自動生產(chǎn)線培訓(xùn)資料(交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

1、 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動生產(chǎn)線培訓(xùn)資料自動生產(chǎn)線培訓(xùn)資料廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院內(nèi)部使用自動化實訓(xùn)室 編制機電系辦公室2010年3月前言現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備（自動生產(chǎn)線）的最大特點是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動等機構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機地融合在一起。本書主要講述自動生產(chǎn)線系統(tǒng)，以plc為主，觸摸屏、變頻器，電機為輔。講述自動生產(chǎn)線系統(tǒng)的主要內(nèi)容。本書是編者在學(xué)習(xí)自動生產(chǎn)線過程中把平時學(xué)

2、到的內(nèi)容歸類在一起而編成，為機電系學(xué)生培訓(xùn)和學(xué)習(xí)自動生產(chǎn)線使用。希望讀者在學(xué)習(xí)過程中加以總結(jié)，使其變得更加完善。如需了解自動生產(chǎn)線的更多內(nèi)容或最新動態(tài)，請登陸網(wǎng)址： 了解詳情。鑒于時間倉促和限于編者水平，書中難免有錯誤及不當(dāng)之處，懇請讀者批評指正。編者第一部分plc程序控制41.1 自動生產(chǎn)線的基本組成和功能控制41.2 供料站81.2.1 供料單元的工作任務(wù)81.2.2 plc的i/o 信號分配91.2.3 供料單元的控制編程101.3 加工站131.3.1 加工單元的工作任務(wù)131.3.2 plc的i/o信號分配141.3.3 加工單元的控制編程151.4 裝配站191.4.1 裝配單元的

3、工作任務(wù)191.4.2 plc的i/o信號分配191.4.3裝配單元的控制編程201.5 分揀站261.5.1 分揀站的基本要求。261.5.2分揀單元的工作任務(wù)271.5.3 plc的i/o信號分配281.5.3分揀單元的控制編程291.6 輸送站331.6.1 加工單元的工作任務(wù)331.6.2 plc的i/o信號分配351.6.3輸送單元的控制編程36第二部分觸摸屏和參數(shù)設(shè)定471.觸摸屏471.4 各界面范例如下：552.伺服驅(qū)動器和變頻器56第三部分樣題58第一部分 plc程序控制1.1 自動生產(chǎn)線的基本組成和功能控制亞龍yl-335b型自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝備由供料單元、加工單元、裝配

4、單元、輸送單元和分揀單元5個單元組成。其中，每一工作單元都可自成一個獨立的系統(tǒng)，同時也都是一個機電一體化的系統(tǒng)。生產(chǎn)線的實物結(jié)構(gòu)在這里不作詳細闡述。各個單元的基本功能如下： 供料單元的基本功能：供料單元是yl-335b中的起始單元，在整個系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉中待加工工件（原料）自動地推出到物料臺上，以便輸送單元的機械手將其抓取，輸送到其他單元上。 加工單元的基本功能：把該單元物料臺上的工件（工件由輸送單元的抓取機械手裝置送來）送到?jīng)_壓機構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動作，然后再送回到物料臺上，待輸送單元的抓取機械手裝置取出。 裝配單元的基本

5、功能：完成將該單元料倉內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過程。 分揀單元的基本功能：完成將上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。 輸送單元的基本功能：該單元通過直線運動傳動機構(gòu)驅(qū)動抓取機械手裝置到指定單元的物料臺上精確定位，并在該物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點然后放下，實現(xiàn)傳送工件的功能。 各工作單元能獨立完成其功能任務(wù)，同時也可以通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個分布式的控制系統(tǒng)時，對于采用三菱fx系列plc的設(shè)備，yl-335b的標準配置是采用了基于rs485串行通信的n：n通信方式。設(shè)備出廠的控制方案如圖1-1所示。圖1-1

6、yl-335b的通信網(wǎng)絡(luò)采用三菱fx系列plc的yl335b系統(tǒng)選用n：n網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各工作站的數(shù)據(jù)通訊，n：n網(wǎng)絡(luò)建立在rs485傳輸標準上，網(wǎng)絡(luò)中必須有一臺plc為主站，其他plc為從站，網(wǎng)絡(luò)中站點的總數(shù)不超過8個。yl-335b系統(tǒng)的 n：n鏈接網(wǎng)絡(luò)，通信方式采用半雙工通訊，各站點間用屏蔽雙絞線相連，如圖1-2所示，接線時須注意終端站要接終端電阻（半雙工：r=110歐姆；全雙工：r=330歐姆）。各臺plc間的距離在20m以下不用接終端電阻，沒接沒有很大的影響。rs485最大支持距離為50m。端子sg連接到可編程控制器主體的每個端子，而主體用100歐姆或更小的電阻接地（本系統(tǒng)在內(nèi)部已完成）。

7、 圖1-2 335b plc鏈接網(wǎng)絡(luò)連接fx系列 plc n:n通信網(wǎng)絡(luò)的組建主要是對各站點plc用編程方式設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)實現(xiàn)的。設(shè)置站號時，波特率要統(tǒng)一（建議為斷電數(shù)據(jù)保持，要清零）。fx系列 plc n:n通信網(wǎng)絡(luò)中，任何一個站都可以作主站，西門子系統(tǒng)的主站只能選擇輸送站、分揀站和裝配站。fx系列 plc規(guī)定了與n：n網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的標志位（特殊輔助繼電器）和存儲網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的特殊數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)plc為fx1n或fx2n（c）時，n：n網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)標志（特殊輔助繼電器）如表1-1所示，相關(guān)特殊數(shù)據(jù)寄存器如表1-2所示。表1-1 特殊輔助繼電器特性輔助繼電器名稱描述響應(yīng)類型rm8038n：n網(wǎng)絡(luò)

