任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)作，對(duì)物料進(jìn)行分揀。搬運(yùn)和分揀配合工作。四、知識(shí)點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)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(jì)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(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)和物料分揀的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(qǐng)求的來源。S7-200可編程序控制器具有最多可達(dá)34個(gè)中斷源，每個(gè)中斷源都分配一個(gè)編號(hào)用以識(shí)別，稱為中斷事件號(hào)。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(shí)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(hào)、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(xiàng)返回本節(jié)中斷指令

中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)由高到低依次是：通信中斷、輸入輸出中斷、定時(shí)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(jí)如表所示。中斷事件及優(yōu)先級(jí)中斷調(diào)用即調(diào)用中斷程序，使系統(tǒng)對(duì)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(shí)自動(dòng)保存邏輯堆棧、累加器和某些特殊標(biāo)志存儲(chǔ)器位，即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。中斷處理完成時(shí)，又自動(dòng)恢復(fù)這些單元原來的狀態(tài)，即恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。（1）中斷調(diào)用指令（2）注意事項(xiàng)（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(diǎn)的上升沿中斷，若發(fā)現(xiàn)I/O錯(cuò)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(jì)數(shù)指令

可編程序控制器的普通計(jì)數(shù)器的計(jì)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(cè)信號(hào)的方法來捕捉被測(cè)信號(hào)的上升沿，被測(cè)信號(hào)的頻率較高時(shí)，會(huì)丟失計(jì)數(shù)脈沖，因此普通計(jì)數(shù)器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計(jì)數(shù)器可以對(duì)普通計(jì)數(shù)器無能為力的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，CPU221和CPU222有4個(gè)高速計(jì)數(shù)器，其余的CPU有6個(gè)高速計(jì)數(shù)器，最高計(jì)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(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的精確控制

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

(2)有方向輸入信號(hào)的單相加/減計(jì)數(shù)器(模式3~5)，方向輸入信號(hào)為1時(shí)為加計(jì)數(shù)，為0時(shí)為減計(jì)數(shù)。

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

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

HCn除了表示高速計(jì)數(shù)器的編號(hào)之外，還代表兩方面的含義：高速計(jì)數(shù)器位和高速計(jì)數(shù)器當(dāng)前值。編程時(shí)，從所用的指令可以看出是位還是當(dāng)前值。不同型號(hào)的PLC主機(jī)，高速計(jì)數(shù)器的數(shù)量對(duì)應(yīng)如下表所示。高速計(jì)數(shù)器的外部輸入信號(hào)各計(jì)數(shù)器有專用的時(shí)鐘脈沖、方向控制、復(fù)位及啟動(dòng)輸入端子，有的計(jì)數(shù)器只有部分輸入端子。各高速計(jì)數(shù)器的外部輸入信號(hào)如表6-25和表6-26所示。只有CPU224、CPU226和CPU226XM有HSC1和HSC2。選用某個(gè)高速計(jì)數(shù)器在某種工作模式下工作，高速計(jì)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(diǎn)。如表所示。

高速計(jì)數(shù)指令

高速計(jì)數(shù)器指令有兩條：HDEF和HSC。（1）HDEF指令HDEF，定義高速計(jì)數(shù)器指令。使能輸入有效時(shí)，為指定的高速計(jì)數(shù)器分配一種工作模式，即用來建立高速計(jì)數(shù)器與工作模式之間的聯(lián)系。梯形圖指令盒中有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端：HSC，高速計(jì)數(shù)器編號(hào)，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(jì)數(shù)器指令。使能輸入有效時(shí)，根據(jù)高速計(jì)數(shù)器特殊存儲(chǔ)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(jì)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(jì)數(shù)器編號(hào)，為0~5的常數(shù)，字型。與高速計(jì)數(shù)器有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器

1.高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)狀態(tài)字節(jié)，程序運(yùn)行時(shí)根據(jù)運(yùn)行狀況自動(dòng)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(shí)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(gè)高速計(jì)數(shù)器都有固定的特殊功能存儲(chǔ)器與之相配合，完成高速計(jì)數(shù)功能。具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。2.高速計(jì)數(shù)器的控制字節(jié)

（1）選擇計(jì)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(jì)數(shù)器時(shí)，要按以下步驟進(jìn)行：4.應(yīng)用實(shí)例

要對(duì)一高速事件精確控制，通過對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行增計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)當(dāng)前值達(dá)到24產(chǎn)生中斷，重新從0計(jì)數(shù)，對(duì)中斷次數(shù)進(jìn)行累計(jì)。計(jì)數(shù)方向用一個(gè)外部信號(hào)控制，并能實(shí)現(xiàn)外部復(fù)位。所用的主機(jī)型號(hào)為CPU221。設(shè)計(jì)步驟：①選擇高速計(jì)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(shí)，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(gè)字節(jié)為狀態(tài)字節(jié)，各位及其的含義如下：E1、E2、E3、E4錯(cuò)誤編碼。如果執(zhí)行指令后E位為1，則由這4位返回一個(gè)錯(cuò)誤碼。這4位組成的錯(cuò)誤編碼及含義如表7.5所示。

錯(cuò)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(shí)，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(diǎn)上讀16個(gè)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(shí)，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(diǎn)上寫16個(gè)字節(jié)的信息。指令格式：NETW TBL, PORT使能流輸出ENO為0的出錯(cuò)條件為：SM4.3（運(yùn)行時(shí)間）、0006（間接尋址）。3.FILL指令內(nèi)存填充指令。使能輸入有效時(shí)，用包含在地址IN中的字值寫入N個(gè)連續(xù)字，從地址OUT開始。N的范圍是1~255.應(yīng)用實(shí)例

有一簡(jiǎn)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(gè)CPU221模塊中的數(shù)據(jù)。操作要求：站4要讀寫兩個(gè)遠(yuǎn)程站（站2和站3）的狀態(tài)字節(jié)和計(jì)數(shù)值（分別放在VB100和VW101中）。如果某個(gè)遠(yuǎn)程站中的計(jì)數(shù)值達(dá)到200，站4將發(fā)生一定動(dòng)作，并將該遠(yuǎn)程站的計(jì)數(shù)值清0，重新計(jì)數(shù)。CPU224通信端口號(hào)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(dòng)作步驟：(1)、橫軸前升(2)、手旋轉(zhuǎn)到位(3)、電磁閥動(dòng)作，手張開(4)、豎軸下降(5)、電