《PLC與變頻器控制》課件 項(xiàng)目三 順序控制系統(tǒng)

任務(wù)一步進(jìn)順控編程認(rèn)識項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一任務(wù)描述二狀態(tài)繼電器三狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖四

步進(jìn)、步進(jìn)結(jié)束指令五步進(jìn)編程注意事項(xiàng)學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠根據(jù)控制要求熟練設(shè)計(jì)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；2.能夠?qū)顟B(tài)流程圖轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖。知識目標(biāo)1.掌握軟元件S的名稱、符號、功能及編號;2.掌握狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)方法、要素及結(jié)構(gòu);3.掌握步進(jìn)順控指令的名稱、符號、功能及編程方法;4.掌握步進(jìn)指令編程規(guī)則及編程方法。一任務(wù)描述梯形圖編程方式比較形象直觀，容易被廣大電氣技術(shù)人員所接受，但是對于一些復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制系統(tǒng)，其內(nèi)部存在復(fù)雜的聯(lián)鎖、互動(dòng)等關(guān)系，在程序的設(shè)計(jì)、修改等方面都帶來很大的難度。而近幾年，新產(chǎn)生的PLC在梯形圖語言之外還增加了符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的順序功能圖編程語言。順序功能圖（SequentialFunctionChart，簡稱SFC）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形語言，專門用于編制順序控制程序。復(fù)習(xí)：三種編程語言？一任務(wù)描述（一）順序控制所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝的流程順序，在輸入信號及內(nèi)部軟元件的作用下，使各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地運(yùn)行。使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)程序時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，然后把狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖或指令表。一

任務(wù)描述（二）以4個(gè)廣告燈控制為例介紹按下起動(dòng)按鈕，紅燈點(diǎn)亮1S→綠燈點(diǎn)亮1S→黃燈點(diǎn)亮1S→藍(lán)燈點(diǎn)亮1S→循環(huán)工作（先不考慮停止的問題）結(jié)合控制要求畫出工作流程圖。注：要讓PLC來識別大家熟悉的流程圖，就需要把流程圖“翻譯”成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。工作流程圖二

狀態(tài)繼電器1.符號：S（大寫）2.地址：十進(jìn)制（0-9）如：S0S1S2.....3.功能：用來記錄系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要軟元件，經(jīng)常與步進(jìn)梯形圖指令STL結(jié)合使用。不用步進(jìn)順控指令時(shí)，狀態(tài)繼電器也可以作為輔助繼電器在程序中使用。二

狀態(tài)繼電器4.分類（1）初始狀態(tài)繼電器S0—S9共10點(diǎn)。（2）回零狀態(tài)繼電器S10—S19共10點(diǎn)。（3）通用狀態(tài)繼電器S20—S499共480點(diǎn)。（4）保持狀態(tài)繼電器S500—S899共400點(diǎn)。（5）報(bào)警用狀態(tài)繼電器S900—S999共100點(diǎn)，這100個(gè)狀態(tài)繼電器可用作外部故障診斷。二

狀態(tài)繼電器5.動(dòng)作原理（1）在基本指令中作為輔助繼電器使用時(shí)，線圈得電，觸點(diǎn)動(dòng)作（常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開）；線圈失電，對應(yīng)觸點(diǎn)復(fù)位

（常開觸點(diǎn)斷開復(fù)位，常閉觸點(diǎn)閉合復(fù)位）。（2）在步進(jìn)梯形圖中，結(jié)合步進(jìn)指令使用，作為步進(jìn)觸頭控制每步程序的輸出。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（一）功能狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖又稱狀態(tài)流程圖（順序功能圖），它是一種用狀態(tài)繼電器來表示的順序功能圖。在順序控制中，把每一個(gè)工序叫做一個(gè)狀態(tài)，當(dāng)一道工序完成后做下一道工序，可以表達(dá)成從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)狀態(tài)。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1.每一個(gè)階段（或工序）用一個(gè)狀態(tài)繼電器S表示，稱為“步”S0—S9為初始狀態(tài)（初始步）：一般用M8002驅(qū)動(dòng)（雙線框）S20—S499中間狀態(tài)（活動(dòng)步）（單線框）2.輸出動(dòng)作（驅(qū)動(dòng)負(fù)載）：某步要完成的工作3.轉(zhuǎn)移方向：步與步之間的連接（無箭頭，則從上而下、從左到右）4.轉(zhuǎn)移條件：從上一步輸出轉(zhuǎn)移到下一步輸出的條件（用與或非邏輯關(guān)系表示）5.轉(zhuǎn)移目標(biāo)（二）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的組成（以廣告燈為例介紹）三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)步驟1.將整個(gè)控制過程按任務(wù)要求分解成若干道工序，其中的每一道工序?qū)?yīng)一個(gè)狀態(tài)（即“步”），并分配狀態(tài)繼電器。2.搞清楚每個(gè)狀態(tài)的功能。狀態(tài)的功能是通過狀態(tài)元件驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載（即線圈或功能指令）來完成的，負(fù)載可由狀態(tài)元件直接驅(qū)動(dòng)，也可由其他軟觸點(diǎn)的邏輯組合驅(qū)動(dòng)。3.找出每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和方向，即在什么條件下將下一個(gè)狀態(tài)“激活”。，即在什么條件下將下一個(gè)狀態(tài)“激活”。狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件可以是單一的一個(gè)觸點(diǎn)，也可以是多個(gè)觸點(diǎn)串、并聯(lián)電路的組合。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（四）以廣告燈控制為例介紹狀態(tài)轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)的過程當(dāng)某一狀態(tài)被“激活”而成為活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它右邊的電路才被處理（即掃描），即該狀態(tài)的負(fù)載才可以驅(qū)動(dòng)。當(dāng)該狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，就執(zhí)行轉(zhuǎn)移，即后續(xù)狀態(tài)對應(yīng)的狀態(tài)繼電器和負(fù)載被SET或OUT指令驅(qū)動(dòng)，后續(xù)狀態(tài)變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)原活動(dòng)步狀態(tài)對應(yīng)的狀態(tài)繼電器被自動(dòng)復(fù)位，其右邊的負(fù)載也復(fù)位（除SET指令驅(qū)動(dòng)的負(fù)載除外）。允許出現(xiàn)同名雙線圈。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（五）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的理解1.每步“有電”即“激活”，對應(yīng)狀態(tài)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)移處理才可以處理；2.對應(yīng)狀態(tài)“無電”即“未激活”；3.除初始狀態(tài)外，其他所有狀態(tài)只有在其前一個(gè)狀態(tài)處于“激活”且轉(zhuǎn)移條件成立時(shí)才能被“激活”；4.一旦下一個(gè)狀態(tài)被“激活”，上一個(gè)狀態(tài)自動(dòng)變成“無電”；（若要讓上一個(gè)動(dòng)作保持，可以使用同名雙線圈輸出，也可以使用置位指令讓動(dòng)作保持，都必須用復(fù)位指令清零復(fù)位）5.類似“接力賽跑”：只干自己的事情，不考慮其他。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（六）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)1.可以把復(fù)雜的控制任務(wù)或控制過程分解成若干個(gè)狀態(tài)，有利于程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。2.相對某一個(gè)具體的狀態(tài)來說，控制任務(wù)簡單了，給局部程序的編制帶來了方便。3.整體程序是局部程序的綜合，只要搞清楚各狀態(tài)需要完成的工作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)。4.這種流程圖比較容易理解、直觀，可讀性很強(qiáng)，能方便地反映整個(gè)控制系統(tǒng)的流程。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（七）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的結(jié)構(gòu)1.單流程所謂單流程就是指狀態(tài)轉(zhuǎn)移只有一個(gè)流程，沒有其他分支。由單流程構(gòu)成的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就叫做單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（七）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的結(jié)構(gòu)2.選擇性流程由2個(gè)及2個(gè)以上的分支流程組成的，但是根據(jù)控制要求只能從中選擇1個(gè)分支流程執(zhí)行的程序，稱為選擇性流程程序。如：X002、X004是選擇條件，當(dāng)程序執(zhí)行到S20時(shí)，X002和X004誰先接通就執(zhí)行相應(yīng)的分支,則另一路分支就不能執(zhí)行（轉(zhuǎn)移條件X002和X004不能同時(shí)接通）。匯合狀態(tài)S26可由S22、S32中的任意一個(gè)驅(qū)動(dòng)。三

