大小球分揀機(jī)械手的多方式控制

1、大小球分揀機(jī)械手的多方式控制教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)多種工作方式的系統(tǒng)順控制序程序的設(shè)計(jì)方法。學(xué)習(xí)多種工作方式的系統(tǒng)順控制功能圖的繪制。學(xué)習(xí)多種工作方式的系統(tǒng)順控制方法。掌握步進(jìn)指令使用規(guī)則和編程方法。能力目標(biāo)會根據(jù)實(shí)際控制要求設(shè)計(jì)多分支流程順序控制PLC的外圍電路。會根據(jù)實(shí)際控制要求設(shè)計(jì)多分支流程順序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。具備狀態(tài)編程的思想和能力。項(xiàng)目任務(wù)項(xiàng)目有任務(wù)：大小球分揀機(jī)械手的控制。在復(fù)雜的順序控制中常用選擇性，并行性流程的組合，通過此任務(wù)的訓(xùn)練，學(xué)習(xí)較復(fù)雜的流程額程序設(shè)計(jì)方法，掌握多種工作方式的編程方法和技巧。相關(guān)理論知識為了滿足生產(chǎn)需要，很多工業(yè)設(shè)備要設(shè)置多種工作方式，例如手動與自動工作方式。如何

2、將多種工作方式的功能融入到一個(gè)程序中，是梯形圖設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。一操作方式的分類設(shè)備的操作方大致分為手動和自動兩種方式，在這種兩種方式下再分為其他運(yùn)行方式。其中手動方式是用各自的 按鈕是各個(gè)負(fù)載單獨(dú)接通或斷開的方式，此方式下回原點(diǎn)點(diǎn)按鈕時(shí)，被控的機(jī)械自動向原點(diǎn)回歸。自動方式又分為單步運(yùn)行，單周期運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行等方式。單步運(yùn)行未按動一次啟動按鈕，動作前進(jìn)一個(gè)弓步或工序。單周期運(yùn)行是在原點(diǎn)位置按動啟動按鈕，自動運(yùn)行一遍再在原點(diǎn)停止；若在中途按動停止按鈕就停止運(yùn)行；再按動啟動按鈕，從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，回到原點(diǎn)后自動停止。連續(xù)運(yùn)行方式是在原點(diǎn)位置按動啟動按鈕，開始連續(xù)的反復(fù)運(yùn)行；若途中按動停止按鈕，動作將

3、繼續(xù)道原點(diǎn)位置才停止。對于多工作方式的編程，一般情況，配合初始狀態(tài)指令的編程，可以很方便的實(shí)現(xiàn)；如果不使用初始狀態(tài)指令也可以通過跳轉(zhuǎn)指令來實(shí)現(xiàn)。具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的梯形圖總體結(jié)構(gòu)如圖2-4-1所示。選擇手動方式時(shí)手動開關(guān)XO為OFF，執(zhí)行公用程序和手動程序。與主程序結(jié)束指令，則結(jié)束，不再執(zhí)行自動程序。若選擇自動工作方式時(shí)，XO為ON，將跳過手動程序，執(zhí)行自動程序。二跳轉(zhuǎn)指令CJ(P)FNC001功能在滿足跳轉(zhuǎn)條件之后的各個(gè)掃描周期中，PLC將不再掃描跳轉(zhuǎn)指令與跳轉(zhuǎn)指針Pn之間的程序，即跳到以指針Pn為入口的程序段中執(zhí)行。直到跳轉(zhuǎn)的條件不再滿足，跳轉(zhuǎn)停止進(jìn)行。2操作范圍D.范圍P0p63

4、允許編制修改。3程序步CJ，CJ(P)的程序?yàn)?步；標(biāo)號的程序步為1步。4程序表達(dá)式跳轉(zhuǎn)指令在梯形圖中使用的情況如圖2-4-2所示，圖中跳轉(zhuǎn)指針P8，P9分別對CJ,P8及CJ,P9二條跳轉(zhuǎn)指令。當(dāng)XO置1，跳轉(zhuǎn)指令CJP8執(zhí)行條件滿足，程序從CJP8指令處跳轉(zhuǎn)至標(biāo)號P8處，XO常閉觸點(diǎn)斷開，僅執(zhí)行梯形圖中左后三行程序。在圖2-4-2中，跳轉(zhuǎn)發(fā)生前后輸入或其他器件發(fā)生變化對程序執(zhí)行結(jié)果的影響如表2-4-1所示。元件跳轉(zhuǎn)前觸點(diǎn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)后觸電狀態(tài)跳轉(zhuǎn)后線圈狀態(tài)Y,M,SX1，X2,X3,為OFFX1，X2，X3為ONY1，M1，SI為OFFX1，X2,X3,為ONX1，X2,X3,為OFFY1，M

