[PPT模板]項目4 大小球分揀機械手的多方式控制

1、可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術教學目標教學目標項目項目4 大小球分揀大小球分揀機械手的多方式控制機械手的多方式控制 知識目標：知識目標：1.學習多種工作方式的系統(tǒng)順序控制程序設計的方法2.學習多種工作方式的系統(tǒng)順序控制功能圖的繪制3.學習多種工作方式的系統(tǒng)順序控制法設計4.掌握步進指令使用規(guī)則和編程方法 能力目標：能力目標：1.會根據(jù)實際控制要求設計多分支流程順序控制plc的外圍電路2.會根據(jù)實際控制要求設計多分支流程順序控制狀態(tài)轉移圖3.具備狀態(tài)編程的思想和能力可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 任務：大、小球分揀機械手的控制。在復雜的順序控制中常用選擇性，并行性流程的組合，

2、通過此任務的訓練，學習較復雜的流程的程序設計方法，掌握多種工作方式的編程方法和技巧。項目任務項目任務可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 為了滿足生產(chǎn)的需要，很多工業(yè)設備要設置多種工作方式，例手動與自動（包括單步、單周期、連續(xù)和自動返回初始點狀態(tài)）工作方式。如何將多種工作方式的功能融入到一個程序中，是梯形圖設計的難點之一。相關理論知識可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 一、操作方式的分類設備的操作方式大致分為手動和自動兩種方式，在這兩種方式下再分成其他運行方式。其中手動方式是用各自的按鈕使各個負載單獨接通或斷開的方式，該方式下按動回原點按鈕時，被控的機械自動向原點回歸。自動方式又分為

3、單步運行、單周期運行和連續(xù)運行等方式。單步運行為按動一次啟動按鈕，動作前進一個工步或工序。單周期運行是在原點位置按動啟動按鈕，自動運行一遍再在原點停止；若在中途按動停止按鈕就停止運行；再按啟動按鈕，從斷點處繼續(xù)運行，回到原點后自動停止。連續(xù)運行方式是在原點位置按動啟動按鈕，開始連續(xù)的反復運行；若中途按動停止按鈕，動作將繼續(xù)到原點為止才停止。 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，可以很方便地實現(xiàn)；如果不使用初始狀態(tài)指令也可以通過跳轉指令來實現(xiàn)?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的梯形圖總體結構如圖2-4-1所示。旋轉手動方式時手動開關x1為of

4、f，執(zhí)行公用程序和手動程序。遇主程序結束指令，則結束，不再執(zhí)行自動程序。若選擇自動工作方式時x0為on，將跳過手動程序，執(zhí)行自動程序。 圖2-4-1手動/自動程序結構可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術二、跳轉指令cj（p）fnc001功能：在滿足跳轉條件之后的各個掃描周期中，plc將不再掃描跳轉指令與跳轉指針pn之間的程序，即跳到以指針pn為入口的程序段中執(zhí)行。直到跳轉的條件不再滿足，跳轉停止進行。圖2-4-2 跳轉指令使用說明可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 2操作數(shù)范圍：d：p0p63（允許變址修改） 3程序步：cj、cj（p） 3步；標號p 1步 4程序表達方式：跳轉指令在

5、梯形圖中使用的情況如圖2-4-2所示，圖中跳轉指針p8、p9分別對應cj p8及cj p9二條跳轉指令。當x0置l，跳轉指令cj p8執(zhí)行條件滿足，程序從cj p8指令處跳至標號p8處，x0常閉觸點斷開，僅執(zhí)行梯形圖中的最后三行程序?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 圖2-4-2中跳轉發(fā)生前后輸入或其他器件，發(fā)生變化對程序執(zhí)行結果的影響如表2-4-1所示 表2-4-1跳轉對元器件狀態(tài)的影響元件元件跳轉前觸點狀態(tài)跳轉前觸點狀態(tài)跳轉后觸點狀態(tài)跳轉后觸點狀態(tài)跳轉后線圈狀態(tài)跳轉后線圈狀態(tài)y，m，sx1，x2，x3 offx1，x2，x3 ony1，m1，s1 offx1，x2，x3 onx1，

6、x2，x3 offy1，m1，s1 on10ms，100ms定時定時器器x4 offx4 on定時器不動作定時器不動作x4 onx4 off定時器停止，定時器停止，x0 off后接著計時后接著計時1ms定時器定時器x5 off，x6 offx6 on定時器不動作定時器不動作x5 off，x6 onx6 off定時器停止，定時器停止，x0off后接著計時后接著計時計數(shù)器計數(shù)器x57off，x10 offx10 on計數(shù)器不動作計數(shù)器不動作x7 off，x10onx10off計數(shù)器停止，計數(shù)器停止，x0off后接著計數(shù)后接著計數(shù)功能指令功能指令x11 offx11 on除除fnc52fnc59之外