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（七）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的結(jié)構(gòu)3.并行性流程由2個(gè)及2個(gè)以上的分支流程組成的，但必須同時(shí)執(zhí)行各分支的程序，稱為并行性流程程序。如：當(dāng)程序執(zhí)行到S20時(shí)，如果X002接通，則把狀態(tài)同時(shí)傳給S21和S31，兩路分支同時(shí)執(zhí)行，當(dāng)兩路分支都執(zhí)行完以后，S22、S32均接通，且當(dāng)X003接通后，則把狀態(tài)傳給S26。所以并行性分支要把所有的分支都執(zhí)行完以后才可以往下執(zhí)行。四

步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（順序功能圖）設(shè)計(jì)程序時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，然后把狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖或指令表。四

步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令（一）步進(jìn)指令STL利用內(nèi)部軟元件狀態(tài)繼電器S的動(dòng)合接點(diǎn)與左母線相連，表示步進(jìn)控制的開始。（二）步進(jìn)結(jié)束指令RET表示步進(jìn)結(jié)束，返回主程序母線的指令。四

步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令步進(jìn)指令STL和RET的指令功能如表所列。助記符、名稱功能梯形圖表示和可用元件程序步STL步進(jìn)梯形圖步進(jìn)梯形圖開始

1RET返回步進(jìn)梯形圖結(jié)束

1四

步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令（三）使用說明狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖步進(jìn)梯形圖STLS22OUTY002LDX002SETS23STLS23.......RET

指令表步進(jìn)觸點(diǎn)注：狀態(tài)流程圖中的每一步對應(yīng)一段程序，每一步與其他步是完全隔離開的。每段程序一般包括負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理，指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)三個(gè)功能。當(dāng)轉(zhuǎn)移條件成立時(shí)，用SET指令置位下一步（狀態(tài)），上一個(gè)狀態(tài)（步）自動(dòng)復(fù)位。四

步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令（三）使用說明

步進(jìn)梯形（FX編程軟件）步進(jìn)觸點(diǎn)步進(jìn)觸點(diǎn)

步進(jìn)梯形圖（GX編程軟件）四

步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令（四）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖之間的轉(zhuǎn)換以廣告燈控制狀態(tài)轉(zhuǎn)圖為例，完成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖之間的轉(zhuǎn)換。（四）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖之間的轉(zhuǎn)換課堂練習(xí)1：將下面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖（四）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)梯形圖之間的轉(zhuǎn)換課堂練習(xí)2：畫出6盞彩燈循環(huán)點(diǎn)亮的狀態(tài)流程圖(點(diǎn)亮順序和時(shí)間可以任意設(shè)定），并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖和指令表。五

步進(jìn)編程注意事項(xiàng)對狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進(jìn)行編程，就是如何使用STL和RET指令的問題。用步進(jìn)指令進(jìn)行編程時(shí)，先畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，再把狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。1.狀態(tài)號不可重復(fù)使用。2.與STL指令相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD或LDI指令。3.初始狀態(tài)必須預(yù)先做好驅(qū)動(dòng)，否則狀態(tài)流程圖不可能向下進(jìn)行。一般用控制系統(tǒng)的初始的條件，若無初始條件，可由M8000或M8002驅(qū)動(dòng)。每個(gè)初始狀態(tài)下面的分支數(shù)總和不能超過16個(gè)，對總狀態(tài)數(shù)沒有限制。從每個(gè)分支點(diǎn)上引出的分支不能超過8個(gè)。4.負(fù)載驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)移處理必須在STL指令之后進(jìn)行，負(fù)載的驅(qū)動(dòng)通常使用OUT指令（也可以使用SET、RST及功能指令，還可以通過觸點(diǎn)及其組合來驅(qū)動(dòng)）。五

步進(jìn)編程注意事項(xiàng)5.狀態(tài)連續(xù)轉(zhuǎn)移用SET指令，非連續(xù)轉(zhuǎn)移用OUT指令。6.在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中允許使用雙線圈輸出。但是同一元件的線圈不能在同時(shí)為活動(dòng)狀態(tài)的STL程序中出現(xiàn)，在并行性分支中，要特別注意這個(gè)問題。7.在相鄰狀態(tài)中則不宜使用同一定時(shí)器線圈。8.在中斷和子程序內(nèi)，不能使用STL指令。9.在STL指令內(nèi)不能使用跳轉(zhuǎn)指令。10.在STL與RET指令之間不能使用MC、MCR指令。

本次課小結(jié)1.順序控制2.狀態(tài)繼電器認(rèn)識（重點(diǎn)）3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（功能順序圖）組成、設(shè)計(jì)步驟、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)等。（重點(diǎn)、難點(diǎn)）4.步進(jìn)指令、步進(jìn)結(jié)束指令認(rèn)識（重點(diǎn)）5.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)及與步進(jìn)梯形圖之間的轉(zhuǎn)換（重點(diǎn)、難點(diǎn)）6.步進(jìn)編程注意事項(xiàng)

任務(wù)2.1.1亞龍YL-235A光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置介紹項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一整機(jī)的概述

二可實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)了解YL-235A光機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)構(gòu)組成、功能。復(fù)習(xí)1.狀態(tài)繼電器的符號、功能、分類等？2.PLC的編程方式？3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的組成？步驟？結(jié)構(gòu)？4.步進(jìn)指令？步進(jìn)結(jié)束指令？5.步進(jìn)梯形圖的規(guī)則？6.功能指令的表現(xiàn)形式、數(shù)據(jù)長度、指令類型、操作數(shù)、常用功能指令的符號及功能？

一整機(jī)的概述 思考：YL-235A實(shí)訓(xùn)設(shè)備的功能、組成？

一整機(jī)的概述 觀看物料搬運(yùn)、傳送分揀視頻

一整機(jī)的概述 亞龍YL-235A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置是由鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺、典型的機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械部件、PLC模塊單元、觸摸屏模塊單元、變頻器模塊單元、按模塊單元、電源模塊單元、模擬生產(chǎn)設(shè)備實(shí)訓(xùn)模塊、接線端子排和各種傳感器等組成。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，實(shí)訓(xùn)裝置用于機(jī)械部件組裝，可根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械部件組裝生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，也可添加機(jī)械部件組裝其他生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，使整個(gè)裝置能夠靈活的按教學(xué)或者競賽要求組裝成具有模擬生產(chǎn)功能的機(jī)電一體化設(shè)備。模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架互換性強(qiáng)；按照具有生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競賽時(shí)可方便的選擇需要的模塊。

