)通的，帶有自鎖的繼電器。這樣一來(lái)，在I。0\2斷開(kāi)的情況下，對(duì)應(yīng)的Output使計(jì)時(shí)器重新得電，繼續(xù)未完成的動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)在急停后，鉆機(jī)可以向任意兩端運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行不鉆孔和多次鉆孔的操作方法。 鉆孔模塊程序舉例2Fig the sample program of the drilling module 2 of AutoCAD在圖中，O。0/24為鉆機(jī)的下限開(kāi)關(guān)，當(dāng)鉆機(jī)已到達(dá)下限時(shí)，O。0/24的常閉斷開(kāi)，I。0/8的操作無(wú)法導(dǎo)通。而當(dāng)鉆機(jī)在鉆孔結(jié)束返回上限的時(shí)候突遇急停，T4。7斷電保持，使得其TT位保持導(dǎo)通，將可移動(dòng)的總距離與已上升的距離相減，將其賦予到T4。6/ACC位，使得鉆機(jī)從之前停止的位置反向向下移動(dòng)。對(duì)于反方向的急停情況同理可得。由此而來(lái)，便實(shí)現(xiàn)了可任意、隨時(shí)控制鉆機(jī)的上下運(yùn)動(dòng)。 RTO控制時(shí)序本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)橄到y(tǒng)是全仿真，因此系統(tǒng)運(yùn)作流程需要計(jì)時(shí)器的全程引導(dǎo)，且存在急停功能，以及手動(dòng)的調(diào)試，修正，因此必須選用保持型計(jì)時(shí)器，做到斷電保持。RSLgix 500 的指令中，Timer ‘TON’和’TOF’計(jì)時(shí)器在梯級(jí)條件變假時(shí)，累計(jì)值和DN位都要被復(fù)位，梯級(jí)條件變?yōu)檎婧笥种匦掠?jì)時(shí),因此采用采用能累積計(jì)時(shí)的RTO指令。當(dāng)梯級(jí)條件為真時(shí)，RTO指令開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)下列任何情況發(fā)生時(shí)，RTO指令保持它的累計(jì)值：1）梯級(jí)變假；2）用戶改變到編程方式；3）處理器出錯(cuò)或斷電。當(dāng)處理器重新運(yùn)行或階梯變真時(shí)，RTO計(jì)時(shí)器從保持的值開(kāi)始繼續(xù)計(jì)時(shí)，直到累計(jì)值達(dá)到預(yù)置值。如果需要復(fù)位其累計(jì)值和狀態(tài)位，可在另一階梯中用RES指令對(duì)相同地址的計(jì)時(shí)器復(fù)位。無(wú)論任何情況，復(fù)位指令總是優(yōu)先執(zhí)行。即只要使能復(fù)位指令，無(wú)論計(jì)時(shí)器是否正在計(jì)時(shí)，累計(jì)值及狀態(tài)位總被復(fù)位為0。PLC時(shí)間順序循環(huán)控制程序設(shè)計(jì)常見(jiàn)錯(cuò)誤分析[11]。狀態(tài)位置位條件保持置位直到下列情況發(fā)生DN累計(jì)值=預(yù)置值相應(yīng)的RES指令使能TT梯級(jí)為真且累計(jì)值預(yù)置值梯級(jí)變?yōu)榧倩虮籇N置位EN梯級(jí)為真梯級(jí)變?yōu)榧? RTO指令表Fig the RTO instruction chart of AutoCAD 電容式傳感器(旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，工件的檢測(cè))電容式傳感器用于檢測(cè)工件，安裝在安裝架，工件存放槽的下方。工件可以改變電容式傳感器的電容。無(wú)論顏色和材料，電容式傳感器都可以檢測(cè)到工件。電容式傳感器在本工作站用于元件定位，檢測(cè)和鉆孔。 對(duì)其的仿真比較簡(jiǎn)單，設(shè)置其位I。0/1,當(dāng)閉合時(shí)則視為有工件請(qǐng)求進(jìn)入加工平臺(tái)。在監(jiān)控界面中，可設(shè)置2枚按鈕，對(duì)按鈕的執(zhí)行指令分別設(shè)置為‘暫時(shí)閉合I。0/1’以及‘置I。0/1為1’。這樣，前者可作為單周期的啟動(dòng)按鈕，而后者則為循環(huán)周期的啟動(dòng)按鈕。. 自動(dòng)周期按鈕Fig the buttons for auto circulate of AutoCAD 電感式傳感器(旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，定位)電感式傳感器用于確定旋轉(zhuǎn)平臺(tái)是否處于正確的位置。傳感器可以檢測(cè)金屬材料。在本設(shè)計(jì)中，在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)模塊的介紹中，已闡述平臺(tái)旋轉(zhuǎn)定位的方法，即用CTU對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)1次對(duì)應(yīng)檢測(cè)環(huán)節(jié)，計(jì)數(shù)2次對(duì)應(yīng)鉆孔環(huán)節(jié)，計(jì)數(shù)滿3次視為運(yùn)出加工完成的工件。 轉(zhuǎn)盤(pán)功能的實(shí)現(xiàn)Fig the program of the revolving stage of AutoCAD 在上圖中，三個(gè)計(jì)時(shí)器分別代表在自動(dòng)運(yùn)行模式下，平臺(tái)搭載工件從進(jìn)料到檢測(cè)、鉆孔、出料的3次旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，而程序第四行中的T4。11則是為了時(shí)刻記錄平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和位置。比方說(shuō)，在自動(dòng)模式下，當(dāng)系統(tǒng)急停，平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)了一半，那么在T4。11中則計(jì)時(shí)停留在2秒，此時(shí)按下手動(dòng)按鈕，O。0/20的常開(kāi)會(huì)使計(jì)時(shí)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，即完成平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。程序看似繁雜，其實(shí)都是為了弄夠在組態(tài)界面上顯示動(dòng)畫(huà)而設(shè)計(jì)的，O。0/11的存在，是為平臺(tái)正在轉(zhuǎn)動(dòng)的指示燈所設(shè)計(jì)，而T4:11的ACC位則是為逐