5、1，SI為ON10ms定時(shí)器，100ms定時(shí)器X4為OFFX4為ON定時(shí)器不動作X4為ONX4為OFF定時(shí)器停止，為OFF后接著計(jì)時(shí)1MS定時(shí)器X5為OFF,X6為OFFX6為ON定時(shí)器不動作X5為OFF，X6為ONX6為OFF定時(shí)器停止，XO為OFF計(jì)數(shù)器X57為OFF,X10為OFFX10為ON計(jì)時(shí)器不動作X7OFF,X10ONX10OFF計(jì)時(shí)器停止，X0為OFF后接著計(jì)數(shù)功能指令X11OFFX11ON除FNC52FNC59之外的其他功能指令不執(zhí)行X11ONX11OFF從表格中可以看到以下幾點(diǎn)。處于被跳過程序中的輸出繼電器Y，輔助繼電器M，狀態(tài)寄存器繼電器S由于該程序不再執(zhí)行，即使梯形圖中

6、涉及的工作條件發(fā)生變化，他們的工作狀態(tài)將保持跳轉(zhuǎn)發(fā)生前的狀態(tài)不變。被跳過程序段中的時(shí)間繼電器T及機(jī)器數(shù)C，無論其是否具有掉電保持功能 ，由于相關(guān)程序停止執(zhí)行，他們的現(xiàn)實(shí)值寄存器被鎖定，跳轉(zhuǎn)發(fā)生后其計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)值保持不變。在跳轉(zhuǎn)中止，程序繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)器將繼續(xù)進(jìn)行。另外，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)器的復(fù)位指令具有優(yōu)先權(quán)，及時(shí)復(fù)位指令位于被跳過的程序中，當(dāng)執(zhí)行條件滿足時(shí)，復(fù)位工作也將執(zhí)行。5指令使用注意事項(xiàng)由于跳轉(zhuǎn)指令具有選擇程序的功能。在同一程序且位于因跳轉(zhuǎn)而不會被同時(shí)執(zhí)行程序段中的統(tǒng)一線圈不被視位雙線圈。可以有多條跳轉(zhuǎn)指令使用同一標(biāo)號。在圖2-4-3中，如X21接通，第一條跳轉(zhuǎn)指令有效，從這一步跳到標(biāo)號

7、p9。如果X21斷開，而X22接通，則第二條跳轉(zhuǎn)指令有效，程序從第一個(gè)跳轉(zhuǎn)止領(lǐng)隊(duì)贏兩個(gè)標(biāo)號的情況存在，雞再通依程序中不允許存在兩個(gè)相同的標(biāo)號。在編寫跳轉(zhuǎn)指令表時(shí)，標(biāo)號需占一行。標(biāo)號一般設(shè)在相關(guān)的跳轉(zhuǎn)指令之后，也可設(shè)在跳轉(zhuǎn)指令之前，如圖2-4-4所示。應(yīng)注意的是，從程序執(zhí)行順序來看，如果X24接通約200MS以上，造成該程序的執(zhí)行時(shí)間超過了警戒時(shí)鐘設(shè)定值，會發(fā)生監(jiān)視定時(shí)器出錯(cuò)。使用CJ(P)指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)只執(zhí)行一個(gè)掃面周期，但若用輔助繼電器M8000作為跳轉(zhuǎn)指令的工作條件，跳轉(zhuǎn)就成為無條件跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)可用來執(zhí)行程序初始化工作，如圖2-4-5所示，在PLC運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期中，跳轉(zhuǎn)CJP7將不執(zhí)行，