二可實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1.自動(dòng)檢測技術(shù)使用實(shí)訓(xùn)；2.氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)；3.可編程控制器編程實(shí)訓(xùn)

4.電氣控制電路實(shí)訓(xùn)；5.變頻器應(yīng)用實(shí)訓(xùn)；6.觸摸屏應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

7.自動(dòng)控制技術(shù)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)；8.機(jī)械系統(tǒng)安裝和調(diào)試實(shí)訓(xùn)；9.系統(tǒng)維護(hù)與故障檢測實(shí)訓(xùn)。該系統(tǒng)包含了機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、氣動(dòng)、觸摸屏控制、可編程控制器、傳感器，變頻調(diào)速等多項(xiàng)技術(shù)，為學(xué)生提供了一個(gè)典型的綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)境，使學(xué)生對過去學(xué)過的諸多單科的專業(yè)和基礎(chǔ)知識在這里能得到全面的認(rèn)識、鞏固、綜合的訓(xùn)練和實(shí)際運(yùn)用。

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹該裝置主要機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由實(shí)訓(xùn)臺、盤式下料機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、傳送分揀機(jī)構(gòu)、接線端子排等組成。（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)組成

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)組成實(shí)訓(xùn)臺盤式下料機(jī)構(gòu)1.料盤2.調(diào)節(jié)支架3.直流電機(jī)4.物料5.光電傳感器6.料臺機(jī)構(gòu)（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)組成搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹1.擺動(dòng)氣缸2.定位螺栓3.氣動(dòng)手爪4、6、9.磁性開關(guān)5.標(biāo)準(zhǔn)氣缸7.節(jié)流閥8.雙聯(lián)氣缸10.接近開關(guān)11.緩沖閥12.支架（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)組成傳送分揀機(jī)構(gòu)

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹1.磁性開關(guān)2.皮帶輸送機(jī)3.光電傳感器4.落料口5.料槽6.接近開關(guān)7.光纖8.進(jìn)氣機(jī)構(gòu)9.節(jié)流閥10.三相減速電機(jī)11.光纖放大器12.推料氣缸（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)組成接線端子排

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹接線端子排的作用：是機(jī)械部分與電氣部分相互聯(lián)系控制的紐帶。該裝置的電氣控制部分主要由電源模塊、PLC模塊、變頻器模塊、觸摸屏模塊、按鈕模塊、電磁閥、氣缸以及各種傳感器等組成。（二）電氣控制的組成

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹1.電源模塊（二）電氣控制的組成電源模塊主要包括一個(gè)三相漏電保護(hù)開關(guān)、兩位的單相電源插座。其中三條火線、零線經(jīng)過漏電保護(hù)開關(guān)被引導(dǎo)面板的安全插座上，地線也被相應(yīng)引到面板的安全插座上。該電源模塊負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹（二）電氣控制的組成采用三菱FX2N-48MR或FX3U-48MR繼電器輸出，它有24點(diǎn)輸入，24點(diǎn)輸出，所有接口均引到面板的安全插座上，使用時(shí)用安全插線連接。

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹2.PLC模塊（二）電氣控制的組成三菱E700-0.75KW控制傳送帶電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，所有接口采用安全插連接

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹3.變頻器模塊（二）電氣控制的組成

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

24V指示燈復(fù)位按鈕蜂鳴器轉(zhuǎn)換開關(guān)急停開關(guān)自鎖按鈕DC24V電源4.按鈕模塊（二）電氣控制的組成

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹5.各個(gè)模塊之間的電源連接a.電源連接（二）電氣控制的組成

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹5.各個(gè)模塊之間的電源連接b.PLC連接輸入端COM輸出端COM1（二）電氣控制的組成

三整機(jī)結(jié)構(gòu)介紹6.觸摸屏模塊7.電磁閥、氣缸以及各種傳感器電磁閥氣缸傳感器

本次課小結(jié)1.YL-235A實(shí)訓(xùn)設(shè)備的功能；2.YL-235A實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目；3.YL-235A實(shí)訓(xùn)設(shè)備的機(jī)械機(jī)構(gòu)組成；4.YL-235A實(shí)訓(xùn)設(shè)備的電氣控制組成。

任務(wù)2.1.2

氣動(dòng)機(jī)械手搬料機(jī)構(gòu)原理

項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理

三氣動(dòng)機(jī)械手搬料流程學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠分析氣動(dòng)機(jī)械手的氣動(dòng)回路原理；2.能夠分析氣動(dòng)機(jī)械手的搬料流程。知識目標(biāo)1.了解搬運(yùn)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及組成；2.掌握搬運(yùn)機(jī)械手的氣動(dòng)回路與電氣回路的工作原理。一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)思考：機(jī)械手應(yīng)用場合？機(jī)械手是機(jī)電一體化設(shè)備或自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中常用的裝置，用來搬運(yùn)物件或代替人工完成某些操作。一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)觀看視頻（氣動(dòng)機(jī)械手搬料視頻）一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)思考：氣動(dòng)機(jī)械手的組成？各組成部分的功能？搬運(yùn)功能？1－旋轉(zhuǎn)氣缸2－非標(biāo)螺絲3－手爪部件4－夾緊限位磁性開關(guān)5－提升氣缸6－上升限位磁性開關(guān)7－節(jié)流閥8－伸縮氣缸9－縮回限位磁性開關(guān)10－旋轉(zhuǎn)限位傳感器11－旋轉(zhuǎn)緩沖閥12－安裝支架整個(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動(dòng)作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（一）提升氣缸手爪提升氣缸：機(jī)械手手臂下降、上升，由雙控電磁閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。標(biāo)準(zhǔn)氣缸思考：節(jié)流閥的功能？伸縮幅度太大應(yīng)該調(diào)節(jié)進(jìn)氣口還是出氣口？一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（二）懸臂氣缸提升氣缸：機(jī)械手手臂伸出、縮回，由雙控電磁閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。雙活塞式氣缸一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（三）氣動(dòng)手爪氣動(dòng)手爪：抓取和松開物料，由雙控電磁閥控制，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，指示燈亮，在控制過程中不允許兩個(gè)線圈同時(shí)得電。氣動(dòng)手爪一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（四）擺動(dòng)氣缸（旋轉(zhuǎn)氣缸）擺動(dòng)氣缸：機(jī)械手手臂的左右旋轉(zhuǎn)，由雙控電磁閥控制。擺動(dòng)氣缸

葉片式齒輪齒條式一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（五）限位控制（傳感器）1.磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。檢測氣缸伸出和縮回是否到位，因此在前后位置各裝一個(gè)磁性傳感器，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)信號。在氣動(dòng)機(jī)械手的提升氣缸、伸縮氣缸前后位置及氣爪氣缸抓緊限位位置各安裝了一個(gè)磁性傳感器，一共5個(gè)。思考：磁性傳感器作為PLC的輸入信號還是輸出信號？為什么放松不需要限位控制？一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（五）限位控制（傳感器）信號輸出PLC公共端磁性傳感器磁性開關(guān)有藍(lán)色和棕色2根引出線，使用時(shí)棕色引出線應(yīng)連接到PLC輸入端子（X），藍(lán)色引出線應(yīng)連接到PLC輸入公共端。磁性開關(guān)的內(nèi)部電路如上圖虛線框內(nèi)所示，為了防止實(shí)訓(xùn)時(shí)錯(cuò)誤接線損壞磁性開關(guān)，YL-235A上所有磁性開關(guān)的棕色引出線都串聯(lián)了電阻和二極管支路。因此，使用時(shí)若引出線極性接反，該磁性開關(guān)不能正常工作。