8、參數(shù)設(shè)置用來設(shè)置n：n網(wǎng)絡(luò)參數(shù)m，lrm8183主站點的通信錯誤當(dāng)主站點產(chǎn)生通信錯誤時onlrm8184m8190從站點的通信錯誤當(dāng)從站點產(chǎn)生通信錯誤時onm，lrm8191數(shù)據(jù)通信當(dāng)與其他站點通信時onm，l注：r：只讀；w：只寫；m：主站點；l：從站點在cpu錯誤，程序錯誤或停止狀態(tài)下，對每一站點處產(chǎn)生的通信錯誤數(shù)目不能計數(shù)。m8184m8190是從站點的通信錯誤標志，第1從站用m8184，第7從站用m8190。表1-2 特殊數(shù)據(jù)寄存器特性數(shù)據(jù)寄存器名稱描述響應(yīng)類型rd8173站點號存儲它自己的站點號m，lrd8174從站點總數(shù)存儲從站點的總數(shù)m，lrd8175刷新范圍存儲刷新范圍m，lw

9、d8176站點號設(shè)置設(shè)置它自己的站點號m，lwd8177從站點總數(shù)設(shè)置設(shè)置從站點總數(shù)mwd8178刷新范圍設(shè)置設(shè)置刷新范圍模式號mw/rd8179重試次數(shù)設(shè)置設(shè)置重試次數(shù)mw/rd8180通信超時設(shè)置設(shè)置通信超時mrd8201當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)掃描時間存儲當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)掃描時間m，lrd8202最大網(wǎng)絡(luò)掃描時間存儲最大網(wǎng)絡(luò)掃描時間m，lrd8203主站點通信錯誤數(shù)目存儲主站點通信錯誤數(shù)目lrd8204d8210從站點通信錯誤數(shù)目存儲從站點通信錯誤數(shù)目m，lrd8211主站點通信錯誤代碼存儲主站點通信錯誤代碼lrd82018212d8218從站點通信錯誤代碼存儲從站點通信錯誤代碼m，l注： r：只讀；w：只寫；

10、m：主站點；l：從站點在cpu錯誤，程序錯誤或停止狀態(tài)下，對其自身站點處產(chǎn)生的通信錯誤數(shù)目不能計數(shù)。d8204d8210是從站點的通信錯誤數(shù)目，第1從站用d8204，第7從站用d8210。在表8-1中，特殊輔助繼電器m8038（n：n網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置繼電器，只讀）用來設(shè)置n：n網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。對于主站點，用編程方法設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就是在程序開始的第0步（ld m8038），向特殊數(shù)據(jù)寄存器d8176d8180寫入相應(yīng)的參數(shù)，僅此而已。對于從站點，則更為簡單，只須在第0步（ld m8038）向d8176寫入站點號即可。例如，圖1-3給出了設(shè)置輸送站（主站）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的程序。圖1-3 主站點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置程序上述

11、程序說明如下： 編程時注意，必須確保把以上程序作為n：n網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定程序從第0步開始寫入，在不屬于上述程序的任何指令或設(shè)備執(zhí)行時結(jié)束。這程序段不需要執(zhí)行，只須把其編入此位置時，它自動變?yōu)橛行А?特殊數(shù)據(jù)寄存器d8178用作設(shè)置刷新范圍，刷新范圍指的是各站點的鏈接存儲區(qū)。對于從站點，此設(shè)定不需要。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中信息交換的數(shù)據(jù)量不同，可選擇如表1-3（模式0），表1-4（模式1）和表1-5（模式2）三種刷新模式。在每種模式下使用的元件被n：n網(wǎng)絡(luò)所有站點所占用。表1-3 模式0 站號與字元件對應(yīng)表 表1-4 模式1 站號與位、字元件對應(yīng)表 站點號元 件站點號元 件位軟元件(m)字軟元件(d)位軟元件(

12、m)字軟元件(d)0點4點32點4點第0號d0d3第0號m1000m1031d0d3第1號d10d13第1號m1064m1095d10d13第2號d20d23第2號m1128m1159d20d23第3號d30d33第3號m1192m1223d30d33第4號d40d43第4號m1256m1287d40d43第5號d50d53第5號m1320m1351d50d53第6號d60d63第6號m1384m1415d60d63第7號d70d73第7號m1448m1479d70d73表1-5 模式2 站號與位、字元件對應(yīng)表站點號元 件位軟元件(m)字軟元件(d)64點4點第0號m1000m1063d0d3