7、的其他功之外的其他功能指令不執(zhí)行能指令不執(zhí)行x11 onx11 off可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 從表中可以看到以下幾點：處于被跳過程序段中的輸出繼電器y、輔助繼電器m、狀態(tài)寄存器s由于該段程序不再執(zhí)行，即使梯形圖中涉及的工作條件發(fā)生變化，它們的工作狀態(tài)將保持跳轉發(fā)生前的狀態(tài)不變。 被跳過程序段中的時間繼電器t及計數(shù)器c，無論其是否具有掉電保持功能，由于相關程序停止執(zhí)行，它們的現(xiàn)實值寄存器被鎖定，跳轉發(fā)生后其計時、計數(shù)值保持不變在跳轉中止，程序繼續(xù)執(zhí)行時，計時計數(shù)將繼續(xù)進行。另外，計時、計數(shù)器的復位指令具有優(yōu)先權，即使復位指令位于被跳過的程序段中，當執(zhí)行條件滿足時，復位工作也將執(zhí)

8、行。可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 5跳轉指令使用注意事項 （1）由于跳轉指令具有選擇程序段的功能。在同一程序且位于因跳轉而不會被同時執(zhí)行 程序段中的同一線圈不被視為雙線圈?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 （2）可以有多條跳轉指令使用同一標號。在圖2-4-3中，如x21接通，第一條跳轉指令有效，從這一步跳到標號p9。如果x21斷開，而x22接通，則第二條跳轉指令有效，程序從第二條跳轉指令處跳到p9處。但不允許一個跳轉指令對應兩個標號的情況存在，即在同一程序中不允許存在兩個相同的標號。在編寫跳轉程序的指令表時，標號需占一行。 圖2-4-3二條跳轉指令共用同一標號可編程控制器應

9、用技術可編程控制器應用技術 （3）標號一般設在相關的跳轉指令之后，也可以設在跳轉指令之前，如圖2-4-4所示。應注意的是，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)行時間超過了警戒時鐘設定值，會發(fā)生監(jiān)視定時器出錯。 圖2-4-4指針標號可以設在跳轉指令之前可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 （4） 使用cj(p)指令時，跳轉只執(zhí)行一個掃描周期，但若用輔助繼電器m8000作為跳轉指令的工作條件，跳轉就成為無條件跳轉。 （5）跳轉可用來執(zhí)行程序初始化工作，如圖2-4-5所示在plc運行的第一個掃描周期中，跳轉cj p7將不執(zhí)行，程序執(zhí)行初始化程序則被跨過，不再執(zhí)行。

10、圖2-4-5跳轉指令用于程序初始化可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 6跳轉指令的應用 為了提高設備的可靠性和調試的需要，許多設備要建立兩種工作方式。而這就要在程序中編排兩段程序，一段用于手動，一段用于自動，而它們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。可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 圖中輸入繼電器x0為手動自動轉換開關。當x0置1時，執(zhí)行自動工作方式，置0時執(zhí)行手動工作方式。 圖2-4-6自動/手動轉換程序可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 三、 子程序指令子程序是為

11、一些特定的控制目的編制的相對獨立的程序。為了區(qū)別于主程序，規(guī)定在程序編排時，將主程序排在前邊，子程序排在后邊，并以主程序結束指令fend(fnc06)將這兩部分隔開。 1、子程序調用指令call（p）fnc01（16） （1）功能：當子程序調用指令的執(zhí)行條件為on時，call指令使程序跳到標號處，子程序被執(zhí)行。 （2）操作數(shù)范圍：d：p0p62（允許變址修改） （3）程序步：call（p） 3步；標號p 1步可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 2、子程序返回指令sret fnc02 （1）功能：返回主程序 （2）操作數(shù)：無 （3）程序步： 1步 3、主程序結束指令fend fnc06 （

12、1）功能：表示主程序結束。執(zhí)行到fend指令時機器進行輸出、輸入處理、監(jiān)視定時器刷新之后，返回0步的程序。 （2）操作數(shù)：無 （3）程序步： 1步可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 4、程序表達方式 子程序調用指令在梯形圖中使用的情況如圖2-4-7所示， 圖2-4-7子程序的使用說明 圖中，子程序調用指令call安排在主程序段中，x0是子程序執(zhí)行的條件，當x0置1時，執(zhí)行指針標號為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?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術子程序p10安排在主程序結束指令fend之后，標號p10和子程序返回指令sret之間的程序構成p10