一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（五）限位控制（傳感器）2.電感式接近傳感器（開關(guān)）：機(jī)械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后（左右旋轉(zhuǎn)），接近傳感器信號輸出。檢測距離:2--4mm體積小,安裝方便。該傳感器主要是檢測金屬物體，是一種利用線圈自感量或互感量實(shí)現(xiàn)非電量電測的一種裝置。（在應(yīng)用過程中棕色線接直流24V電源“+”、藍(lán)色線接直流24V電源“-”、黑色線接PLC主機(jī)的輸入信號線）。一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（六）料臺物料檢測傳感器

光電傳感器：漫射式光電接近開關(guān)是利用光照射到被測物體上后反射回來的光線而工作的，由于物體反射的光線為漫射光，故稱為漫射式光電接近開關(guān)。它的光發(fā)射器與光接收器處于同一側(cè)位置，且為一體化結(jié)構(gòu)。在工作時(shí)，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測光，若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)沒有物體，則沒有光被反射到接收器，接近開關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作；反之若接近開關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，只要反射回來的光強(qiáng)度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光就會(huì)使接近開關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。漫射式接近開關(guān)的工作原理一氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)（七）其他組成部分氣動(dòng)控制元件部分：電控電磁閥4個(gè)（雙控電磁閥）緩沖器（旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)，起緩沖減速作用）。節(jié)流閥（調(diào)節(jié)控制氣壓的大?。?。安裝支架及相關(guān)機(jī)械部件等。

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理機(jī)械手搬運(yùn)工作主要是通過：1.抓緊放松功能：手爪氣缸2.上升下降功能：提升氣缸（手臂氣缸）3.伸出縮回功能：懸臂氣缸（伸縮氣缸）4.左右旋轉(zhuǎn)功能：旋轉(zhuǎn)氣缸分析：機(jī)械手如何實(shí)現(xiàn)四個(gè)自由度的動(dòng)作？思考：PLC如何控制機(jī)械手動(dòng)作?單控電磁閥和雙控電磁閥的區(qū)別？

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理雙控電磁閥（雙線圈電磁閥）注：雙向電控閥用來控制氣缸進(jìn)氣和出氣，從而實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。電控閥內(nèi)裝的紅色指示燈有正負(fù)極性，如果極性接反了也能正常工作，但指示燈不會(huì)亮。

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理單控電磁閥（單線圈電磁閥）注：單向電控閥用來控制氣缸單個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。與雙向電控閥區(qū)別在于雙向電控閥初始位置是任意的可以隨意控制兩個(gè)位置，而單控閥初始位置是固定的只能控制一個(gè)方向。

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理氣動(dòng)元件動(dòng)作分析手爪控制示意圖當(dāng)手爪由單向電控氣閥控制時(shí)，如上圖所示，電控氣閥得電，手爪夾緊；電控氣閥斷電，手爪張開。當(dāng)手爪由雙向電控氣閥控制時(shí)，手爪抓緊和松開分別由一個(gè)線圈控制，在控制過程中不允許兩個(gè)線圈同時(shí)得電。

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理氣動(dòng)原理圖機(jī)械手搬運(yùn)工作主要是通過電磁換向閥改變氣缸運(yùn)動(dòng)方向來實(shí)現(xiàn)的。

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理氣動(dòng)原理分析以手臂（提升）氣缸控制回路為例，若YV5得電，YV6失電，電磁換向閥A口出氣，B口回氣，從而控制手臂氣缸伸出，機(jī)械手手臂下降；若YV5失電，YV6得電，電磁換向閥A口回氣，B口出氣，從而改變氣動(dòng)回路的氣壓方向，控制手臂氣缸縮回，機(jī)械手手臂上升。機(jī)構(gòu)的其他氣動(dòng)工作原理與之相同。簡而言之，就是在PLC編程中通過程序控制電磁閥線圈得電與否，從而改變氣動(dòng)回路的氣壓方向，控制機(jī)械手動(dòng)作。

二氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)回路原理氣動(dòng)機(jī)械手控制元件、執(zhí)行元件狀態(tài)表電磁換向閥線圈得電情況執(zhí)行元件狀態(tài)機(jī)構(gòu)動(dòng)作YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8+—

旋轉(zhuǎn)氣缸正轉(zhuǎn)手臂右轉(zhuǎn)—+

旋轉(zhuǎn)氣缸反轉(zhuǎn)手臂左轉(zhuǎn)

+—

氣爪氣缸加緊手爪抓料

—+

氣爪氣缸放松手爪放料

+—

手臂氣缸伸出手臂下降

—+

手臂氣缸縮回手臂上升

+—懸臂氣缸伸出懸臂伸出

—+懸臂氣缸縮回懸臂縮回三氣動(dòng)機(jī)械手搬料流程思考：一上電，機(jī)械手為什么要復(fù)位？機(jī)械手復(fù)位順序？搬料流程？怎么判斷出料臺是否有料？PLC怎么結(jié)合傳感器控制電磁閥線圈得失電？復(fù)位順序：放松—上升—縮回—旋轉(zhuǎn)

本次課小結(jié)1.氣動(dòng)機(jī)械手機(jī)構(gòu)認(rèn)識；2.氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)氣動(dòng)原理分析；3.氣動(dòng)機(jī)械手復(fù)位、搬料流程。

任務(wù)2.2氣動(dòng)機(jī)械手搬料PLC控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一工作任務(wù)

