【正文】 機(jī)械 手系統(tǒng)的輸入 /輸出點(diǎn)少 ,要求電氣控制部分體積小 ,成本低 ,并能夠用計(jì)算機(jī)對(duì) PLC 進(jìn) 行監(jiān)控和管理 ,該機(jī)械 12 手的控制為純開關(guān)量控制 ,且 I/O 點(diǎn)數(shù)不多 ,僅需 11 個(gè)輸入點(diǎn)和 9 個(gè)輸出點(diǎn) , 考慮留有一定的裕量 . 故選用日本三菱公司生產(chǎn)的多功能小型 FX1N24MTD 主 機(jī) ,該機(jī)輸入點(diǎn)為 14 個(gè) ,輸出點(diǎn)為 10 個(gè) [15]. PLC 的 I/O 分配 根據(jù)機(jī)械手動(dòng)作的要求及機(jī)械手實(shí)物教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置說明指導(dǎo) ,輸入 ,輸出點(diǎn)分配如表所示 . 圖 34 PLC 的 I/O 分配表 PLC 程序的設(shè)計(jì) 梯形圖見附錄 1. PLC 程序的調(diào)試 由于 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制裝置 ,因此一般不需要采取什么特殊措 施 ,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用 .但環(huán) 境過于惡劣 ,電磁干擾特別強(qiáng)烈 ,或安裝使用不 當(dāng) ,都將不能保證 PLC 正常 ,安全 ,可靠的運(yùn)行 .因此 ,討論 PLC 設(shè)計(jì)調(diào)試就具有十分 重要的意義 . PLC 控制的安裝與布線 1, 輸入接線 (1)輸入接線一般不要超過 環(huán)境干擾較小 ,電壓降不大時(shí) ,輸入接線 可適當(dāng)長些 . (2)輸入 ,輸出線不能用同一根電纜 ,輸入 ,輸出線要分開 . (3)利用普通二極管恰當(dāng)?shù)拇釉? PLC 輸入回路中 ,防止信號(hào)干擾 ,使 PLC 輸入信 號(hào)大大增強(qiáng) . 2,電源接線 電源是 PLC 引入干擾的主要途徑之一 , PLC 應(yīng)盡 可能取用電壓波動(dòng)較小 , 波形畸變較 小的電源 , 這對(duì)提 13 高 PLC 的可靠性有很大幫助 . PLC 的供電線路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備 或強(qiáng)干擾設(shè)備 (如高頻爐 ,弧焊機(jī)等 )分開 .為了提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力 ,可編程序 控制器供電回路一般可采用隔離變壓器 ,交流穩(wěn)壓器 ,晶體管開關(guān)電源等 .我們正是用了 隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來抗干擾 .隔離變壓器是初級(jí)和次級(jí)之間采用隔離屏蔽層 ,用漆 包線或同等非導(dǎo)磁材料組成 ,電器回路上不允許短路 ,兩極各引出一個(gè)接地抽頭 .初級(jí)與 次級(jí)之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點(diǎn)位 ,接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點(diǎn) .在選用交 15 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 流穩(wěn)壓器時(shí) ,一般可按照實(shí)際最大需求容量的 130%計(jì)算 .這樣可以保證穩(wěn)壓特性又有助 于穩(wěn)壓器工作可靠 [16]. PLC 供電電源為 50Hz,220V177。 對(duì)象初值 改為 :0。窗口標(biāo)題改為 :封面窗口 。窗口標(biāo)題改為 :機(jī)械手監(jiān)控畫面 .窗口位置 選中 最大化顯示 ,其它不變 ,單擊 確認(rèn) . 6) 在 用戶窗口 中 ,選中 封面 窗口 ,點(diǎn)擊右鍵 ,選擇下拉菜單中的 設(shè)置為啟 動(dòng)窗口 選項(xiàng) ,將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口 .對(duì) 機(jī)械手監(jiān)控畫面 進(jìn)行同樣的設(shè)置 . 