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《电气控制与PLC应用技术》电子教案 第7章 PLC控制系统应用举例 7.1机械手控制 机械手是工业领域中经常用到的一种控制对象。它可以完成许多工作，如搬物、装配、切割等工作。应用非常广泛。应用PLC能实现所规定的动作，可以简化线路，节省成本，提高劳动生产率。 7.1.1控制要求 用于将左工作台的工件搬运到右工作台上。 机械手的全部动作由气缸驱动，而气缸由电磁阀控制。其上升/下降、左移/右移运动由双线圈两位电磁阀控制。即当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降，但要保持现有的工作状态。在上升电磁阀通电时，机械手上升；当电磁阀断电后，机械手停止上升。机械手的放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀控制，线圈通电时，机械手夹紧；线圈断电时，机械手放松。在机械手右移并准备下降时，必须检查右工作台，确认无工件时才允许机械手下降。 7.1.1控制要求 ，动作过程分为8步：从原点→下降→夹紧（T秒）→上升→右移→下降→放松（T秒）→上升→左移到原点。 这是一个顺序控制系统。可采用步进梯形指令进行设计 7.1.1控制要求 7.1.1控制要求 为便于控制系统调试和维护，应设置有手动和自动转换功能。 当手动/自动转换开关置于“手动”位置时，按下相应的起动按钮可实现上升、下降、左移、右移、夹紧、放松的手动控制和回原点控制两种操作方式。 将手动/自动转换开关置于“自动”位置时，可进行机械手自动回归原点控制的“回原点”控制；每按一次起动前进一个工步的“步进操作”； 按下起动按钮后自动完成一个周期动作后停止的“单周期操作”以及按下一次起动按钮后从原点开始，自动连续不断地周期性循环。 在按下停止按钮，机械手将完成正在进行的这个周期动作，返回原点后停止。 7.1.2用户I/O设备及所需PLC的I/O点数 在动作过程中，上升、下降、左移、右移、夹紧及原点指示为输出信号。 放松和夹紧共用一个线圈，线圈得电时夹紧，失电时放松，故放松不作为单独为输出信号。 7.1.2用户I/O设备及所需PLC的I/O点数 在工作方式的选择开关一个，控制“手动”、“回原点”、“步进”、“单周期”和“连续”5个输入点，这5个输入不能同时为ON； 在手动时运动选择“左右”、“上/下”、“夹/松”用三个输入点， 有无工件检测开关用光电开关用光电开关实现，占一个输入点； 原点、起动、停止3个按钮，占用3个输入点； 用行程开关分别控制上、下、左、右位置检测，占4个输入点 工件的夹紧与放松采用延时控制，不再设置检测装置。 系统的输入全部采用动合触点。 输入/输出点应考虑有15%的余量。 7.1.3分配PLC的输入、输出端子，PLC的输入、输出接线图 1．输入/输出端口分配 2．PLC输入、输出端子接线图 7.1.4设计PLC控制程序 控制程序主要由手动操作和自动操作两部分组成，自动操作程序包括步进操作、单周期操作和连续操作程序。 1．初始化程序 初始化指令IST的功能编号为FNC60，它与STL指令一起使用，专门用来设置有多种工作方式的控制系统的初始状态和设置有关的特殊辅助继电器的状态，可以大大简化复杂的顺序控制程序的设计。 IST 指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL电路应放在它的后面。 1．初始化程序 用来设置初始状态和原点位置条件。 IST 指令中的S20和S27用来指定在自动操作中用到的最小和最大状态继电器的元件号，所以在安排输入继电器的元件号X020~X026应按照设定的顺序来设定。 IST 中的源操作数可取X、Y 和M 1．初始化程序 IST 指令的源操作数X10用来指定与工作方式有关的输入继电器的首元件，它实际上指定X10~X017的八个输入继电器，这八个输入继电器的意义 1．初始化程序 由原点的各传感器驱动，特殊辅助继电器M8044检测机械手是否在原点。它的ON状态作为自动方式时允许状态转换的条件。 由特殊辅助继电器M8000驱动功能指令FNC60（IST），设定为初始状态。 使用 IST 指令后，系统的手动、自动、单周期、步进、连续和回原点这几种工作方式的切换是由系统程序自动完成的。 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 2．手动操作 3．回原点初始状态 3．回原点初始状态 4．自动操作 由于特殊辅助继电器M8041（转换起动）和 M 8044（原点位置条件）是从自动程序的初始步 S2 转换到下一步 S20 的转换条件。M8041和M8044 都是在初始化程序设定的，在程序运行中不再改变。 4．自动操作 4．自动操作 4．自动操作 4．自动操作 4．自动操作 4．自动操作 4．自动操作 4