13、第1號m1064m1127d10d13第2號m1128m1191d20d23第3號m1192m1255d30d33第4號m1256m1319d40d43第5號m1320m1383d50d53第6號m1384m1447d60d63第7號m1448m1511d70d73在圖1-3的程序例子里，刷新范圍設(shè)定為模式1。這時每一站點占用328個位軟元件，48個字軟元件作為鏈接存儲區(qū)。在運行中，對于第0號站（主站），希望發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)量數(shù)據(jù)應(yīng)寫入位軟元件m1000m1063中，而希望發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字量數(shù)據(jù)應(yīng)寫入字軟元件d0d3中，,對其他各站點如此類推。 特殊數(shù)據(jù)寄存器d8179設(shè)定重試次數(shù)，設(shè)定范圍為

14、010（默認=3），對于從站點，此設(shè)定不需要。如果一個主站點試圖以此重試次數(shù)（或更高）與從站通信，此站點將發(fā)生通信錯誤。 特殊數(shù)據(jù)寄存器d8180設(shè)定通信超時值，設(shè)定范圍為5255（默認=5），此值乘以10ms 就是通信超時的持續(xù)駐留時間。 對于從站點，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置只需設(shè)定站點號即可，例如供料站（1號站）的設(shè)置，如圖1-4所示。圖1-4 從站點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置程序例如果按上述對主站和各從站編程，完成網(wǎng)絡(luò)連接后，再接通各plc工作電源，即使在stop狀態(tài)下，通信也將在進行。1.2 供料站1.2.1 供料單元的工作任務(wù)工作開始時，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關(guān)sa應(yīng)正確置于“單站方式”或“全線方

15、式”位置。單元工作的主令信號和工作狀態(tài)顯示信號來自plc旁邊的按鈕/指示燈模塊或網(wǎng)絡(luò)，具體的控制要求為： 設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個氣缸均處于縮回位置，且料倉內(nèi)有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈hl1常亮，表示設(shè)備準備好。否則，該指示燈以1hz 頻率閃爍。 若設(shè)備準備好，按下啟動按鈕或接收到網(wǎng)絡(luò)的啟動信號，工作單元啟動，“設(shè)備運行”指示燈hl2常亮。啟動后，若出料臺上沒有工件，則應(yīng)把工件推到出料臺上。出料臺上的工件被取出后，當(dāng)為“單站方式”時，若沒有停止信號，則進行下一次推出工件操作；當(dāng)為“全線試方式”時，停止等待下一次信號。 若在運行中按下停止按鈕，在完成本工作周期任務(wù)后，

16、各工作單元停止工作，hl2指示燈熄滅。 若在運行中料倉內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈hl1以1hz的頻率閃爍，“設(shè)備運行”指示燈hl2保持常亮。若料倉內(nèi)沒有工件，則hl1指示燈和hl2指示燈均以2hz頻率閃爍。工作站在完成本周期任務(wù)后停止。除非向料倉補充足夠的工件，工作站不能再啟動。要求完成如下任務(wù)。1、規(guī)劃plc的i/o分配及接線端子分配。2、進行系統(tǒng)安裝接線。3、按控制要求編制plc程序。4、進行調(diào)試與運行。1.2.2 plc的i/o 信號分配根據(jù)工作單元工作任務(wù)的要求，供料單元plc選用fx2n-32mr主單元，共16點輸入和16點繼電器輸出。plc的 i/o信號分

17、配如表1-6所示。表1-6 供料單元plc的 i/o信號表輸入信號輸出信號序號plc輸入點信號名稱信號 來源序號plc輸出點信號名稱信號來源1x0頂料氣缸伸出到位裝置側(cè)1y0頂料電磁閥裝置側(cè)2x1頂料氣缸縮回到位2y1推料電磁閥3x2推料氣缸伸出到位3y24x3推料氣缸縮回到位4y35x4出料臺物料檢測5y46x5供料不足檢測6y57x6缺料檢測7y68x7金屬工件檢測（未用）89x109y7正常工作指示按鈕/指示燈模塊10x1110y10運行指示11x12停止按鈕按鈕/指示燈模塊12x13啟動按鈕13x14急停按鈕（未用）14x15單站/全線選擇供料站使用輔助繼電器的功能如表1-7所示。表1

18、-7 輔助繼電器的功能表m1064初始化m50初態(tài)檢查m1065聯(lián)機信號m20準備就緒m1066運行信號m10運行信號m1067物料不足m11停止指令m1068物料沒有m34聯(lián)機方式m1069供料完成m1070金屬物料（未用）1.2.3 供料單元的控制編程供料單元的參考程序如下： p0 另：以上程序還未用到供料倉最下端的金屬傳感器（x7），讀者在練習(xí)時可在供料站供料前使其獲取信號使某輔助繼電器置1，從而把信號傳送到分揀站，使分揀站能對將傳送來的金屬工件提前作分揀準備。完成分揀后應(yīng)清零該輔助繼電器。1.3 加工站1.3.1 加工單元的工作任務(wù)工作開始時，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關(guān)sa應(yīng)

19、正確置于“單站方式”或“全線方式”位置。單元工作的主令信號和工作狀態(tài)顯示信號來自plc旁邊的按鈕/指示燈模塊或網(wǎng)絡(luò)，具體的控制要求為： 1、初始狀態(tài)：設(shè)備上電和氣源接通后，滑動加工臺伸縮氣缸處于伸出位置，加工臺氣動手爪松開的狀態(tài)，沖壓氣缸處于縮回位置，急停按鈕沒有按下。若設(shè)備在上述初始狀態(tài)，則 “正常工作”指示燈hl1常亮，表示設(shè)備準備好。否則，該指示燈以1hz 頻率閃爍。2、若設(shè)備準備好，按下啟動按鈕或接收到啟動信號，設(shè)備啟動，“設(shè)備運行”指示燈hl2常亮。當(dāng)待加工工件送到加工臺上并被檢出后，設(shè)備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動作后返回待料位置的工件加工工序。當(dāng)為“單站方式”運行