8、程序執(zhí)行初始化程序不被夸過，不再執(zhí)行。6指令的應(yīng)用為了提高設(shè)備的可靠性和調(diào)試需要，許多設(shè)備要建立兩種工作方式。而這就需要在程序中編排兩段程序，一段用于手動，一段用于自動，而他們都有都有相同的控制對象，只是完成動作的要求不同而已。在梯形圖中，往往會出現(xiàn)雙重線圈，用跳步指令就很容易解決這類問題。其典型的框圖如圖2-4-6所示。圖中輸入繼電器X0為手動/ 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)XO置1時(shí)，執(zhí)行自動工作方式，置0時(shí)執(zhí)行手動工作方式。三子程序指令子程序是為一些特定的控制目的編制的相對獨(dú)立的程序。為了區(qū)別與主程序，規(guī)定在程序編排時(shí)，將主程序排在前邊，子程序排在后邊，并以主程序結(jié)束指令FEND將這兩部分隔開。1子

9、程序調(diào)用指令CALL(P)FNC01(16功能：當(dāng)子程序調(diào)用指令的執(zhí)行條件為ON時(shí)，CALL指令使程序跳到標(biāo)號處，子程序被執(zhí)行。操作范圍：【D.】范圍為P0p62(允許變址修改程序步:CALL(P)的程序步為3步；標(biāo)號P的程序?yàn)?步。2子程序返回指令SRET FNC021功能：返回主程序。2操作數(shù)：無 。3程序步：1步。3主程序結(jié)束指令FEND FNC061功能：表示主程序結(jié)束。執(zhí)行到FEND指令是機(jī)器進(jìn)行輸出，輸入處理，監(jiān)視定時(shí)器刷新之后，返回0步的程序。2操作數(shù)：無3程序步：1步。4程序表達(dá)式子程序調(diào)用指令在梯形圖中使用的情況如圖2-4-7所示。圖中子程序調(diào)用指令CALL安排在朱程序段中，

10、XO是子程序執(zhí)行的條件，當(dāng)X0置1時(shí)，執(zhí)行指針標(biāo)號為P10的子程序一次。在SRET指令執(zhí)行后程序回到主程序中的104步處。子程序P10安排在主程序結(jié)束指令FEND之后，標(biāo)號P10和子程序返回指令SRET之間的程序構(gòu)成P10子程序的內(nèi)容，若主城中帶有多個(gè)子程序或子程序嵌套子程序時(shí)，子程序可一次列在主程序結(jié)束指令之后，并以不同的標(biāo)號區(qū)別。5指令使用注意事項(xiàng)標(biāo)號范圍從P0P62,但同一標(biāo)號不能出現(xiàn)多于1次，CJ指令中用過的標(biāo)號號不能重復(fù)再用，但不同CALL指令可調(diào)用同一標(biāo)號的子程序。在子程序中可再有CALL子程序，形成子程序嵌套，總數(shù)可有五級嵌套，圖2-4-8是一級嵌套例子，子程序P1只執(zhí)行一次，當(dāng)

11、子程序P1開始執(zhí)行并X2置1時(shí)，程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序P2，當(dāng)P2執(zhí)行完畢后又回到P1原點(diǎn)斷點(diǎn)處執(zhí)行P,知道P1執(zhí)行完成后返回主程序。6指針P指針p用于跳轉(zhuǎn)指令和子程序調(diào)用在梯形圖中，指針放在左母線左邊，F(xiàn)X1s有64點(diǎn)指針，（P0p63）,FX1N,FX2N,FX2NC,有128點(diǎn)指針P0p127.指針可以出現(xiàn)在想贏跳轉(zhuǎn)指令之前，但是如果反復(fù)跳轉(zhuǎn)的時(shí)間超過監(jiān)控定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間，會引起監(jiān)控定時(shí)器的出錯(cuò)，一個(gè)指針只能出現(xiàn)一次，如果出現(xiàn)兩次以上，則會出錯(cuò)。如果用M8000的常開觸點(diǎn)驅(qū)動CJ指令，相當(dāng)于無條件跳轉(zhuǎn)指令，因?yàn)檫\(yùn)行特殊輔助繼電器M8000總是ON。設(shè)Y,M,S,被OUT,SET,RST,指令

