任務(wù)驅(qū)動課件(任務(wù)十 機(jī)械手搬運(yùn)和物料分揀)

PLC應(yīng)用技術(shù)南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與自動化系任務(wù)十、機(jī)械手搬運(yùn)和物料分揀二、教學(xué)目標(biāo)了解步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動模塊、直流電機(jī)、傳感器、開關(guān)電源等器件的原理及使用。了解位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)熟悉PLC的通信方法及通信指令的應(yīng)用。一、任務(wù)描述物件由機(jī)械手抓起，運(yùn)送到傳送帶的放料位置。物件在傳送帶上運(yùn)送，根據(jù)物件性質(zhì)，分揀裝置分別控制相應(yīng)氣缸動作，對物料進(jìn)行分揀。搬運(yùn)和分揀配合工作。四、知識點步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動模塊、直流電機(jī)、傳感器、開關(guān)電源等器件的原理及使用。自檢程序的編寫中斷指令高速計數(shù)器指令PLC通信指令。數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)運(yùn)算指令三、任務(wù)分析五、用PLC實現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)和物料分揀的控制系統(tǒng)設(shè)計I/O分配表I/O接線圖1.學(xué)生以組為單位進(jìn)行機(jī)械手搬運(yùn)和物料分揀的方案討論，并完成：

2.每組按照設(shè)計好的方案進(jìn)行軟件、硬件的調(diào)試工作梯形圖順序功能圖六、總結(jié)與討論實踐中出現(xiàn)的問題與解決方法本課程內(nèi)容全部結(jié)束，謝謝！1、中斷程序與中斷指令

中斷源及種類

中斷源，即中斷事件發(fā)出中斷請求的來源。S7-200可編程序控制器具有最多可達(dá)34個中斷源，每個中斷源都分配一個編號用以識別，稱為中斷事件號。這些中斷源大致分為三大類：通信中斷、輸入輸出中斷和定時中斷。

中斷程序（1）構(gòu)成中斷程序必須由三部分構(gòu)成：中斷程序標(biāo)號、中斷程序指令和無條件返回指令。（2）要求（3）編制方法（4）注意事項返回本節(jié)中斷指令

中斷優(yōu)先級中斷優(yōu)先級由高到低依次是：通信中斷、輸入輸出中斷、定時中斷。每種中斷中的不同中斷事件又有不同的優(yōu)先權(quán)。主機(jī)中的所有中斷事件及優(yōu)先級如表所示。中斷事件及優(yōu)先級中斷調(diào)用即調(diào)用中斷程序，使系統(tǒng)對特殊的內(nèi)部或外部事件作出響應(yīng)。系統(tǒng)響應(yīng)中斷時自動保存邏輯堆棧、累加器和某些特殊標(biāo)志存儲器位，即保護(hù)現(xiàn)場。中斷處理完成時，又自動恢復(fù)這些單元原來的狀態(tài)，即恢復(fù)現(xiàn)場。（1）中斷調(diào)用指令（2）注意事項（3）程序?qū)嵗绦驅(qū)嵗刂埔螅撼绦驅(qū)崿F(xiàn)的功能是調(diào)用I0.1輸入點的上升沿中斷，若發(fā)現(xiàn)I/O錯誤，則禁止本中斷，用外部條件可以禁止全局中斷。程序?qū)崿F(xiàn)：本程序如圖所示。中斷調(diào)用程序返回

2、高速計數(shù)指令

可編程序控制器的普通計數(shù)器的計數(shù)過程與掃描工作方式有關(guān)，CPU通過每一掃描周期讀取一次被測信號的方法來捕捉被測信號的上升沿，被測信號的頻率較高時，會丟失計數(shù)脈沖，因此普通計數(shù)器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計數(shù)器可以對普通計數(shù)器無能為力的事件進(jìn)行計數(shù)，CPU221和CPU222有4個高速計數(shù)器，其余的CPU有6個高速計數(shù)器，最高計數(shù)頻率為30kHz，可設(shè)置多達(dá)12種不同的操作模式。用高速計數(shù)器可實現(xiàn)高速運(yùn)動的精確控制