20、時，如果沒有停止信號輸入，當(dāng)再有待加工工件送到加工臺上時，加工單元又開始下一周期工作；當(dāng)為“全線方式”運行時，等待允許加工信號。 在工作過程中，若按下停止按鈕，加工單元在完成本周期的動作后停止工作。hl2指示燈熄滅。3、在工作過程中，若按下急停按鈕，加工單元立即停止工作。急停按鈕復(fù)位后，從急停前的斷點繼續(xù)運行。（注：為了使急停發(fā)生后，系統(tǒng)停止工作而狀態(tài)保持，以便急停復(fù)位后能從急停前的斷點開始繼續(xù)運行，可以用條件跳轉(zhuǎn)（cj）指令實現(xiàn)，也用主控指令實現(xiàn)，或保存斷點值，復(fù)位后返回實現(xiàn)。）要求完成如下任務(wù)。（1）規(guī)劃plc的i/o分配及接線端子分配。（2）進行系統(tǒng)安裝接線和氣路連接。（3）編制plc程

21、序。（4）進行調(diào)試與運行。1.3.2 plc的i/o信號分配加工單元選用fx2n-32mr主單元，共16點輸入和16點繼電器輸出。plc的i/o信號表如表1-8所示。表1-8 加工單元plc的 i/o信號表輸入信號輸出信號序號plc輸入點信號名稱信號來源序號plc輸出點信號名稱信號來源1x000加工臺物料檢測裝置側(cè)1y000夾緊電磁閥裝置側(cè)2x001工件夾緊檢測2y0013x002加工臺伸出到位3y002料臺伸縮電磁閥4x003加工臺縮回到位4y003加工壓頭電磁閥5x004加工壓頭上限5y0046x005加工壓頭下限6y0057x0067y0068x0078y007正常工作指示按鈕/指示燈模

22、塊9x0109y010運行指示10x01110y01111x012停止按鈕按鈕/指示燈模塊12x013啟動按鈕13x014急停按鈕14x015單站/全線選擇加工站使用輔助繼電器的功能如表1-9所示。表1-9 輔助繼電器的功能表m1128初始化m50初態(tài)檢查m1129聯(lián)機信號m20準備就緒m1130運行信號m10運行信號m1131加工完成m11停止指令m1132急停處理m34聯(lián)機方式1.3.3 加工單元的控制編程供料單元的參考程序如下： 1.4 裝配站1.4.1 裝配單元的工作任務(wù)工作開始時，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關(guān)sa應(yīng)正確置于“單站方式”或“全線方式”位置。單元工作的主令信號和工

23、作狀態(tài)顯示信號來自plc旁邊的按鈕/指示燈模塊或網(wǎng)絡(luò)，具體的控制要求為：1、裝配單元各氣缸的初始位置為：擋料氣缸處于伸出狀態(tài)，頂料氣缸處于縮回狀態(tài)，料倉上已經(jīng)有足夠的小圓柱零件；裝配機械手的升降氣缸處于提升狀態(tài)，伸縮氣缸處于縮回狀態(tài)，氣爪處于松開狀態(tài)。設(shè)備上電和氣源接通后，若各氣缸滿足初始位置要求，且料倉上已經(jīng)有足夠的小圓柱零件；工件裝配臺上沒有待裝配工件。則“正常工作”指示燈hl1常亮，表示設(shè)備準備好。否則，該指示燈以1hz 頻率閃爍。2、若設(shè)備準備好，按下啟動按鈕，裝配單元啟動，“設(shè)備運行”指示燈hl2常亮。如果回轉(zhuǎn)臺上的左料盤內(nèi)沒有小圓柱零件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有零件，而右料盤

24、內(nèi)沒有零件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)操作。3、如果回轉(zhuǎn)臺上的右料盤內(nèi)有小圓柱零件且裝配臺上有待裝配工件，執(zhí)行裝配機械手抓取小圓柱零件，放入待裝配工件中的操作。4、完成裝配任務(wù)后，裝配機械手應(yīng)返回初始位置，等待下一次裝配。5、若在運行過程中按下停止按鈕，則供料機構(gòu)應(yīng)立即停止供料，在裝配條件滿足的情況下，裝配單元在完成本次裝配后停止工作。6、在運行中發(fā)生“零件不足”報警時，指示燈hl3以1hz的頻率閃爍，hl1和hl2燈常亮；在運行中發(fā)生“零件沒有”報警時，指示燈hl3以亮1秒，滅0.5秒的方式閃爍，hl2熄滅，hl1常亮。1.4.2 plc的i/o信號分配裝配單元的i/o點較多，選用三菱fx2n-48mr