12、驅(qū)動，跳轉(zhuǎn)期間即使驅(qū)動Y,M,S的電路狀態(tài)改變了，他們依舊保持跳轉(zhuǎn)前的的狀態(tài)。P63是END所在的步序，在程序中不需要設(shè)置P63.四初始指令I(lǐng)ST FNC601. 功能IST與STl指令一起使用，用于自動設(shè)置多種工作方式的順序控制系統(tǒng)的狀態(tài)和設(shè)置有關(guān)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)編程。2.操作數(shù)范圍.S.:X.Y.M用來指定運(yùn)行模式的起始輸入。.DI.,D2.:S20S899.DI指定自動操作模式中工作狀態(tài)的最小序號，D2指定自動操作模式中工作狀態(tài)最大序號。3. 程序步。IST指令的程序步為7步。4. 程序表達(dá)式5. IST指令在梯形圖中使用的說明如圖2-4-9所示6.如果M8OO2接通，執(zhí)行IST指

13、令，指令指定自動方式中用到的最小狀態(tài)編號為S20，最大狀態(tài)編號為S29.從X10開始的連續(xù)的8個(gè)粗乳墊的功能是固定的。5指令使用注意事項(xiàng)1如果驅(qū)動初始化指令，下列元件被自動切換控制，但是如果驅(qū)動輸入處于OFF狀態(tài)，則不變化。M8040：轉(zhuǎn)移禁止 S0：各個(gè)操作的初始狀態(tài)M8041：轉(zhuǎn)移開始 S1：原點(diǎn)復(fù)歸的初始狀態(tài)M8042：啟動脈沖 S2：自動運(yùn)行的初始狀態(tài)M8047: 監(jiān)控有效 2如果使用初始化指令，則S10S19可作為原點(diǎn)復(fù)歸用，因此，在編程中請勿將這些狀態(tài)作為通電用狀態(tài)使用。另外，S0S9作為初始狀態(tài)處理，S0S2作為如上述的各個(gè)操作，原點(diǎn)復(fù)歸一級自動運(yùn)行使用。3IST指令應(yīng)放在程序開

14、始的地方，他必須寫在第一個(gè)STL指令之前，且此指令在一個(gè)程序中只能使用一次。4.4項(xiàng)目操作的內(nèi)容與步驟項(xiàng)目任務(wù)：大小球分揀機(jī)械手的控制（多種工作方式：手動，自動單步，單調(diào)期，連續(xù)）分揀系統(tǒng)示意圖如圖2-3-10所示。其控制要求如下：啟動后，當(dāng)接近開過關(guān)檢測到有球時(shí)電磁桿就下降，如果電磁鐵碰到大球時(shí)下限位開關(guān)不動作，如果電磁鐵配到小球時(shí)下限位開關(guān)動作，。電磁感下降2s后電磁鐵吸球，吸球1s后上升，到上限位后機(jī)械臂右移，如果吸的是小球，機(jī)械臂到小球位，電磁感下降2s，電磁鐵失電釋放小球，如果吸的是大球，機(jī)械臂就到大球位，電磁桿下降2s，電磁鐵失電釋放大球，停留1s后上升。到上限位后機(jī)械臂左移到左限

15、位，并重復(fù)上述動作。如果要停止，比遜在完成一次上述動作后到左限位停止。此項(xiàng)目可按照如下操作步驟完成。1I/O分配及接線圖根據(jù)控制要求，分配輸入、輸出端口，并畫出端口的接線原理圖。1I/O分配表表2-4-2 輸入/輸出端口分配序號輸入設(shè)備輸入點(diǎn)序號輸入設(shè)備輸入點(diǎn)序號輸出設(shè)備輸出點(diǎn)1接近開關(guān)X011連續(xù)X141上升Y02左限位X112回原點(diǎn)啟動X152下降Y13大球右限位X213啟動X163右行Y24小球右限位X314停止X164左行Y35上限位X415吸和X175吸和Y46下限位X516釋放X207手動X1017上升X218回原點(diǎn)X1118下降X229單步X1219右行X2310單周期X1320