高速計數(shù)器的工作模式高速計數(shù)器的工作模式分為下面的4大類:(1)無方向輸入信號的單相加/減計數(shù)器(模式0~2)，可用高速計數(shù)器的控制字節(jié)的第3位來控制加計數(shù)或減計數(shù)。該位為1時為加計數(shù)，為0時為減計數(shù)。

(2)有方向輸入信號的單相加/減計數(shù)器(模式3~5)，方向輸入信號為1時為加計數(shù)，為0時為減計數(shù)。

(3)有加計數(shù)時鐘脈沖和減計數(shù)時鐘脈沖輸入的雙相計數(shù)器(模式6~8)，若加計數(shù)脈沖和減計數(shù)脈沖的上升沿出現(xiàn)的時間間隔不到0.3ms，，高速計數(shù)器會認(rèn)為這兩個事件是同時發(fā)生的，當(dāng)前值不變，也不會有計數(shù)方向變化的指示。反之，高速計數(shù)器就能夠捕捉到每一個獨立事件。

(4)A/B相正交計數(shù)器(模式9~11），它的兩路計數(shù)脈沖的相位互差90。正轉(zhuǎn)時A相時鐘脈沖比B相時鐘脈沖超前90，反轉(zhuǎn)時A相時鐘脈沖比B相時鐘脈沖滯后90。利用這一特點可以實現(xiàn)在正轉(zhuǎn)時加計數(shù)，反轉(zhuǎn)時減計數(shù)。數(shù)量及編號高速計數(shù)器在程序中使用時的地址編號用HCn來表示（在非程序中有時用HSCn），HC表編程元件名稱為高速計數(shù)器，n為編號。

HCn除了表示高速計數(shù)器的編號之外，還代表兩方面的含義：高速計數(shù)器位和高速計數(shù)器當(dāng)前值。編程時，從所用的指令可以看出是位還是當(dāng)前值。不同型號的PLC主機(jī)，高速計數(shù)器的數(shù)量對應(yīng)如下表所示。高速計數(shù)器的外部輸入信號各計數(shù)器有專用的時鐘脈沖、方向控制、復(fù)位及啟動輸入端子，有的計數(shù)器只有部分輸入端子。各高速計數(shù)器的外部輸入信號如表6-25和表6-26所示。只有CPU224、CPU226和CPU226XM有HSC1和HSC2。選用某個高速計數(shù)器在某種工作模式下工作，高速計數(shù)器的輸入端不是任意選擇，必須按系統(tǒng)指定的輸入點。如表所示。

高速計數(shù)指令

高速計數(shù)器指令有兩條：HDEF和HSC。（1）HDEF指令HDEF，定義高速計數(shù)器指令。使能輸入有效時，為指定的高速計數(shù)器分配一種工作模式，即用來建立高速計數(shù)器與工作模式之間的聯(lián)系。梯形圖指令盒中有兩個數(shù)據(jù)輸入端：HSC，高速計數(shù)器編號，為0~5的常數(shù)，字節(jié)型；MODE，工作模式，為0~11的常數(shù)，字節(jié)型。（2）HSC指令HSC，高速計數(shù)器指令。使能輸入有效時，根據(jù)高速計數(shù)器特殊存儲器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的工作模式，設(shè)置高速計數(shù)器并控制其工作。梯形圖指令盒數(shù)據(jù)輸入端N：高速計數(shù)器編號，為0~5的常數(shù)，字型。與高速計數(shù)器有關(guān)的特殊存儲器

1.高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，程序運(yùn)行時根據(jù)運(yùn)行狀況自動使某些位置位，可以通過程序來讀相關(guān)位的狀態(tài)，用以作為判斷條件實現(xiàn)相應(yīng)的操作。狀態(tài)字節(jié)中各狀態(tài)位的功能如表所示。每個高速計數(shù)器都有固定的特殊功能存儲器與之相配合，完成高速計數(shù)功能。具體對應(yīng)關(guān)系如表所示。2.高速計數(shù)器的控制字節(jié)

（1）選擇計數(shù)器及工作模式

（2）設(shè)置控制字節(jié)