25、主單元，共24點輸入，24點繼電器輸出。plc的i/o分配如表1-10所示。表1-10 裝配單元plc的 i/o信號表輸入信號輸出信號序號plc輸入點信號名稱信號來源序號plc輸出點信號名稱信號來源1x000零件不足檢測裝置側(cè)1y000擋料電磁閥裝置側(cè)2x001零件有無檢測2y001頂料電磁閥3x002左料盤零件檢測3y002回轉(zhuǎn)電磁閥4x003右料盤零件檢測4y003手爪夾緊電磁閥5x004裝配臺工件檢測5y004手爪下降電磁閥6x005頂料到位檢測6y005手臂伸出電磁閥7x006頂料復(fù)位檢測7y006紅色警示燈8x007擋料狀態(tài)檢測8y007橙色警示燈9x010落料狀態(tài)檢測9y010綠色

26、警示燈10x011擺動氣缸左限檢測10y01111x012擺動氣缸右限檢測11y01212x013手爪夾緊檢測12y01313x014手爪下降到位檢測13y01414x015手爪上升到位檢測14y015hl1按鈕/指示燈模塊15x016手臂縮回到位檢測15y016hl216x017手臂伸出到位檢測16y017hl317x02018x02119x02220x02321x024停止按鈕按鈕/指示燈模塊22x025啟動按鈕23x026急停按鈕24x027單機/聯(lián)機裝配站使用輔助繼電器的功能如表1-11所示。表1-11 輔助繼電器的功能表m1192初始化m50初態(tài)檢查m51供料初位m1193聯(lián)機信號m

27、20準備就緒m52裝配初位m1194運行信號m10運行信號m30物臺檢測m1195裝配完成m11停止指令m100物料不足m1196急停處理m34聯(lián)機方式m101物料沒有m1197零件完全沒有1.4.3裝配單元的控制編程裝配單元的參考程序如下：p01.5 分揀站1.5.1 分揀站的基本要求。分揀單元是yl-335b中的最末單元，完成對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。無論從考核方面，還是從學(xué)習(xí)方面講，分揀單元是整個系統(tǒng)中最靈活的單元。其能從不同的角度考核學(xué)生掌握plc的功能指令程度。同時，要完成本單元的任務(wù)，還需要掌握變頻器的使用，包括其參數(shù)設(shè)定和

28、正確接線（訓(xùn)練時要引起足夠的重視，錯誤操作會損壞變頻器），變頻器的相關(guān)內(nèi)容在第二部分會作詳細介紹。了解旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理，并正確計算推桿中心點的距離，定位工件在傳送帶上的位置時，需確定每兩個脈沖之間的距離即脈沖當(dāng)量。分揀單元主動軸的直徑為d=43 mm,則減速電機每旋轉(zhuǎn)一周，皮帶上工件移動距離l=d =3.1443=136.35 mm。故脈沖當(dāng)量為=l/5000.273 mm。按如圖1-5所示的安裝尺寸，當(dāng)工件從下料口中心線移至傳感器中心時，旋轉(zhuǎn)編碼器約發(fā)出430個脈沖；移至第一個推桿中心點時，約發(fā)出614個脈沖；移至第二個推桿中心點時，約發(fā)出963個脈沖；移至第三個推桿中心點時，約發(fā)出12

29、84個脈沖。圖1-5 傳送帶位置計算用圖應(yīng)該指出的是，上述脈沖當(dāng)量的計算只是理論上的。實際上各種誤差因素不可避免，其誤差與傳送帶主動軸直徑（包括皮帶厚度）的測量誤差，傳送帶的安裝偏差、張緊度，分揀單元整體在工作臺面上定位偏差等等相關(guān)，因而在分揀單元安裝調(diào)試時，除了要仔細調(diào)整盡量減少安裝偏差外，尚須現(xiàn)場測試脈沖當(dāng)量值。編程時還要考慮到變頻器的減速時間（11.5s）。根據(jù)脈沖當(dāng)量計算值=工件移動距離/高速計數(shù)脈沖數(shù)，測量到相應(yīng)值填寫到表1-12的相應(yīng)欄目中。進行三次測試后，求出脈沖當(dāng)量平均值為：=（1+2+3）/3=0.2576。表1-12 脈沖當(dāng)量現(xiàn)場測試數(shù)據(jù) 內(nèi)容 序號工件移動距離（測量值）高

30、速計數(shù)脈沖數(shù)（測試值）脈沖當(dāng)量（計算值）第一次357.813910.2571第二次35813920.2571第三次360.513940.2586測試脈沖當(dāng)量值的參考程序如下（圖1-6）：圖1-6 脈沖當(dāng)量現(xiàn)場測試程序1.5.2分揀單元的工作任務(wù)工作開始時，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關(guān)sa應(yīng)正確置于“單站方式”或“全線方式”位置。單元工作的主令信號和工作狀態(tài)顯示信號來自plc旁邊的按鈕/指示燈模塊或網(wǎng)絡(luò)，具體的控制要求為：1、設(shè)備的工作目標是完成對白色芯金屬工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金屬或塑料工件進行分揀。為了在分揀時準確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定位檢測。并且工件材料和芯體顏色

31、屬性應(yīng)在推料氣缸前的適應(yīng)位置被檢測出來。2、設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的三個氣缸均處于縮回位置，則 “正常工作”指示燈hl1常亮，表示設(shè)備準備好。否則，該指示燈以1hz 頻率閃爍。3、若設(shè)備準備好，按下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動，“設(shè)備運行”指示燈hl2常亮。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時，變頻器即啟動，驅(qū)動傳動電動機以頻率固定為30hz的速度，把工件帶往分揀區(qū)。如果工件為白色芯金屬件，則該工件對到達1號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到1號槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對到達2號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到2號槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對到達3號滑槽中間，傳送帶停止，工

