PLC控制運料小車.doc

PLC控制運料小車的運行 徐正軍第一次完成梁雪峰老師的作業(yè)項目七 PLC控制運料小車的運行1項目任務(wù)本項目的任務(wù)設(shè)計一個運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)。系統(tǒng)控制要求如下：小車往返運動循環(huán)工作過程說明如下：小車處于最左端時，壓下行程開關(guān)SQ4，SQ4為小車的原位開關(guān)。按下啟動按鈕SB2，裝料電磁閥YC1得電，延時20s，小車裝料結(jié)束。接著控制器KM3、KM5得電，向右快行；碰到限位開關(guān)SQ1后，KM5失電，小車慢行；碰到SQ3時，KM3失電，小車停止。此后，電磁閥YC2得電，卸料開始，延時15s后，卸料結(jié)束；接觸器KM4、KM5得電，小車向左快行；碰到限位開關(guān)SQ2，KM5失電，小車慢行；碰到SQ4KM4失電，小車停止，回到原位，完成一個循環(huán)工作過程。整個過程分為裝料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六個狀態(tài)，如此周而復(fù)始的循環(huán)。圖7-1 運料小車往返運動示意圖2任務(wù)流程圖本項目的具體學(xué)習(xí)過程見圖2-2。圖7-2 任務(wù)流程圖學(xué)習(xí)所需工具、設(shè)備見表7-1。表7-1 工具、設(shè)備清單序號分類名稱型號規(guī)格數(shù)量單位備注1工具常用電工工具1套2萬用表MF471只3設(shè)備PLCFX1N-40MR14運料小車1個5交流接觸器KM3、KM4、KM53只6三相電源插頭16A17電磁閥YC1、YC228行程開關(guān)SQ1、SQ22限位開關(guān)SQ3、SQ421功能圖編程的特點功能圖也叫狀態(tài)圖。它是用狀態(tài)元件描述工步狀態(tài)的工藝流程圖。功能轉(zhuǎn)移圖與步進梯形圖表達的都是同一個程序，其優(yōu)點是讓用戶每次考慮一個狀態(tài)，而不必考慮其它的狀態(tài)，從而使編程更容易，而且還可以減少指令的程序步數(shù)。功能轉(zhuǎn)移圖中的一個狀態(tài)表示順序控制過程中的一個工步，因此步進梯形圖也特別適用于時間和位移等順序的控制過程，也能形象、直觀的表示順序控制。功能編程開始時，必須用STL使STL接點接通，從而使主母線與子母線接通，連在子母線上的狀態(tài)電路才能執(zhí)行，這時狀態(tài)就被激活。狀態(tài)的三個功能是在子母線上實現(xiàn)的，所以只有STL接點接通該狀態(tài)的負載驅(qū)動和狀態(tài)轉(zhuǎn)移才能被掃描執(zhí)行。反之，STL接點斷開，對應(yīng)狀態(tài)就為被激活，前一狀態(tài)就自動關(guān)閉。狀態(tài)編程的這一特點，使各狀態(tài)之間的關(guān)系就像是一環(huán)扣一環(huán)的鏈表，變得十分清晰單純，不相鄰狀態(tài)間的繁雜連鎖關(guān)系將不復(fù)存在，只需集中考慮實現(xiàn)本狀態(tài)的三大功能既可。另外，這也使程序的可讀性更好，便于理解，也使程序的調(diào)試、故障的排除變得相對簡單。7-2步進梯形圖在狀態(tài)編程的最后，必須使用步進返回指令RET，從子母線返回主母線。如圖7-3程序中，若沒有RET指令，會將后面所有還看成是當(dāng)前狀態(tài)S22中的指令，由于PLC程序是循環(huán)掃描的，也包括了最開始處的指令，這就會引起程序出錯而不能運行。2功能圖的編程規(guī)則(1)初始狀態(tài)的編程。初始狀態(tài)一般是指一個順控工藝最開始的狀態(tài)，對應(yīng)于狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖初始位置是狀態(tài)就是初始狀態(tài)。S0S9共10個狀態(tài)組件專用作初始狀態(tài)，用了幾個初始狀態(tài)，就可以有幾個相對獨立的狀態(tài)系列。初始狀態(tài)編程必須在其它狀態(tài)前，如圖7-3中將S2作為初始狀態(tài)。開始運行后，初始狀態(tài)可以有其它狀態(tài)來驅(qū)動，如圖7-3中將狀態(tài)S22來驅(qū)動初始狀態(tài)S2的。但是首次開始運行時，初始狀態(tài)必須用其它方法預(yù)先驅(qū)動，使它處于工作狀態(tài)，否則狀態(tài)流程就不可能進行，一般利用系統(tǒng)的初始條件。7-3 動力頭1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如可由PLC從STOP-RUN切換瞬間的初始脈沖使特殊輔助繼電器M8002接通來驅(qū)動初始狀態(tài)。圖7-4中就是用這一方法來使S2置1的。更好的初始狀態(tài)編程可用后面介紹的IST指令來編制。