二任務(wù)分析

三任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠分析氣動(dòng)機(jī)械手的搬運(yùn)流程；2.能夠完成氣動(dòng)機(jī)械手搬料控制PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)；3.能夠完成機(jī)械手搬料PLC控制外部I/O接線及程序的調(diào)試。知識目標(biāo)1.掌握氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及組成；2.掌握氣動(dòng)機(jī)械手的搬運(yùn)流程；3.掌握單流程程序的設(shè)計(jì)方法。一工作任務(wù)觀看視頻（氣動(dòng)機(jī)械手搬料視頻）復(fù)位順序？搬料流程？一工作任務(wù)控制要求：PLC一上電運(yùn)行，機(jī)械手按照手爪放松、手爪上升、手臂縮回、手臂左旋至左側(cè)限位處停止的順序依次復(fù)位。1.復(fù)位功能2.啟?？刂茩C(jī)械手復(fù)位后，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)構(gòu)起動(dòng)。按下停止按鈕，機(jī)構(gòu)完成當(dāng)前工作循環(huán)后停止。一工作任務(wù)控制要求：機(jī)構(gòu)起動(dòng)后，若出料口有物料，氣動(dòng)機(jī)械手臂伸出→到位后提升臂伸出，手爪下降→到位后，手爪抓料夾緊0.5S→時(shí)間到，提升臂縮回，手爪上升→到位后機(jī)械手臂縮回→到位后機(jī)械手臂向右旋轉(zhuǎn)→至右側(cè)限位，定時(shí)1s后手臂伸出→到位后提升臂伸出，手爪下降→到位后定時(shí)0.5s，手爪放松、放下物料→手爪放松到位后，提升臂縮回，手爪上升→到位后機(jī)械手臂縮回→到位后機(jī)械手臂向左旋轉(zhuǎn)至左側(cè)限位處，等待物料開始新的工作循環(huán)。3.搬運(yùn)功能二任務(wù)分析1.氣動(dòng)機(jī)械手的組成？2.PLC如何控制氣動(dòng)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)四個(gè)自由度的控制？復(fù)習(xí)：1－旋轉(zhuǎn)氣缸2－非標(biāo)螺絲3－手爪部件4－夾緊限位磁性開關(guān)5－提升氣缸6－上升限位磁性開關(guān)7－節(jié)流閥8－伸縮氣缸9－縮回限位磁性開關(guān)10－旋轉(zhuǎn)限位傳感器11－旋轉(zhuǎn)緩沖閥12－安裝支架二任務(wù)分析控制流程二任務(wù)分析1.各輸出信號的控制條件？（傳感器）2.各輸出信號間的關(guān)鍵控制點(diǎn)？3.起?？刂茥l件？4.復(fù)位程序？如何讓程序循環(huán)？5.傳感器及電磁閥線圈如何接線？6.控制任務(wù)中用到幾個(gè)輸入信號？幾個(gè)輸出信號？7.外部接線圖設(shè)計(jì)？程序設(shè)計(jì)？思考：三任務(wù)實(shí)施（一）PLC輸入輸出地址分配結(jié)合控制任務(wù)要求，控制電路中有啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、7個(gè)機(jī)械手位置檢測傳感器及1個(gè)料臺檢測傳感器，有8個(gè)輸出電磁閥線圈，分別控制機(jī)械手的放松、抓緊、上升、下降、伸出、縮回、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)8個(gè)動(dòng)作。故本任務(wù)中輸入點(diǎn)數(shù)為10個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為8個(gè)。三任務(wù)實(shí)施（一）PLC輸入輸出地址分配（重點(diǎn)）輸入信號輸出信號1物料檢測傳感器SQP1X0001手臂放松YV1Y0002氣動(dòng)手爪傳感器SCK1X0012手臂抓緊YV2Y0013手爪提升限位傳感器SCK4X0023上升YV3Y0024手爪下降限位傳感器SCK5X0034下降YV4Y0035氣動(dòng)手臂縮回傳感器SCK2X0045縮回YV5Y0046氣動(dòng)手臂伸出傳感器SCK3X0056伸出YV6Y0057旋轉(zhuǎn)左限位傳感器SQP2X0067左轉(zhuǎn)YV7Y0068旋轉(zhuǎn)右限位傳感器SQP3X0078右轉(zhuǎn)YV8Y0079啟動(dòng)按鈕SB1X02610停止按鈕SB2X027

三任務(wù)實(shí)施（二）PLC輸入輸出接線圖設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）1.傳感器接線兩線制傳感器：棕色線為信號線，接PLC輸入端（X）；藍(lán)色線接PLC輸入公共端（COM）三線制傳感器（左右限位、料口傳感器）：棕色線接DC24V“+”極；藍(lán)色線接DC24V“—”極及PLC輸入公共端（COM端）；黑色線為信號線接PLC輸入信號（X）2.電磁閥線圈接線紅色線接PLC輸出信號線，并通過PLC輸出信號線接DC24V“+”極上；綠色線接DC24V“-”極。3.注：FX3U系列PLC中S/S接電源DC24V“+”極，COM接電源DC24V“-”極。三任務(wù)實(shí)施（二）PLC輸入輸出接線圖設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）（三）機(jī)械手控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施思考：1.狀態(tài)流程圖組成？2.狀態(tài)流程圖的特點(diǎn)、要點(diǎn)？狀態(tài)流程圖的組成1.每一個(gè)階段（或工序）用一個(gè)狀態(tài)繼電器S表示，稱為“步”S0—S9為初始狀態(tài)（初始步）：一般用M8002驅(qū)動(dòng)（雙線框）S20—S499中間狀態(tài)（活動(dòng)步）（單線框）2.輸出動(dòng)作（驅(qū)動(dòng)負(fù)載）：某步要完成的工作3.轉(zhuǎn)移方向：步與步之間的連接（無箭頭，則從上而下、從左到右）4.轉(zhuǎn)移條件：從上一步輸出轉(zhuǎn)移到下一步輸出的條件（用與或非邏輯關(guān)系表示）5.轉(zhuǎn)移目標(biāo)（三）機(jī)械手控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施1.每步“有電”即“激活”，對應(yīng)狀態(tài)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)移處理才可以處理；2.對應(yīng)狀態(tài)“無電”即“未激活”；3.除初始狀態(tài)外，其他所有狀態(tài)只有在其前一個(gè)狀態(tài)處于“激活”且轉(zhuǎn)移條件成立時(shí)才能被“激活”；4.一旦下一個(gè)狀態(tài)被“激活”，上一個(gè)狀態(tài)自動(dòng)變成“無電”；（若要讓上一個(gè)動(dòng)作保持，可以使用同名雙線圈輸出，也可以使用置位指令讓動(dòng)作保持，都必須用復(fù)位指令清零復(fù)位）5.類似“接力賽跑”：只干自己的事情，不考慮其他。比較容易理解、直觀，可讀性很強(qiáng)，能方便地反映整個(gè)控制系統(tǒng)的流程。只要搞清楚各狀態(tài)需要完成的工作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)。狀態(tài)流程圖的特點(diǎn)、要點(diǎn)（三）機(jī)械手控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施第一步結(jié)合控制要求，完成復(fù)位程序的設(shè)計(jì)（初始步的狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)）復(fù)位功能：PLC一上電運(yùn)行，機(jī)械手按照手爪放松、手爪上伸、手臂縮回、手臂左旋至左側(cè)限位處停止的順序依次復(fù)位。第二步結(jié)合搬料流程，完成搬料流程的狀態(tài)流程圖的設(shè)計(jì)（四）步進(jìn)梯形圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖步進(jìn)梯形圖STLS22OUTY002LDX002SETS23STLS23.......RET