封面窗口及監(jiān)控畫面的制作 1) 選中 封面窗口 的窗口標(biāo)題 ,單擊 動(dòng)畫組態(tài) ,進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口 ,開始編輯 畫面 . 2) 單擊工具條中的 工具箱 按鈕 ,打開繪圖工具箱 . 3) 選擇 工具箱 內(nèi)的 標(biāo)簽 按鈕 ,鼠標(biāo)的光標(biāo)呈 十字 形 ,在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo) ,根據(jù)需要拉出一個(gè)一定大小的矩形 . 4) 在光標(biāo)閃爍位置輸入文字 歡迎進(jìn)入 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng) ,按回車鍵或在窗口 的任 意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下 ,文字 20 輸入完畢 . 5) 選中文字框 ,作如下設(shè)置 . 6) 點(diǎn)擊 填充色 按鈕 ,設(shè)定文字框的背景顏色為 :沒有填充 . 7) 點(diǎn)擊 線色 按鈕 ,設(shè)置文字框的邊線顏色為 :沒有邊線 . 8) 點(diǎn)擊 字符字體 按鈕 ,設(shè)置文字字體為 :行楷 。大小為 :48. 9) 點(diǎn)擊 字符顏色 按鈕 ,將文字顏色設(shè)為 : 紅色 .單擊 保存 封面窗口 , 畫面編輯完畢 . 10) 選中 機(jī)械手監(jiān)控畫面 的窗口標(biāo)題 ,單擊 動(dòng)畫組態(tài) ,進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口 ,對(duì) 機(jī)械手監(jiān)控畫面 進(jìn)行相同的操作 .單擊繪 圖工 ,具箱中的 插入元件 圖標(biāo) , 彈出 對(duì)象元件管理 對(duì)話框 ,單擊 其他 文件夾 ,選中 機(jī)械手 元件 ,按 確定 按鈕把 機(jī)械手 元件添加到動(dòng)畫組態(tài)中 . 機(jī)械手監(jiān)控畫面 如圖 414 所示 ,設(shè)計(jì)了 8 個(gè)指示燈 ,代表機(jī)械手夾緊 ,放松 , 上升 ,下降 ,前伸 ,后縮等動(dòng)作 .運(yùn)行時(shí) ,指示燈隨機(jī)械手動(dòng)作變化做相應(yīng)指示 . 圖 47 機(jī)械手監(jiān)控畫面 運(yùn)行策略的建立及腳本程序的編寫 1,運(yùn)行策略的建立 進(jìn)入 運(yùn)行策略 窗口中 ,雙擊進(jìn)入 循環(huán)策略 窗口 , 右鍵單擊點(diǎn)擊工具條 ,選中 新增策略行 ,增加一策略行 .單擊 策略工具箱 中 的 腳本程序 將鼠標(biāo)指針移到策略塊圖標(biāo)上 ,單擊鼠標(biāo)左鍵 ,添加腳本程序構(gòu)件如圖 48 所示 . 21 圖 48 循環(huán)策略窗口 2,機(jī)械手自動(dòng)控制的腳本程序的編寫 . 雙擊 腳本程序 工具條進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境 ,編輯腳本程序 . 腳本程序如下 : IF 下移信號(hào) =1 THEN 垂直移動(dòng)量 =垂直移動(dòng)量 +1 ENDIF IF 上移信號(hào) =1 THEN 垂直移動(dòng)量 =垂直移動(dòng)量 1 ENDIF IF 右移信號(hào) =1 THEN 水平移動(dòng)量 =水平移動(dòng)量 +1 ENDIF IF 左移信號(hào) =1 THEN 水平移動(dòng)量 =水平移動(dòng)量 1 ENDIF IF 啟動(dòng)停止按鈕 =1 AND 復(fù)位停止按鈕 =0 THEN 定時(shí)器復(fù)位 =0 22 定時(shí)器啟動(dòng) =1 ENDIF IF 啟動(dòng)停止按鈕 =0 THEN 定時(shí)器啟動(dòng) =0 ENDIF IF 復(fù)位停止按鈕 =1 AND 計(jì)時(shí)時(shí)間 =44 THEN 定時(shí)器啟動(dòng) =0 ENDIF IF 定時(shí)器啟動(dòng) =1 THEN IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 5 THEN 下移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 7 THEN 下移信號(hào) =0 夾緊信號(hào) =1 工件夾緊標(biāo)志 =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 12 THEN 上移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 22 THEN 上移信號(hào) =0 右移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 27 THEN 右移信號(hào) =0 下移信號(hào) =1 EXIT ENDIF 23 IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 29 THEN 下移信號(hào) =0 夾緊信號(hào) =0 放松信號(hào) =1 工件夾緊標(biāo)志 =0 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 34 THEN 放松信號(hào) =0 上移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 44 THEN 上移信號(hào) =0 左移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 =44 THEN 左移信號(hào) =0 定時(shí)器復(fù)位 =1 水平移動(dòng)量 =0 垂直移動(dòng)量 =0 EXIT ENDIF ENDIF IF 定時(shí)器啟動(dòng) =0 THEN 下移信號(hào) =0 上移信號(hào) =0 左移信號(hào) =0 右移信號(hào) =0 ENDIF 動(dòng)畫的連接 畫面編輯好以后 ,需要將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對(duì)象即變量關(guān)聯(lián)起來 ,以便運(yùn) 24 行時(shí) , 畫面上的內(nèi)容能隨變量變化 . 指示燈的動(dòng)畫連接 1) 雙擊啟動(dòng)指示燈 ,彈出 單元屬性設(shè)置 窗口 . 2) 單擊 動(dòng)畫連接 選項(xiàng)卡 ,進(jìn)入該頁 . 圖 49 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 3) 單擊 組合圖符 ,出現(xiàn) ?按鈕 . , 4) 單擊 按鈕 ,彈出 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 窗口 .單擊 屬 性設(shè)置 選項(xiàng)卡 ,進(jìn) 入該頁 . 圖 49 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 5) 選中 可見度 選項(xiàng)卡 ,其他項(xiàng)不選 . 6) 單擊 可見度 選項(xiàng)卡進(jìn)入該頁 ,如圖 418 所示 . 圖 418 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 7) 在 表達(dá)式 一欄 ,單擊 ?按鈕 ,彈出當(dāng)前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對(duì)象列表 , 雙擊 啟動(dòng)按鈕 . 8) 在 當(dāng)表達(dá)式非零時(shí) 一欄 ,選擇 對(duì)應(yīng)圖符可見 . 9) 單擊 確認(rèn) 按鈕 ,退出 可見度 設(shè)置頁 . 10) 單擊 確認(rèn)按鈕 ,退出 單元屬性設(shè)置 窗口 ,結(jié)束啟動(dòng)指示燈的動(dòng)畫連接 . 11) 單擊 保存 按鈕 . 12) 依次對(duì)其他指示燈進(jìn)行設(shè)置 ,依照步驟 1)~11) . 經(jīng)過這樣的連接 ,當(dāng)按下機(jī)械手或畫面上的啟動(dòng)按鈕后 ,不但相應(yīng)變量的值會(huì)改變 , 相應(yīng)指示燈也會(huì)出現(xiàn)亮滅的改變 . 機(jī)械手的動(dòng)畫連接 剛才圖 45 的畫面 ,只用 8 個(gè)指示燈對(duì)機(jī)械手的工作狀態(tài)進(jìn)行了動(dòng)畫顯示 .如果讓機(jī) 械手在畫面上動(dòng)起來 ,看起來就更真實(shí) ,生動(dòng)了 .為體現(xiàn)機(jī)械手上升 ,下降 ,前伸 ,后縮 , 夾緊 ,放松等動(dòng)作 ,圖中機(jī)械手 ,上工件 ,橫滑桿等部分需要隨動(dòng)作進(jìn)行水平移動(dòng) ,上工 件要做垂直移動(dòng) ,氣夾還要張開 ,閉合 . 