圖7-4 初始狀態(tài)S2的驅(qū)動梯形圖每一個初始狀態(tài)下面的分支數(shù)總和不能超過16個，這是對總分支數(shù)的限制，而對總狀態(tài)數(shù)則沒有限制。從每一個分支點上引出的不能超過8個，所以超過8個的分支不能集中在一個分支點上引出。（2）一般狀態(tài)的編程：先負載驅(qū)動，后轉(zhuǎn)移處理。除了初始狀態(tài)外，一般狀態(tài)組件必須在其它狀態(tài)后加入STL指令來進行驅(qū)動，也就是說不能用除狀態(tài)組件之外的其他方式驅(qū)動。一般狀態(tài)編程時，必須先負載驅(qū)動，后轉(zhuǎn)移處理。所以，都要使用步進接點STL指令，以保證負載驅(qū)動和狀態(tài)轉(zhuǎn)移都是在子母線上進行。如圖7-5中，拿狀態(tài)S20的STL來看，當(dāng)S20的STL接點被接通后，先是用OUT驅(qū)動輸出線圈Y000，然后才是用啊“SET S21”指令決定轉(zhuǎn)移方向，轉(zhuǎn)向下一相鄰狀態(tài)S21。狀態(tài)組建不可重復(fù)使用。圖7-5 步進梯形圖（3）相鄰兩個狀態(tài)中不能使用同一個定時器，否則會導(dǎo)致定時器沒有復(fù)位機會，而引起混亂；子啊非相鄰的狀態(tài)中可以使用同一個定時器。如圖7-6所示。7-6 相鄰狀態(tài)不能使用同一個定時器（4）連續(xù)轉(zhuǎn)移時用SET，非連續(xù)轉(zhuǎn)移時用OUT.若某個狀態(tài)向相鄰的下一個狀態(tài)連續(xù)轉(zhuǎn)移時應(yīng)使用SET指令，但若向非相鄰狀態(tài)轉(zhuǎn)移時改用OUT.如圖7-5中S26向S2轉(zhuǎn)換時，就不能用OUT，而要用SET。（5）在STL指令后面不能緊接著使用MPS。STL和RET指令之間不能使用MC、MCR指令。在中斷服務(wù)程序或者子程序中不能使用STL指令；在狀態(tài)內(nèi)部最好不要使用跳轉(zhuǎn)指令CJ，以免引起混亂。2功能圖的構(gòu)成要素功能圖通常由初始狀態(tài)、一系列一般狀態(tài)、轉(zhuǎn)移狀態(tài)和轉(zhuǎn)移條件組成。每個狀態(tài)提供3個功能：驅(qū)動有關(guān)負載、指定轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移目標(biāo)。圖7-6 單流程SFC如圖7-6所示，S2是初始狀態(tài)，S20、S21、S22便是一般狀態(tài)， X000X004是轉(zhuǎn)移條件，Y001Y004是轉(zhuǎn)移負載。初始狀態(tài)S2的轉(zhuǎn)移條件是X000,S2的驅(qū)動負載是Y001,S2的目標(biāo)是S20。表7-2 狀態(tài)組件S的分類表分類點數(shù)組件初始狀態(tài)10點S0S9回零狀態(tài)10點S10S19通用狀態(tài)480點S20S499保持狀態(tài)400點S500S899報警狀態(tài)100點S900S9993運料小車運行的功能圖設(shè)計（1）控制要求小車處于最左端時，壓下行程開關(guān)SQ4，SQ4為小車的原位開關(guān)。按下啟動按鈕SB2，裝料電磁閥YC1得電，延時20s，小車裝料結(jié)束。接著控制器KM3、KM5得電，向右快行；碰到限位開關(guān)SQ1后，KM5失電，小車慢行；碰到SQ3時，KM3失電，小車停止。此后，電磁閥YC2得電，卸料開始，延時15s后，卸料結(jié)束；接觸器KM4、KM5得電，小車向左快行；碰到限位開關(guān)SQ2，KM5失電，小車慢行；碰到SQ4KM4失電，小車停止，回到原位，完成一個循環(huán)工作過程。整個過程分為裝料右快行右慢行卸料左快行左慢行六個狀態(tài)，如此周而復(fù)始的循環(huán)。（2）輸入/輸出端口設(shè)置運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的輸入/輸出端口設(shè)置如圖7-7、7-8所示。 圖7-7 輸入 圖7-8 輸出（3）狀態(tài)表運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的狀態(tài)表如表7-3所示。工步號狀態(tài)號狀態(tài)輸出/狀態(tài)功能狀態(tài)轉(zhuǎn)移原位S0PLC初始化：S0第一工步S20YC1得電，裝料 KM4失電，回到原位（或起點），計時20sS0-S20第二工步S21KM3、KM5得電，右快行S20-S21第三工步S22KM5失電，右慢行S21-S22第四工步S23KM3失電，卸料，計時15sS22-S23第五工步S24KM4、KM5得電，左快行S23-S24第六工步S25KM5失電，右慢行S24-S25（4）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-10所示。