指令表步進(jìn)觸點(diǎn)注：狀態(tài)流程圖中的每一步對應(yīng)一段程序，每一步與其他步是完全隔離開的。每段程序一般包括負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理，指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)三個(gè)功能。當(dāng)轉(zhuǎn)移條件成立時(shí)，用SET指令置位下一步（狀態(tài)），上一個(gè)狀態(tài)（步）自動(dòng)復(fù)位。結(jié)合狀態(tài)流程圖，將機(jī)械手狀態(tài)流程圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖（四）步進(jìn)梯形圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施思考：搬運(yùn)動(dòng)作為何要逐一進(jìn)行？順序（考慮安全）每個(gè)搬運(yùn)動(dòng)作之間的轉(zhuǎn)移條件？如何讓程序循環(huán)？按下停止按鈕后，如何動(dòng)作？借助PLC軟件的監(jiān)控功能及PLC外部輸入輸出指示燈等查找問題1.按照圖接線原理圖，斷電完成PLC外部I/O接線。2.啟動(dòng)三菱編程軟件，輸入機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)梯形圖。3.接線無誤后，設(shè)備上電傳送PLC程序。4.運(yùn)行PLC，接通PLC輸出負(fù)載的電源回路。5.打開編程軟件監(jiān)控界面，按下啟動(dòng)按鈕SB1,觀察氣動(dòng)機(jī)械手機(jī)構(gòu)能否按下表所列執(zhí)行。（五）程序的調(diào)試三任務(wù)實(shí)施（五）程序的調(diào)試三任務(wù)實(shí)施步驟操作過程設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能備注1PLC上電（出料口無料）手爪放松機(jī)構(gòu)初始復(fù)位手爪上升手臂縮回手臂左轉(zhuǎn)2按下啟動(dòng)按鈕，并給料臺加物料手臂伸出物料搬運(yùn)手爪下降手爪抓緊30.5S后手爪上升手臂縮回手臂右轉(zhuǎn)4右轉(zhuǎn)到位1S后手臂伸出手爪下降5下降到位0.5后手爪放松手爪上升手臂縮回手臂左轉(zhuǎn)到位后停在初始位置6重新加料，按下停止按鈕，機(jī)構(gòu)完成當(dāng)前工作循環(huán)后停止工作（六）任務(wù)拓展三任務(wù)實(shí)施拓展1在機(jī)械手搬料的基礎(chǔ)上，若按下停止按鈕，機(jī)械手立即停止工作；當(dāng)再次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手從停止前動(dòng)作開始工作，程序如何設(shè)計(jì)？拓展2單步運(yùn)行控制：每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手搬料工作執(zhí)行一步，程序如何設(shè)計(jì)？

本次課小結(jié)1.氣動(dòng)機(jī)械手機(jī)構(gòu)認(rèn)識；2.氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)流程；3.氣動(dòng)機(jī)械手接線圖、狀態(tài)流程圖（單流程）設(shè)計(jì)、步進(jìn)梯形圖程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。（重點(diǎn)、難點(diǎn)）

任務(wù)3.1

物料傳送、識別及分揀原理

項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一傳送分揀機(jī)構(gòu)

二物料分揀控制氣動(dòng)回路原理

三物料傳送、識別及分揀工作流程學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠分析物料分揀控制機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)回路原理；2.能夠分析物料傳送、識別及分揀工作流程。知識目標(biāo)1.了解傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及組成；2.掌握物料分揀控制的氣動(dòng)回路工作原理。一傳送分揀機(jī)構(gòu)思考：傳送分揀機(jī)構(gòu)應(yīng)用場合？傳送分揀機(jī)構(gòu)是自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中常用的裝置，用來傳送、識別、分揀物件或代替人工完成某些操作。傳送機(jī)分揀機(jī)生產(chǎn)流水線一傳送分揀機(jī)構(gòu)觀看視頻（物料傳送分揀控制視頻）一傳送分揀機(jī)構(gòu)思考：傳送分揀機(jī)構(gòu)的組成？各組成部分的功能？1－位置一伸出到位磁性開關(guān)2－傳送機(jī)構(gòu)3－落料口傳感器4－料口5－料槽6－電感式傳感器7－光纖式傳感器8－過濾調(diào)壓閥9－節(jié)流閥10－三相異步電機(jī)11－光纖放大器12－推料氣缸（一）落料口傳感器落料口傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，并給PLC一個(gè)輸入信號。檢測距離3-100mm

具有靈敏調(diào)節(jié)，動(dòng)作前后延長時(shí)間功能

體積小，使用簡單，性能穩(wěn)定，壽命長，響應(yīng)速度快，抗沖擊，耐振動(dòng)，接受不受外界干擾等特點(diǎn)。廣泛用于現(xiàn)代輕工/機(jī)械/冶金/交通/電力/紡織/軍工/煙草/礦山等行業(yè)

光電式傳感器一傳送分揀機(jī)構(gòu)（二）推料氣缸推料氣缸：將物料推入料槽，由電控氣閥控制由雙單控電磁閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。標(biāo)準(zhǔn)氣缸思考：單控電磁閥和雙控電磁閥的區(qū)別？一傳送分揀機(jī)構(gòu)一傳送分揀機(jī)構(gòu)（三）限位控制（傳感器）磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。檢測氣缸伸出和縮回是否到位，因此在前后位置各裝一個(gè)磁性傳感器，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)信號。在三個(gè)物料分揀氣缸前后位置各安裝了一個(gè)磁性傳感器，一共6個(gè)。思考：磁性傳感器作為PLC的輸入信號還是輸出信號？一傳送分揀機(jī)構(gòu)（四）識別控制（傳感器）1.電感式接近傳感器（開關(guān)）：該傳感器主要是檢測金屬物體，是一種利用線圈自感量或互感量實(shí)現(xiàn)非電量電測的一種裝置。檢測距離為3～5mm。一傳送分揀機(jī)構(gòu)（四）識別控制（傳感器）2.光纖傳感器：光纖傳感器也是光電傳感器的一種，用于檢測不同顏色的物料，可通過調(diào)節(jié)光纖放大器來區(qū)分不同顏色的靈敏度。光纖傳感器由光纖檢測頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測頭是分離的兩個(gè)部分，光纖檢測頭的尾端部分分成兩條光纖，使用時(shí)分別插入放大器的兩個(gè)光纖孔。主要由光纖和放大器組成。一傳送分揀機(jī)構(gòu)（四）識別控制（傳感器）光纖傳感器放大器單元的安裝示意圖一傳送分揀機(jī)構(gòu)（四）識別控制（傳感器）光纖傳感器的靈敏度的調(diào)節(jié)光纖式光電接近開關(guān)的放大器的靈敏度調(diào)節(jié)范圍較大。當(dāng)光纖傳感器靈敏度調(diào)得較小時(shí)，反射性較差的黑色物體，光電探測器無法接收到反射信號；而反射性較好的白色物體，光電探測器就可以接收到反射信號。反之，若調(diào)高光纖傳感器靈敏度，則即使對反射性較差的黑色物體，光電探測器也可以接收到反射信號。從而可以通過調(diào)節(jié)靈敏度判別黑白兩種顏色物體，將兩種物料區(qū)分開，從而完成自動(dòng)分揀工序。一傳送分揀機(jī)構(gòu)（四）識別控制（傳感器）光纖傳感器的靈敏度的調(diào)節(jié)說明一傳送分揀機(jī)構(gòu)（四）識別控制（傳感器）光纖傳感器的特點(diǎn)光纖傳感器具有下述優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境，傳輸距離遠(yuǎn)，使用壽命長，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小空間的地方。該設(shè)備中用2個(gè)光纖傳感器用于物料的識別。（五）其他組成部分落料孔：物料落料位置定位。料槽：放置物料。三相異步電機(jī)：驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，由變頻器控制。其他部件：節(jié)流閥、機(jī)械部件等。一傳送分揀機(jī)構(gòu)二物料分揀控制氣動(dòng)回路原理物料分揀工作主要是通過電磁換向閥控制推料氣缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)。所有電磁閥線圈均為單向電控電磁閥線圈，與雙向電控閥區(qū)別在于單控閥初始位置是固定的只能控制一個(gè)方向，而雙向電控閥由于初始位置是任意的，所以可以隨意控制兩個(gè)位置。氣動(dòng)原理圖物料分揀工作主要是通過電磁換向閥控制推料氣缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)。二物料分揀控制氣動(dòng)回路原理氣動(dòng)原理分析以推料一為例介紹，分析其氣動(dòng)控制原理若YV9得電，單控電磁換向閥A口出氣，B口回氣，推料氣缸一伸出，將金屬物料推入料槽一；若YV9失電，單控電磁換向閥則在彈簧作用下復(fù)位，A口回氣，B口出氣，從而改變氣動(dòng)回路的氣壓方向，推料一氣缸縮回。推料二、推料三氣動(dòng)工作原理與之相同。PLC編程中通過程序控制電磁閥線圈得電與否，從而改變氣動(dòng)回路的氣壓方向，控制氣缸動(dòng)作。二物料分揀控制氣動(dòng)回路原理分揀機(jī)構(gòu)控制元件、執(zhí)行元件狀態(tài)表二物料分揀控制氣動(dòng)回路原理電磁換向閥線圈得電情況執(zhí)行元件狀態(tài)機(jī)構(gòu)動(dòng)作YV9YV10YV11+