（3）執(zhí)行HDEF指令

（4）設(shè)定當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值

（5）設(shè)置中斷事件并全局開中斷

（6）執(zhí)行HSC指令

3.使用高速計數(shù)器時，要按以下步驟進(jìn)行：4.應(yīng)用實例

要對一高速事件精確控制，通過對脈沖信號進(jìn)行增計數(shù)，計數(shù)當(dāng)前值達(dá)到24產(chǎn)生中斷，重新從0計數(shù)，對中斷次數(shù)進(jìn)行累計。計數(shù)方向用一個外部信號控制，并能實現(xiàn)外部復(fù)位。所用的主機(jī)型號為CPU221。設(shè)計步驟：①選擇高速計數(shù)器HSC0，并確定工作方式4。②令SM37=16#F8③執(zhí)行HDEF指令，輸入端HSC為0，MODE為4。④裝入當(dāng)前值，令SMD38=0。⑤裝入設(shè)定值，令SMD42=24。⑥執(zhí)行中斷連接ATCH指令，輸入端INT為INT0，EVNT為10。

返回3、PLC的通信指令S7-2002的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議1.控制寄存器將特殊標(biāo)志寄存器中的SMB30和SMB130的低2位置為2#10，其他位為0，即SMB30和SMB130的值為16#2，則可以控制將S7-200CPU設(shè)置為PPI主站模式。2.傳送數(shù)據(jù)表

（1）數(shù)據(jù)表格式執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)讀寫指令時，PPI主站與從站之間的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表的格式傳送。傳送數(shù)據(jù)表的程式描述如表7.4所示。

傳送數(shù)據(jù)表格式（2）狀態(tài)字節(jié)傳送數(shù)據(jù)表中的第一個字節(jié)為狀態(tài)字節(jié)，各位及其的含義如下：E1、E2、E3、E4錯誤編碼。如果執(zhí)行指令后E位為1，則由這4位返回一個錯誤碼。這4位組成的錯誤編碼及含義如表7.5所示。

錯誤編碼網(wǎng)絡(luò)讀寫指令

網(wǎng)絡(luò)指令有兩條：NETR和NETW。1.NETR指令NETR，網(wǎng)絡(luò)讀指令。使能輸入有效時，指令初始化通信操作，通過通信端口PORT從遠(yuǎn)程設(shè)備上接收數(shù)據(jù)并形成數(shù)據(jù)表TBL。NETR指令最多可從遠(yuǎn)程站點上讀16個字節(jié)的信息。指令格式：NETR TBL, PORT

例：NETR VB200,02.NETW指令NETW網(wǎng)絡(luò)讀指令。使能輸入有效時，指令初始化通信操作，通過端口PORT將數(shù)據(jù)表TBL中的數(shù)據(jù)發(fā)送到從遠(yuǎn)程設(shè)備。NETW指令最多可向遠(yuǎn)程站點上寫16個字節(jié)的信息。指令格式：NETW TBL, PORT使能流輸出ENO為0的出錯條件為：SM4.3（運(yùn)行時間）、0006（間接尋址）。3.FILL指令內(nèi)存填充指令。使能輸入有效時，用包含在地址IN中的字值寫入N個連續(xù)字，從地址OUT開始。N的范圍是1~255.應(yīng)用實例

有一簡單網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)如下圖所示。其中TD200為主站，在RUN模式下，CPU224在用戶程序中允許PPI主站模式，可以利用NETR和NETW指令來不斷讀寫兩個CPU221模塊中的數(shù)據(jù)。操作要求：站4要讀寫兩個遠(yuǎn)程站（站2和站3）的狀態(tài)字節(jié)和計數(shù)值（分別放在VB100和VW101中）。如果某個遠(yuǎn)程站中的計數(shù)值達(dá)到200，站4將發(fā)生一定動作，并將該遠(yuǎn)程站的計數(shù)值清0，重新計數(shù)。CPU224通信端口號為0，從VB200開始設(shè)置接收和發(fā)送緩沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從VB200開始，發(fā)送緩沖區(qū)從VB250開始，內(nèi)容如表7.6所示。該網(wǎng)絡(luò)通信用戶程序如圖7.18所示。

緩沖區(qū)設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)程序?qū)嵗?）網(wǎng)絡(luò)程序?qū)嵗?）返回任務(wù)十、機(jī)械手搬運(yùn)和物料分揀任務(wù)分析機(jī)械手的動作步驟：(1)、橫軸前升(2)、手旋轉(zhuǎn)到位(3)、電磁閥動作，手張開(4)、豎軸下降(5)、電