13、子程序的內容， 若主程序帶有多個子程序或子程序中嵌套子程序時，子程序可依次列在主程序結束指令之后。并以不同的標號相區(qū)別?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 4、指令使用的注意事項 標號范圍從p0p62，但同一標號不能出現(xiàn)多于1次；cj指令中用過的標號不能重復再用，但不同的call指令可調用同一標號的子程序。 在子程序中可再call子程序，形成子程序嵌套，總數(shù)可有五級嵌套。圖2-4-8是一級嵌套的例子。子程序p1是脈沖執(zhí)行方式，即x0置1一次，子程序p1只執(zhí)行一次。當子程序p1開始執(zhí)行并x2置1時，程序轉去執(zhí)行子程序p2，當p2執(zhí)行完畢后又回到p1原斷點處執(zhí)行p，直到p1執(zhí)行完成后返回主程

14、序?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 圖2-4-8子程序的嵌套 可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 5指針p（point）用于跳轉指令和子程序條用在梯形圖中，指針放在左母線的左邊。fx1s 有64點指針（p0p63），fx1n、fx2n、fx2nc有128點指針（p0p127）。指針可以出現(xiàn)在相應的跳轉指令之前，但是如果反復跳轉的時間超過監(jiān)控定時器的設定時間，會引起監(jiān)控定時器的出錯。一個指針只能出現(xiàn)一次，如果出現(xiàn)兩次以上，則會出錯。如果用m8000的常開觸點驅動cj指令，相當于無條件跳轉指令，因為運行時特殊輔助繼電器m8000總是on。設y、m、s被out、set、rst指令驅動

15、，跳轉期間即使驅動y、m、s的電路狀態(tài)改變了，它們依舊保持跳轉前的狀態(tài)。p63是end所在的步序，在程序中不需要設置p63.可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 四、初始化指令ist（fnc60） 1功能： ist與stl指令一起使用，用于自動設置多種工作方式的順序控制系統(tǒng)的狀態(tài)和設置有關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。用來指定運行模式的起始輸入 d1，d2：s20s899。d1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)的最大序號。 3程序步：ist 7步； 可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 4程序表達方式：ist指令在梯形圖

16、中使用的情況如圖2-4-9所示。 圖2-4-9初始化指令的程序表達方式 如果m8002接通，執(zhí)行ist指令，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)8個輸入點的功能是固定的。可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 5指令使用注意事項 （1）如果驅動該指令，下列元件被自動切換控制。但是如果驅動輸入處于off狀態(tài)，則不變化。m8040：轉移禁止 s0：各個操作的初始狀態(tài)m8041：轉移開始 s1：原點復歸的初始狀態(tài)m8042：起動脈沖 s2：自動運行的初始狀態(tài)m8047：監(jiān)控有效可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 （2）如果使用這條指令，則s

17、10s19s可作為原點復歸用。因此，在編程中請勿將這些狀態(tài)作為通狀態(tài)使用。另外，s0s9作為初始狀態(tài)處理，s0s2作為如上述的各個操作，原點復歸以及自動運行使用。 （3）ist指令應放在程序開始的地方，它必須寫在第一個stl指令之前，且該指令在一個程序中只能使用一次?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 任務：大、小球分揀機械手的控制（多種工作方式手動、自動單步、單周期、連續(xù)）分揀示意圖如圖2-4-10所示。其控制要求如下：起動后，當接近開關檢測到有球時電磁桿就下降，如果電磁鐵碰到大球時下限位開關不動作，如果電磁鐵碰到小球時下限位開關動作。電磁桿下降2秒后電磁鐵吸球，吸球1秒后上升，到上限

18、位后機械臂右移，如果吸的是小球，機械臂到小球位，電磁桿下降2秒電磁鐵失電釋放小球，如果吸的是大球，機械臂就到大球位，電磁桿下降2秒，電磁鐵失電釋放大球，停留1秒上升，到上限位后機械臂左移到左限位，并重復上述動作。如果要停止，必須在完成一次上述動作后到左限位停止。項目操作的內容與步項目操作的內容與步驟（相關實踐知識）驟（相關實踐知識）可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 圖2-4-10 大小球分揀系統(tǒng)示意圖可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 1、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。 （1）i/o分配表如表2-4-2所示。 表2-4-2輸入輸出端口分配 序號序號 輸入

19、設備輸入設備輸入點輸入點序號序號輸入設備輸入設備輸入點輸入點序號序號輸出設備輸出設備輸出點輸出點 1 接近開關接近開關 x0 11連續(xù)連續(xù) x14 1 上升上升 y0 2 左限位左限位 x1 12回原點起動回原點起動 x15 2 下降下降 y1 3 大球右限位大球右限位 x2 13起動起動 x16 3 右行右行 y2 4 小球右限位小球右限位 x3 14停止停止 x17 4 左行左行 y3 5 上限位上限位 x4 15吸合吸合 x20 5 吸合吸合 y4 6 下限為下限為 x5 16釋放釋放 x21 7 手動手動 x10 17上升上升 x22 8 回原點回原點 x11 18下降下降 x23 9