推料一氣缸伸出推出一動(dòng)作

+

推料二氣缸伸出推出二動(dòng)作

+推料三氣缸伸出推出三動(dòng)作三物料傳送、識別及分揀原理思考：1.PLC如何控制電機(jī)？（變頻器）2.如何識別物料？（傳感器）3.如何分揀物料？（氣缸活塞桿）

本次課小結(jié)1.物料傳送分揀機(jī)構(gòu)認(rèn)識；2.物料分揀控制氣動(dòng)原理分析；3.物料傳送、識別、分揀流程。

任務(wù)3.2.1

物料傳送、識別及分揀PLC控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一工作任務(wù)

二任務(wù)分析

三任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠分析物料傳送分揀流程；2.能夠完成物料傳送分揀控制PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)；3.能夠完成物料傳送分揀PLC控制外部I/O接線及程序的調(diào)試。知識目標(biāo)1.掌握物料傳送分揀的結(jié)構(gòu)及組成；2.掌握物料傳送分揀流程；3.掌握選擇性流程程序的設(shè)計(jì)方法。一工作任務(wù)觀看視頻（物料傳送分揀控制視頻）一工作任務(wù)控制要求：按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)構(gòu)開始工作。按下停止按鈕，機(jī)構(gòu)執(zhí)行完當(dāng)前工作循環(huán)后停止。。1.啟停功能2.傳送功能。當(dāng)傳送帶入料口的光電傳感器檢測到物料時(shí)，變頻器起動(dòng)，驅(qū)動(dòng)三相交流異步電機(jī)以頻率35Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，傳送帶開始自左向右運(yùn)轉(zhuǎn)輸送物料，分揀完畢，傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)。一工作任務(wù)控制要求：①分揀金屬物料。當(dāng)啟動(dòng)推料一傳感器檢測到金屬物料時(shí)，推料一氣缸動(dòng)作，活塞桿伸出將它推入料槽一內(nèi)。當(dāng)推料一氣缸伸出限位傳感器檢測到活塞桿伸出到位后，活塞桿縮回；縮回限位傳感器檢測氣缸縮回到位后，傳送帶停止運(yùn)行。②分揀白色塑料物料。當(dāng)啟動(dòng)推料二傳感器檢測到白色塑料物料時(shí)，推料二氣缸動(dòng)作，活塞桿伸出將它推入料槽二內(nèi)。當(dāng)推料二氣缸伸出限位傳感器檢測到活塞桿伸出到位后，活塞桿縮回；縮回限位傳感器檢測氣缸縮回到位后，傳送帶停止運(yùn)行。3.分揀功能一工作任務(wù)控制要求：③分揀黑色塑料物料。當(dāng)啟動(dòng)推料三傳感器檢測到黑色塑料物料時(shí)，推料三氣缸動(dòng)作，活塞桿伸出將它推入料槽三內(nèi)。當(dāng)推料三氣缸伸出限位傳感器檢測到活塞桿伸出到位后，活塞桿縮回；縮回限位傳感器檢測氣缸縮回到位后，傳送帶停止運(yùn)行。3.分揀功能二任務(wù)分析1－位置一伸出到位磁性開關(guān)2－傳送機(jī)構(gòu)3－落料口傳感器4－料口5－料槽6－電感式傳感器7－光纖式傳感器8－過濾調(diào)壓閥9－節(jié)流閥10－三相異步電機(jī)11－光纖放大器12－推料氣缸復(fù)習(xí)：1.傳送分揀機(jī)構(gòu)的組成？2.PLC如何控制實(shí)現(xiàn)物料的傳送與分揀？二任務(wù)分析控制流程二任務(wù)分析控制要點(diǎn)按下啟動(dòng)按鈕機(jī)構(gòu)開始工作。當(dāng)落料口傳感器檢測到有料時(shí)，變頻器啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)工作，帶動(dòng)傳送帶自左向右輸送物料。若為金屬物料，位置一電感傳感器檢測到信號，驅(qū)動(dòng)氣缸一動(dòng)作，活塞桿伸出將該金屬物料推入料槽一內(nèi)，當(dāng)氣缸一伸出到位傳感器檢測到活塞桿伸出到位后，活塞桿動(dòng)縮回，當(dāng)活塞桿縮回到位且縮回到位傳感器檢測到信號后，傳送帶停止運(yùn)行。白色物料、黑色物料由位置二及位置三傳感器檢測，并驅(qū)動(dòng)對應(yīng)氣缸伸出推料，推到位后自動(dòng)縮回，傳送帶停止。在運(yùn)行過程中，若按下停止按鈕，機(jī)構(gòu)完成當(dāng)前工作循環(huán)后停止。二任務(wù)分析1.各輸出信號的控制條件？（電機(jī)、電磁閥線圈）2.各輸出信號間的關(guān)鍵控制點(diǎn)？3.起停控制條件？4.如何讓程序循環(huán)？5.傳感器及電磁閥線圈如何接線？6.外部接線圖設(shè)計(jì)？程序設(shè)計(jì)？7.控制任務(wù)中用到幾個(gè)輸入信號？幾個(gè)輸出信號？思考：三任務(wù)實(shí)施（一）PLC輸入輸出地址分配根據(jù)控制任務(wù)要求所知，控制電路中有啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、6個(gè)推料氣缸位置檢測傳感器及料口檢測傳感器、金屬物料檢測傳感器、白色物料檢測傳感器及黑色物料檢測傳感器，有3個(gè)輸出電磁閥線圈，分別控制推料一、推料二、推料三3個(gè)動(dòng)作，變頻器輸出控制2個(gè)，一個(gè)控制正轉(zhuǎn)，另一個(gè)控制速度。故在本任務(wù)中輸入點(diǎn)數(shù)為12個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為5個(gè)。I/O地址分配如下表所列。三任務(wù)實(shí)施（一）PLC輸入輸出地址分配（重點(diǎn)）輸入信號輸出信號1啟動(dòng)按鈕SB1X0261驅(qū)動(dòng)推料一氣缸伸出Y112停止按鈕SB2X0272驅(qū)動(dòng)推料二氣缸伸出Y123落料口檢測光電傳感器SQP1X0103驅(qū)動(dòng)推料三氣缸伸出Y134起動(dòng)一推料傳感器SQP2X0114變頻器正轉(zhuǎn)Y205起動(dòng)二推料傳感器SQP3X0125RH（速度）Y226起動(dòng)三推料傳感器SQP4X013