32、件對被推到3號槽中。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個工作周期結(jié)束。僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。如果在運行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運行。1.5.3 plc的i/o信號分配分揀單元plc選用三菱fx2n-32mr主單元，共16點輸入和16點繼電器輸出。plc的i/o信號表如表1-13所示。表1-13 分揀單元plc的 i/o信號表輸入信號輸出信號序號plc輸入點信號名稱信號來源序號plc輸出點信號名稱信號輸出目標1x000旋轉(zhuǎn)編碼器b相裝置側(cè)1y000stf變頻器2x001旋轉(zhuǎn)編碼器a相2y001rh變頻器3x002旋轉(zhuǎn)編碼器z相34x003進料口工件檢

33、測45x004電感式傳感器56x005光纖傳感器26y004推桿1電磁閥7x006光纖傳感器17y005推桿2電磁閥8x007推桿1推出到位8y006推桿3電磁閥9x010推桿2推出到位9y007hl1按鈕/指示燈模塊10x011推桿3推出到位10y010hl211x012啟動按鈕按鈕/指示燈模塊11y011hl312x013停止按鈕13x014急停按鈕14x015單站/全線分揀站使用輔助繼電器的功能如表1-14所示。表1-14 輔助繼電器的功能表m1256初始化m50初態(tài)檢查m3黑色工件m1257聯(lián)機信號m20準備就緒m4金屬工件m1258運行信號m10運行信號m5白色小零件m1259分揀完

34、成m11停止指令m34聯(lián)機方式1.5.3分揀單元的控制編程分揀單元的參考程序如下：（說明：下面的參考程序只能實現(xiàn)最簡單的分揀功能，存放在特殊數(shù)據(jù)寄存器的參數(shù)應(yīng)根據(jù)脈沖當(dāng)量值和實際的距離進行設(shè)定。若要在觸摸屏上顯示各槽的工件數(shù)，應(yīng)用到加一指令inc，使相應(yīng)的特殊數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)傳送給觸摸屏；若要進行快速分揀，應(yīng)用到先進先出指令fifo）。 1.6 輸送站1.6.1 輸送單元的工作任務(wù)輸送單元工藝功能是：驅(qū)動其抓取機械手裝置精確定位到指定單元的物料臺，在物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點然后放下的功能。具體測試要求如下：1、輸送單元在通電后，按下復(fù)位按鈕sb1，執(zhí)行復(fù)位操作，使抓取機械

35、手裝置回到原點位置。在復(fù)位過程中，“正常工作”指示燈hl1以1hz的頻率閃爍。當(dāng)抓取機械手裝置回到原點位置，且輸送單元各個氣缸滿足初始位置的要求，則復(fù)位完成，“正常工作”指示燈hl1常亮。按下起動按鈕sb2，設(shè)備啟動，“設(shè)備運行”指示燈hl2也常亮，開始功能測試過程。2、正常功能測試 抓取機械手裝置從供料站出料臺抓取工件，抓取的順序是：手臂伸出手爪夾緊抓取工件提升臺上升手臂縮回。 抓取動作完成后，伺服電機驅(qū)動機械手裝置向加工站移動，移動速度不小于300mm/s。 機械手裝置移動到加工站物料臺的正前方后，即把工件放到加工站物料臺上。抓取機械手裝置在加工站放下工件的順序是：手臂伸出提升臺下降手爪松

36、開放下工件手臂縮回。 放下工件動作完成2秒后，抓取機械手裝置執(zhí)行抓取加工站工件的操作。抓取的順序與供料站抓取工件的順序相同。抓取動作完成后，伺服電機驅(qū)動機械手裝置移動到裝配站物料臺的正前方。然后把工件放到裝配站物料臺上。其動作順序與加工站放下工件的順序相同。 放下工件動作完成2秒后，抓取機械手裝置執(zhí)行抓取裝配站工件的操作。抓取的順序與供料站抓取工件的順序相同。 機械手手臂縮回后，擺臺逆時針旋轉(zhuǎn)90，伺服電機驅(qū)動機械手裝置從裝配站向分揀站運送工件，到達分揀站傳送帶上方入料口后把工件放下，動作順序與加工站放下工件的順序相同。 放下工件動作完成后，機械手手臂縮回，然后執(zhí)行返回原點的操作。伺服電機驅(qū)動

37、機械手裝置以400mm/s的速度返回，返回900mm后，擺臺順時針旋轉(zhuǎn)90，然后以100mm/s的速度低速返回原點停止。當(dāng)抓取機械手裝置返回原點后，一個測試周期結(jié)束。當(dāng)供料單元的出料臺上放置了工件時，再按一次啟動按鈕sb2，開始新一輪的測試。3、非正常運行的功能測試若在工作過程中按下急停按鈕qs，則系統(tǒng)立即停止運行。在急停復(fù)位后，應(yīng)從急停前的斷點開始繼續(xù)運行。但是若急停按鈕按下時，輸送站機械手裝置正在向某一目標點移動，則急停復(fù)位后輸送站機械手裝置應(yīng)首先返回原點位置，然后再向原目標點運動。在急停狀態(tài)，綠色指示燈hl2以1hz的頻率閃爍，直到急停復(fù)位后恢復(fù)正常運行時，hl2恢復(fù)常亮。1.6.2 p