20、 單步單步 x12 19右行右行 x24 10 單周期單周期 x13 20左行左行 x25可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 （2）端口接線圖如圖2-4-11所示。 圖2-4-11 端口的接線原理圖可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 （3）基于多方式工作，各工作方式的切換可以設計一個控制面板如圖2-4-12所示x10x14中同時只能有一個處于接通狀態(tài)，所以必須使用選擇開關，以保證這5個輸入中不可能有兩個同時為on。 圖2-4-12 控制面板可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 2、根據(jù)控制要求設計狀態(tài)轉移圖 （1）根據(jù)控制要求可得出自動控制過程分成若干步，把每一步用狀態(tài)來表示，

21、找出其驅動處理的對象，和狀態(tài)轉移的條件?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術若為小球，則需幾步：若為小球，則需幾步：s20：下降，延時；小球：下降，延時；小球且延時到且延時到s21：吸球，延時；延時：吸球，延時；延時到到s22：上升；上升到位：上升；上升到位s23：右移；右移到小球：右移；右移到小球位位s27 ：下降；下限：下降；下限s28：釋放：延時：釋放：延時s29：上升，上限位：上升，上限位s30：左移。左移到位，：左移。左移到位，回原點?；卦c。若為大球，則需幾步：若為大球，則需幾步：s20：下降，延時；大球：下降，延時；大球且延時到且延時到s24：吸球，延時；延時：吸球，延時；延

22、時到到s25：上升；上升到位：上升；上升到位s26：右移；右移到大球：右移；右移到大球位位s27：下降；下限：下降；下限s28：釋放：延時：釋放：延時s29：上升，上限位：上升，上限位s30：左移。左移到位，：左移。左移到位，回原點?；卦c?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 （2）根據(jù)控制要求，把整個控制過程分成若干個小的功能模塊，逐個完成程序設計 初始化程序系統(tǒng)的初始化程序用來設置初始化和原點位置條件。該系統(tǒng)的初始化程序見圖2-4-13 圖2-4-13 初始化程序可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 圖2-4-13中ist指令的源操作數(shù)x10用來指定與工作方式有關的輸入繼電器的首

23、元件。它實際上指定了從x10開始的8個輸入繼電器，它們分別具有以下意義：x10：手動x11：回原點x12：單步運行x13：單周期執(zhí)行 （半自動） x14：連續(xù)運行（自動）x15：回原點啟動x16：自動操作啟動x17：停止可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 ist指令的執(zhí)行條件滿足時，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)閛ff這些元件的功能仍然保持不變：m8040：為1時禁止所有的狀態(tài)轉化m8041：轉化起動m8042：起動脈沖m8043：回原點完成m8044：原點條件滿足m8047：stl監(jiān)控有效s0：手動操作初始狀態(tài)s1：回原點初

24、始狀態(tài) s2：自動操作初始狀態(tài)可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術如果改變了當前選擇的工作方式，在“回原點完成”標志m8043變?yōu)閛n之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)閛ff。stl監(jiān)控有效標志m8047的線圈“通電”時，當前的活動步對應的狀態(tài)的元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點活動步對應的狀態(tài)元件號。此外，若有任何一個狀態(tài)變?yōu)閛n，特殊輔助繼電器m8046將為on?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 手動程序 手動程序用初始狀態(tài)s0控制，見圖2-4-14所示，因為手動程序、自動程序（不包括回原點程序）和回原點程序均用stl觸點驅動，這

25、3部分程序的切換由ist指令控制，不會同時被驅動。如果不使用ist指令作初始化編程，則可以用cj指令來切換自動程序和手動程序。 圖2-4-14 手動控制程序可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 自動返回原點程序自動返回原點的系統(tǒng)順序功能梯形圖如圖2-4-15所示，當原點條件滿足時，輔助繼電器m8044（原點條件）為on。自動返回結束后，用set指令將m8043（回原點完成）置為on并用rst指令將回原點順序功能圖中的最后一步s12復位。其系統(tǒng)梯形圖見圖2-4-18所示?？删幊炭刂破鲬眉夹g可編程控制器應用技術 圖2-4-15 自動返回原點狀態(tài)轉移圖及梯形圖程序可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 自動程序 自動程序的狀態(tài)轉移圖如圖2-4-16所示，特殊輔助繼電器m8041（轉換起動）和m8044（原點條件）是從自動程序的初始步s2轉換到下一步s20的轉換條件。其梯形圖參見圖2-41所示。 使用ist指令后，系統(tǒng)