7推料一氣缸縮回限位傳感器SCK1X014

8推料一氣缸伸出限位傳感器SCK2X015

9推料二氣缸縮回限位傳感器SCK3X01610推料二氣缸伸出限位傳感器SCK4X01711推料三氣缸縮回限位傳感器SCK5X02012推料三氣缸伸出限位傳感器SCK6X021三任務(wù)實(shí)施（二）PLC輸入輸出接線圖設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施（二）PLC輸入輸出接線圖設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）1.傳感器接線兩線制傳感器：棕色線為信號線，接PLC輸入端（X）；藍(lán)色線接PLC輸入公共端（COM）三線制傳感器（左右限位、料口傳感器）：棕色線接DC24V“+”極；藍(lán)色線接DC24V“—”極及PLC輸入公共端（COM端）；黑色線為信號線接PLC輸入信號（X）2.電磁閥線圈接線紅色線接PLC輸出信號線，并通過PLC輸出信號線接DC24V“+”極上；綠色線接DC24V“-”極。3.注：FX3U系列PLC中S/S接電源DC24V“+”極，COM接電源DC24V“-”極。（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施第一步結(jié)合控制要求，完成：啟?？刂萍皞魉蛶?dòng)狀態(tài)流程圖的設(shè)計(jì)。當(dāng)傳送帶入料口的光電傳感器檢測到物料時(shí)，變頻器起動(dòng)，驅(qū)動(dòng)三相交流異步電機(jī)以頻率35Hz正轉(zhuǎn)運(yùn)行，傳送帶開始自左向右運(yùn)轉(zhuǎn)輸送物料，分揀完畢，傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施第二步結(jié)合控制要求，完成物料識別及分揀的狀態(tài)流程圖的設(shè)計(jì)。在繪制該任務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時(shí)，物料的識別和分揀是個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。因?yàn)楫?dāng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)、落料口有料，傳送帶開始傳送物料，然后按照物料材質(zhì)的不同分揀物料。初始步之后狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖應(yīng)該根據(jù)物料材質(zhì)的不同分成三個(gè)分支，這是一個(gè)典型性的選擇性流程。如果是金屬執(zhí)行第一分支的程序；如果是白料則執(zhí)行第二分支的程序；如果是黑料則執(zhí)行第三分支的程序。而選擇性流程的重點(diǎn)在于確定各選擇分支的轉(zhuǎn)移條件。在任務(wù)中可以充分利用三個(gè)物料檢測傳感器的特性對三種物料進(jìn)行識別和分揀，只要物料識別準(zhǔn)確無誤，那么該任務(wù)的控制程序也就迎刃而解了。（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施第二步結(jié)合控制要求，完成物料識別及分揀的狀態(tài)流程圖的設(shè)計(jì)。結(jié)合狀態(tài)流程圖，將狀態(tài)流程圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖（四）步進(jìn)梯形圖設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）三任務(wù)實(shí)施分析程序的原理：①啟?？刂瓢聪聠?dòng)按鈕SB1后，X0為ON，M0得電自鎖，為激活狀態(tài)S20提供了必要條件。按下停止按鈕SB2后，x1為ON，M0失電，S0向狀態(tài)S20轉(zhuǎn)移缺失條件，故程序執(zhí)行完當(dāng)前工作循環(huán)后停止。②傳送功能當(dāng)機(jī)構(gòu)起動(dòng)后，入料口有料，X23為ON，狀態(tài)S20激活，Y20和Y21置位，起動(dòng)變頻器低速運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)傳送帶傳送物料。③分揀物料分揀程序有三個(gè)分支，根據(jù)物料的材質(zhì)選擇不同分支執(zhí)行。1.按照圖接線原理圖，斷電完成PLC外部I/O接線。2.啟動(dòng)三菱編程軟件，輸入物料傳送分揀控制程序。3.接線無誤后，設(shè)備上電傳送PLC程序。4.運(yùn)行PLC，接通PLC輸出負(fù)載的電源回路。5.打開編程軟件監(jiān)控界面，按下啟動(dòng)按鈕SB1后，手動(dòng)往料口投放三種物料，觀察物料傳送及分揀能否按下表所列執(zhí)行。6.按下停止按鈕SB2，能否完成當(dāng)前物料傳送及分揀后停止？（五）程序的調(diào)試三任務(wù)實(shí)施（五）程序的調(diào)試三任務(wù)實(shí)施步驟操作過程設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能備注1按下啟動(dòng)按鈕SB1機(jī)構(gòu)啟動(dòng)

2落料口放入金屬物料傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)

3物料傳送至金屬傳感器氣缸一伸出，金屬物料分揀至料槽一內(nèi)

4氣缸一伸出到位后氣缸一縮回，傳送帶停轉(zhuǎn)

5落料口放入白色物料傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)

6物料傳送至白料檢測傳感器氣缸二伸出，白色物料分揀至料槽二內(nèi)

7氣缸二伸出到位后氣缸二縮回，傳送帶停轉(zhuǎn)

8落料口放入黑色物料傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)

9物料傳送至黑料檢測傳感器氣缸三伸出，黑色物料分揀至料槽三內(nèi)

10氣缸三伸出到位后氣缸三縮回，傳送帶停轉(zhuǎn)

11重新加料，按下停止按鈕SB2，機(jī)構(gòu)完成當(dāng)前工作循環(huán)后停止工作（六）任務(wù)拓展三任務(wù)實(shí)施打包功能：當(dāng)料槽中有5個(gè)物料時(shí)，機(jī)構(gòu)停止工作，要求物料打包取走，打包指示燈點(diǎn)亮，5S后機(jī)構(gòu)繼續(xù)工作。思考:5個(gè)物料時(shí)，如何停止工作，當(dāng)打包完成后，如何讓程序自動(dòng)工作？

本次課小結(jié)1.物料傳送分揀機(jī)構(gòu)認(rèn)識；2.物料傳送分揀控制流程；3.物料傳送分揀控制接線圖、狀態(tài)流程圖（選擇性流程）設(shè)計(jì)及步進(jìn)梯形圖程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。（重點(diǎn)、難點(diǎn)）

任務(wù)四

交通燈PLC控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試（一）

項(xiàng)目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試目錄

一工作任務(wù)

二任務(wù)分析

三任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.能夠根據(jù)控制要求熟練設(shè)計(jì)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。2.能夠?qū)顟B(tài)流程圖轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖。3.能夠熟練完成自動(dòng)交通燈PLC控制的外部I/O接線及程序的調(diào)試。知識目標(biāo)1.掌握軟元件的名稱、符號及功能；2.掌握并行性流程程序的設(shè)計(jì)方法;3.掌握編程的基本方法和技巧。一工作任務(wù)觀看視頻（交通燈控制）一工作任務(wù)控制要求：設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC控制的十字路口交通燈的控制系統(tǒng)，其控制要求如下：1.自動(dòng)運(yùn)行當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA置于OFF時(shí)，交通燈處于自動(dòng)運(yùn)行模式，按下啟動(dòng)按鈕SB1，信號燈系統(tǒng)按圖所示要求開始工作（綠燈閃爍的周期為100ms）。按下停止按鈕SB2，所有信號燈熄滅，交通燈停止工作。一工作任務(wù)控制要求：2.手動(dòng)運(yùn)行當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S