38、lc的i/o信號分配輸送單元需要使用輸出驅(qū)動伺服電機的高速脈沖，plc應(yīng)采用晶體管輸出型。輸送單元所需的i/o點較多，并且使用各種定位指令，所以選用三菱fx1n-48mt plc，共24點輸入，24點晶體管輸出。表1-15 給出了plc的i/o信號表。表1-15 輸送單元plc的 i/o信號表輸入信號輸出信號序號plc輸入點信號名稱信號來源序號plc輸出點信號名稱信號來源1x000原點傳感器檢測裝置側(cè)1y000脈沖裝置側(cè)2x001右限位保護2y001方向3x002左限位保護3y0024x003機械手抬升下限檢測4y003抬升臺上升電磁閥5x004機械手抬升上限檢測裝置側(cè)5y004回轉(zhuǎn)氣缸左旋電

39、磁閥6x005機械手旋轉(zhuǎn)左限檢測6y005回轉(zhuǎn)氣缸右旋電磁閥7x006機械手旋轉(zhuǎn)右限檢測7y006手爪伸出電磁閥8x007機械手伸出檢測8y007手爪夾緊電磁閥9x010機械手縮回檢測9y010手爪放松電磁閥10x011機械手夾緊檢測10y01111x012伺服報警11y01212x013 x023未接線12y0131313y0141414y015報警指示按鈕/指示燈模塊1515y016運行指示1616y017停止指示1721x024啟動按鈕按鈕/指示燈模塊22x025復(fù)位按鈕23x026急停按鈕24x027方式選擇輸送站使用輔助繼電器的功能如表1-16所示。表1-16 輔助繼電器的功能表m1

40、000全線運行m50初態(tài)檢查m51初始位置m1001請示供料m10運行信號m52主站就緒m1002允許加工m11停止指令m53系統(tǒng)就緒m1003允許分揀m34聯(lián)機方式m54測試完成m1004全線急停m7越程故障m101物料沒有m1007hmi聯(lián)機m1010單機/全線m141通訊1.6.3輸送單元的控制編程輸送單元需要緊急停止處理過程。急停按鈕動作，輸送站立即停止工作，急停復(fù)位后，如果之前機械手處于運行過程中，須讓機械手首先返回原點，歸零完成后，重新執(zhí)行急停前的指令。為了實現(xiàn)上面的功能，需要主控指令配合（mc，mcr）。輸送單元程序的控制是使用伺服電機的定位控制，本程序采用fx1n絕對位置控制指

41、令來定位。各工位的絕對位置脈沖數(shù)和各工位絕對位置如表1-17所示。表1-17 伺服電機運行的運動位置序號站點脈沖量移動方向0低速回零（zrn） 1zrn（零位）供料站 22mm 22002供料站加工站 430mm43000dir3供料站裝配站 780mm78000 dir4供料站分揀站 1040mm104000 dir輸送單元的參考程序如下： p0 p1 p3p2 p5p4 以上輸送站運用了定位指令和回零指令，其功能說明如下：定位指令： ddrva k43000 k30000 y0 y2 絕對位置 脈沖頻率 脈沖 旋向 回零指令： dzrn k20000 k1000 x0 y0 回歸速度 運行

42、速度 近點信號 脈沖以上程序只能完成簡單的功能，在實際編程中應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求編寫，具體任務(wù)要求參考第三部分的樣題任務(wù)要求。首先確定主站，使各站plc 的型號與程序相匹配，并且與觸摸屏的各參數(shù)相匹配。同時也要注重各種編程技巧和重點、難點。如在分揀站中的快速分揀和廢品回收等等。在此，需要特別強調(diào)的是，在給各站plc上傳送程序時，禁止帶電拔插。即必須保證plc處于斷電狀態(tài)下拔插傳送程序的數(shù)據(jù)線，否則就會燒壞數(shù)據(jù)線。其中m8029 為執(zhí)行完成標志，即執(zhí)行每條定位指令或回零指令后就給m8029置1。第二部分 觸摸屏和參數(shù)設(shè)定1. 觸摸屏自動生產(chǎn)線采用了昆侖通態(tài)研發(fā)的人機界面tpc7062ks的觸摸屏，在組

43、態(tài)前，要正確規(guī)劃通信數(shù)據(jù)，并使各數(shù)據(jù)與觸摸屏相連接。下面為組態(tài)簡單步驟。1.1 工程分析和創(chuàng)建根據(jù)工作任務(wù)，對工程分析并規(guī)劃如下： 工程框架：有23個用戶窗口，即歡迎畫面和主畫面，其中歡迎畫面是啟動界面。1個策略：循環(huán)策略。 數(shù)據(jù)對象：各工作站以及全線的工作狀態(tài)指示燈、單機全線切換旋鈕、啟動、停止 、復(fù)位按鈕、變頻器輸入頻率設(shè)定、機械手當(dāng)前位置等。 圖形制作：歡迎畫面窗口：圖片：通過位圖裝載實現(xiàn)；文字：通過標簽實現(xiàn)；按鈕：由對象元件庫引入。主畫面窗口：文字：通過標簽構(gòu)件實現(xiàn)；各工作站以及全線的工作狀態(tài)指示燈、時鐘：由對象元件庫引入；單機全線切換旋鈕、啟動、停止 、復(fù)位按鈕：由對象元件庫引入；輸