1,垂直移動(dòng)動(dòng)畫連接 : 1) 在 實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)庫 中增加一個(gè)新變量 垂直移動(dòng)量 ,初值 :0,類型 :數(shù)值型 . 2) 單擊 查看 菜單 ,選擇 狀態(tài)條 ,在屏幕下方出現(xiàn)狀態(tài)條 .狀態(tài)條左側(cè)文字代 表當(dāng)前操作狀態(tài) ,右側(cè)顯示被選中對(duì)象的坐標(biāo)和大小 . 3) 估計(jì)總垂直移動(dòng) 25 距離 :在上工件底邊與下工件底邊之間畫一條直線 ,根據(jù)狀態(tài)條 大小指示可知直線長度即總垂直移動(dòng)距離 ,垂直移動(dòng)距離為 104. 4) 在腳本程序的開始處增加 動(dòng)畫控制 語句 : IF 下移 =0 THEN 垂直移動(dòng)量 =垂直移動(dòng)量 +1 ENDIF IF 上升 =0 THEN 垂直移動(dòng)量 =垂直移動(dòng)量 1 ENDIF 變化率 =1 個(gè)相素 /每次 ,即每執(zhí)行一次腳本程序 ,垂直移動(dòng)量加 1 或減 1,當(dāng)然變化率 也可以選大些或小些 . 5) 計(jì)算垂直移動(dòng)一次腳本程序執(zhí)行次數(shù) :次數(shù) =下移時(shí)間 (上升時(shí)間 )/循環(huán)策略執(zhí) 32 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 行間隔 =5s/200ms=25 次 . 6) 計(jì)算 :垂直移動(dòng)量的最大值 =循環(huán)次數(shù) * 變化率 =25*1=25. 7) 在機(jī)械手監(jiān)控畫面中選中并雙擊上工件 ,彈出 屬性設(shè)置 窗口 . 8) 在 位置動(dòng)畫連接 一欄中選中 垂直移動(dòng) ,單擊 垂直移動(dòng) 選項(xiàng)卡 ,進(jìn)入該 頁 . 9) 按照?qǐng)D 410 所示在 表達(dá)式 一欄填入 :垂直移動(dòng)量 .在垂直移動(dòng)連接欄填入各 項(xiàng)參數(shù) .單擊 確認(rèn) 按鈕 ,存盤 . 10) 進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境 ,單擊 啟動(dòng) 按鈕 ,觀察動(dòng)作 . 圖 410 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 2,水平移動(dòng)動(dòng)畫連接 : 1) 水平移動(dòng)總距離的測(cè)量 :在工件初始位置和移動(dòng)目的地之間畫一條直線 ,記 26 下狀 態(tài)條大小指示 ,此參數(shù)即為總水平移動(dòng)距離 .移動(dòng)距離為 180. 2) 在數(shù)據(jù)庫中增加一個(gè)變量 :水平移動(dòng)量 ,數(shù)值型 ,初值為 0. 圖 411 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 3) 腳本程序中增加以下代碼 : IF 前伸 =0 THEN 水平移動(dòng)量 =水平移動(dòng)量 +1 ENDIF IF 后縮 =0 THEN 水平移動(dòng)量 =水平移動(dòng)量 1 ENDIF 27 4) 腳本程序執(zhí)行次數(shù) =后縮時(shí)間 (前伸時(shí)間 )/循環(huán)策略執(zhí)行時(shí)間 =10s/200s=50 次 . 水平移動(dòng)量的最大值 =循環(huán)次數(shù) *變化率 =50*1=50, 即當(dāng)水平移動(dòng)量 =50 時(shí) , 5) 計(jì)算 : 水平移動(dòng)距離為 180. 圖 421 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 6) 如圖 421 所示對(duì)右滑桿 ,機(jī)械手 ,上工件 ,氣夾分別進(jìn)行水平動(dòng)畫連接 . 參數(shù)設(shè)置的意思是 :當(dāng)水平移動(dòng)量 =0 時(shí) ,向右移動(dòng)距離為 0。處于放松狀態(tài) 39。當(dāng)表達(dá)式非零時(shí) ,選擇 : 對(duì)應(yīng)圖符不可見 .意思是 :當(dāng)工件夾緊標(biāo)志 =1 時(shí) ,下工件不