圖7-9運料小車的狀態(tài)圖在由停止轉(zhuǎn)入運行時，通過M8002使初始狀態(tài)S0動作，。按下啟動按鈕SB2時狀態(tài)由S0轉(zhuǎn)移到S20，電磁閥YC1得電，同時接觸器KM4復(fù)位，定時器計時20s，此狀態(tài)為裝料，在這期間小車裝料。計時20后，小車裝料結(jié)束，狀態(tài)從S20轉(zhuǎn)移到S21，接觸器KM3、KM5得電，小車向右快行。小車向右運動碰到右限位開關(guān)SQ1后，接觸器KM5失電，狀態(tài)從S21轉(zhuǎn)移到S22, 小車慢行。小車向右運動壓下右行程開關(guān)SQ3后，接觸器KM3失電，小車停止，電磁閥YC2得電，狀態(tài)從S22轉(zhuǎn)移到S23,計時卸料15s。卸料結(jié)束后，接觸器KM4,KM5得電，狀態(tài)從S23轉(zhuǎn)移到S24,小車向右快行。小車向左運動碰到右限位開關(guān)SQ2后，接觸器KM5失電，狀態(tài)從S24轉(zhuǎn)移到S25, 小車慢行。小車向左運動壓下右行程開關(guān)SQ4后，接觸器KM4失電，小車停止，電磁閥YC1得電，狀態(tài)從S22轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S20,第二次計時裝料20s如此周而復(fù)始地循環(huán)。（5）接線圖運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的接線圖如圖7-10所示。圖7-10 運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的接線圖（4）輸入梯形圖7-11 運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的指令語句7-12 運料小車往返運動PLC控制系統(tǒng)的梯形圖輸入狀態(tài)圖、梯形圖、調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)、驗證循環(huán)掃描就按項目二的步驟操作，這里不在累述。項目質(zhì)量考核要求及評分標(biāo)準(zhǔn)見表7-4。表7-4 質(zhì)量評價表考核項目考核要求配分評分標(biāo)準(zhǔn)扣分得分備注系統(tǒng)安裝1會安裝元件2按圖完整、正確及規(guī)范接線3按照要求編號301元件松動扣2分，損壞一處扣4分2錯、漏線每處扣2分3反圈、壓皮、松動，每處扣2分4錯、漏編號，每處扣1分編程操作1會建立程序新文件2正確輸入梯形圖3正確保存文件401不能建立程序新文件或建立錯誤扣4分2輸入梯形圖錯誤一處扣2分運行操作1操作運行系統(tǒng)，分析運行結(jié)果2會監(jiān)控梯形圖3會驗證串行工作方式301系統(tǒng)通電操作錯誤一步扣3分2分析運行結(jié)果錯誤一處扣2分3監(jiān)控梯形圖錯誤一處扣2分4驗證串行工作方式錯誤扣5分安全生產(chǎn)自覺遵守安全文明生產(chǎn)規(guī)程1每違反一項規(guī)定，扣3分2發(fā)生安全事故，0分處理3漏接接地線一處扣5分時間3小時提前正確完成，每5分鐘加2分超過定額時間，每5分鐘扣2分開始時間：結(jié)束時間：實際時間：1跳轉(zhuǎn)與重復(fù)的編程方法2復(fù)位處理的編程方法3跳轉(zhuǎn)與重復(fù)的應(yīng)用舉例習(xí)題部分機械手的具體動作順序：原始位置（大臂伸出并處于水平、手腕橫移向右、手指松開）-手指夾緊（抓住卡盤上的工件）-手腕橫移向左（從卡盤上卸下工件）-小臂上什-大臂下擺-手指松開（將工件放在料架上）-小臂收縮-料架轉(zhuǎn)位-小臂伸出-手指抓緊-（抓住待加工的工工件）-大臂上擺（從料架上取走工件）-小臂上擺-手腕橫移向右（機械手把工件裝到深孔鏜床的卡盤上）-手指松開（復(fù)位）。圖7-13 機械手表7-5 上下料機械手PLC控制系統(tǒng)I/O端子分配輸入信號輸入端子號輸出信號輸出端子號熱繼電器觸點FR油泵電動機啟動按鈕油泵電動機停止按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)SA回原點信號轉(zhuǎn)換開關(guān)SA半周期信號轉(zhuǎn)換開關(guān)SA自動信號轉(zhuǎn)換開關(guān)SA手動信號機械手回原點按鈕SB5手指夾緊按鈕SB6手指松開按鈕SB7手腕橫移向左按鈕SB8手腕橫移向右按鈕SB9小臂伸出按鈕SB10小臂縮回按鈕SB11小臂上擺按鈕SB12小臂下擺按鈕SB13大臂上擺按鈕SB14大臂上擺按鈕SB15料架轉(zhuǎn)位按鈕SB16機械手啟動按鈕SB3機械手停止按鈕SB4X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24接觸器KM線圈手指夾緊YV1a手指松開YX1b手腕橫移向左YV2a手腕橫移向右YV2b小臂伸出YV3a小臂縮回YV3b料架轉(zhuǎn)位YV6小臂上擺YV4