44、入頻率設(shè)置：通過輸入框構(gòu)件實現(xiàn)；機械手當(dāng)前位置：通過標簽構(gòu)件和滑動輸入器實現(xiàn)。 流程控制：通過循環(huán)策略中的腳本程序策略塊實現(xiàn)。進行上述規(guī)劃后，就可以創(chuàng)建工程，然后進行組態(tài)。步驟是：在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”、“窗口1”，然后分別設(shè)置兩個窗口的屬性。1.2 歡迎畫面組態(tài) 建立歡迎畫面選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入用戶窗口屬性設(shè)置，包括：窗口名稱改為“歡迎畫面”，窗口標題改為：歡迎畫面。在“用戶窗口”中，選中“歡迎畫面”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項，將該窗口設(shè)置為運行時自動加載的窗口2、“歡迎畫面”組態(tài) 編輯歡迎畫面選中“歡迎畫面”窗口圖標，

45、單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口開始編輯畫面。 裝載位圖： 選擇“工具箱”內(nèi)的“位圖”按鈕，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口左上角位置拖拽鼠標，拉出一個矩形，使其填充整個窗口。在位圖上單擊右鍵，選擇“裝載位圖”，找到要裝載的位圖，點擊選擇該位圖，見圖2-1，然后點擊“打開”按鈕，則圖片該裝載到了窗口。圖2-1 制作按鈕單擊繪圖工具箱中“”圖標，在窗口中拖出一個大小合適的按鈕，雙擊按鈕，出現(xiàn)如圖2-2（a）的屬性設(shè)置窗口。在可見度屬性頁中點選“按鈕不可見”；在操作屬性頁中單擊“按下功能”：打開用戶窗口時候選擇主畫面，并使數(shù)據(jù)對象“hmi就緒”的值置1。圖2-2 制作循環(huán)移動的文字框圖 選擇“工具

46、箱”內(nèi)的“標簽”按鈕，拖拽到窗口上方中心位置，根據(jù)需要拉出一個大小適合的矩形。在鼠標光標閃爍位置輸入文字“歡迎光臨廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化實訓(xùn)室！”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標點擊一下，完成文字輸入。 靜態(tài)屬性設(shè)置如下：文字框的背景顏色：沒有填充；文字框的邊線顏色為：沒有邊線；字符顏色：艷粉色；文字字體：華文細黑，字型：粗體，大小為二號。 為了使文字循環(huán)移動，在“位置動畫連接”中勾選“水平移動”，這時在對話框上端就增添“水平移動”窗口標簽。水平移動屬性頁的設(shè)置如圖2-3所示。圖2-3 設(shè)置水平移動屬性設(shè)置說明如下： 為了實現(xiàn)“水平移動”動畫連接，首先要確定對應(yīng)連接對象的表達式，然后再定義

47、表達式的值所對應(yīng)的位置偏移量。定義一個內(nèi)部數(shù)據(jù)對象“移動”作為表達式，它是一個與文字對象的位置偏移量成比例的增量值，當(dāng)表達式“移動”的值為0時，文字對象的位置向右移動0點（即不動），當(dāng)表達式“移動”的值為1時，對象的位置向左移動5點(-5),這就是說“移動”變量與文字對象的位置之間關(guān)系是一個斜率為-5的線性關(guān)系。 觸摸屏圖形對象所在的水平位置定義為：以左上角為座標原點，單位為象素點，向左為負方向，向右為正方向。tpc7062ks 分辨率是800480，文字串“歡迎光臨廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化實訓(xùn)室！”向左全部移出的偏移量約為-700象素,故表達式“移動”的值為+140。文字循環(huán)移動的策略是，

48、如果文字串向左全部移出，則返回初始位置重新移動。 組態(tài)“循環(huán)策略”的具體操作如下： 在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進入策略組態(tài)窗口。 雙擊圖標進入“策略屬性設(shè)置”，將循環(huán)時間設(shè)為：100ms，按“確認”。 在策略組態(tài)窗口中，單擊工具條中的“新增策略行”圖標，增加一策略行，如圖8-14。圖2-4 單擊“策略工具箱”中的“腳本程序”，將鼠標指針移到策略塊圖標上，單擊鼠標左鍵，添加腳本程序構(gòu)件，如圖2-5：圖2-5 雙擊 進入策略條件設(shè)置，表達式中輸入1，即始終滿足條件。 雙擊進入腳本程序編輯環(huán)境，輸入下面的程序：if 移動=140 then 移動=移動+1else 移動=-140endif 單擊“確認”，腳本程序編寫完畢。1.3 主畫面組態(tài)1、建立主畫面 選中“窗口1”，單擊“窗口屬性”，進入用戶窗口屬性設(shè)置。 將窗口名稱改為：主畫面窗口標題改為：主畫面；“窗口背景”中，選擇所需要顏色。 2、定義數(shù)據(jù)對象和連接設(shè)備 定義數(shù)據(jù)對象各工作站以及全線的工作狀態(tài)指示燈、單機全線切換旋鈕、啟動、停止 、復(fù)位按鈕、變頻器輸入頻率設(shè)定