16、左行X242. 端口接線圖如圖2-4-11所示3.4. 基于多方式工作，各個(gè)工作方式的切換可以設(shè)計(jì)亦可控制面板，如圖2-3-12所示5. 。X10X14中同時(shí)只能有一個(gè)處于接通狀態(tài)，所以必須使用選使用選擇開關(guān)，以保證這5個(gè)數(shù)入中不可能有兩個(gè)同時(shí)為ON.2根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1. 根據(jù)控制要求可把自動控制過程分成如下若干步，每一步用狀態(tài)來表示，找出其驅(qū)動處理的對象和狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。若為小球，則需幾步： 若為大球，則需幾步：S20：下降，延遲，小球延遲到。 S20：下降，延時(shí)，大球延時(shí)到。S21:吸球，延時(shí)，延時(shí)間。 S24:吸球，延時(shí)，延時(shí)到。S22;上升，上升到位。 S25:上升，上升到位

17、。S23：右移，右移到小球位 S26:右移，有一道大球位。S27：下降，下限位。 S27:下降，下降到大球位。S28：釋放，延時(shí)。 S28:釋放，延時(shí)。S29:上升，上限位。 S29：上升，上限位。S30：左移，左移到位，回原點(diǎn)。 S3O:左移，左限位，回原點(diǎn)。2根據(jù)控制要求，把整個(gè)控制過程分成若干個(gè)小的功能模塊，逐個(gè)完成程序設(shè)計(jì)。.初始化程序系統(tǒng)的初始化程序用來設(shè)置初始化合原點(diǎn)位置條件。此程序的初始化如圖2-4-13所示。圖2-4-13中IST指令的源操作輸X10用來指定與工作有關(guān)的輸入繼電器的首元件。它實(shí)際上指定了從X10開始的8個(gè)輸入繼電器，他們非別具有以下意義。X10：手動X11：回原

18、點(diǎn)。X12：單步運(yùn)行。X13：單周期運(yùn)行X14:連續(xù)運(yùn)行X15:回原點(diǎn)啟動X16：自動操作啟動X17：停止IST指令的執(zhí)行條件滿足時(shí)，初始狀態(tài)S0S2和下列的特殊輔助繼電器被自動指定為以下功能，以后即使IST指令的執(zhí)行條件變?yōu)镺FF，這些元件的功能仍然保持不變。M8040：為1時(shí)禁止所有狀態(tài)轉(zhuǎn)化。M8041：轉(zhuǎn)化啟動。M8042：啟動脈沖。M8043：回原點(diǎn)完成。M8044:原點(diǎn)條件滿足。M8047:STL監(jiān)控有效。S0：手動操作初始狀態(tài)。S1：回原點(diǎn)初始狀態(tài)。S2：自動操作初始。如果改變了當(dāng)前選擇的工作方式，在回原點(diǎn)完成標(biāo)志M8043變?yōu)镺N之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)镺FF。STL,監(jiān)控有

19、效標(biāo)志M8047的線圈通電時(shí)，當(dāng)前的活動對應(yīng)的狀態(tài)的原件號按從大到小的順序排列，存放在特殊數(shù)據(jù)寄存器D8040D8047中，因此可以監(jiān)控8點(diǎn)活動步對應(yīng)的狀態(tài)元件號。此外，若有任何一個(gè)狀態(tài)變?yōu)镺N，特殊輔助繼電器M8046將為ON.2. S手動程序手動程序用初始狀態(tài)S0控制，如圖2-4-14S所示，因?yàn)槭謩映绦?，自動程序，和回原點(diǎn)程序均用STL觸電驅(qū)動，這3部分程序的切換由IST指令控制，不會同時(shí)被驅(qū)動。如果不使用IST指令初始化編程，則可以用CJ指令來切換自動程序和手動程序。自返回原點(diǎn)成程序自動返回原點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移及梯形圖如圖2-4-15所示，當(dāng)原點(diǎn)條件滿足時(shí)，輔助繼電器M8044為ON.自動返回結(jié)束后，用SET指令將M8043,置為ON并用RST指令將回原點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中最后一步S12復(fù)位。其系統(tǒng)梯形圖見圖2-4-15（B）自動程序自動程序的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖2-4-16所示，特殊輔助繼電器M8041和M8044是從自動程序的初始步S2轉(zhuǎn)換到下一步S20的轉(zhuǎn)換條件。使用IST指令后，系統(tǒng)的手動，單周期，單步，連續(xù)和回原點(diǎn)這幾種工作方式的切換是系統(tǒng)程序自動