可編程控制器技術(shù) 課件 項目5　立體倉庫控制

任務(wù)5.1單工位步進(jìn)軸取放料控制主講人：XXX時間：20XX.XX目錄CONTENT01一、任務(wù)要求與分析02二、任務(wù)準(zhǔn)備03三、任務(wù)實施04四、任務(wù)評價04五、任務(wù)拓展一、任務(wù)要求與分析01設(shè)備在非運行狀態(tài)時，可完成相關(guān)控制系統(tǒng)的手動操作，包括機械手的上下移動、手爪的伸縮與夾緊等，為設(shè)備調(diào)試和維護(hù)提供便利。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)察與手動操作按下起動按鈕后，機械手自動行駛至2列2行位置，完成夾料、轉(zhuǎn)位、放料等一系列操作，實現(xiàn)單工件的自動化搬運，提高生產(chǎn)效率。自動取料與放料控制程序起動時綠燈常亮，復(fù)位完成后復(fù)位指示燈常亮，按下停止按鈕則立即停止系統(tǒng)，確保操作安全可控。系統(tǒng)運行與停止控制任務(wù)要求立體倉庫由物料倉、機械手、步進(jìn)電動機、直線模組支撐架、氣動閥組等組成，機械手通過步進(jìn)電動機和氣缸實現(xiàn)垂直與水平移動，完成取料與放料任務(wù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理觸摸屏提供設(shè)備狀態(tài)顯示、手動操作界面、自動運行控制等功能，操作人員可通過觸摸屏實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，進(jìn)行相關(guān)操作。人機交互與操作界面系統(tǒng)運行分為復(fù)位、起動、運行、停止等階段，各階段通過PLC程序控制，實現(xiàn)機械手的精準(zhǔn)定位與動作執(zhí)行，確保任務(wù)順利完成?？刂七壿嬇c流程任務(wù)分析二、任務(wù)準(zhǔn)備02物料倉與機械手物料倉用于儲存工件，機械手通過步進(jìn)電動機上下移動、氣缸伸縮與旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工件的夾取與搬運，是系統(tǒng)的核心執(zhí)行部件。步進(jìn)電動機與直線模組步進(jìn)電動機提供精確的動力輸出，驅(qū)動機械手沿直線模組上下移動，確保機械手在垂直方向上的精準(zhǔn)定位，實現(xiàn)工件的垂直搬運。氣動閥組與端子排氣動閥組控制氣缸的動作，實現(xiàn)手爪的伸縮、夾緊與旋轉(zhuǎn)等功能；端子排用于電氣連接，確保信號與電源的穩(wěn)定傳輸。立體倉庫主體結(jié)構(gòu)設(shè)定信號類型為“PTO(脈沖A和方向B)”，脈沖輸出為Q0.2，方向輸出為Q0.3，與硬件接線保持一致，確保步進(jìn)電動機的正常運行。驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置在PLC工藝對象中創(chuàng)建軸，設(shè)置位置單位為mm，確保步進(jìn)電動機的運動控制與實際物理位置相匹配，實現(xiàn)精確的定位控制?；緟?shù)設(shè)置設(shè)置電動機每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)為5000，每轉(zhuǎn)位移3mm，與驅(qū)動器及絲桿導(dǎo)程設(shè)置一致，保證步進(jìn)電動機的運動精度與穩(wěn)定性。機械參數(shù)設(shè)置PLC中設(shè)置步進(jìn)電動機使用“MC_Power”運動控制指令啟用或禁用軸，確保步進(jìn)電動機在程序運行時始終處于可運行狀態(tài)，避免因使能問題導(dǎo)致的運行中斷。軸使能指令在初始態(tài)復(fù)位時以及運行完畢返回原點時使用“MC_Home”指令，復(fù)位時置位M20.0，復(fù)位完成后使用M10.0將其余狀態(tài)復(fù)位，確保設(shè)備每次運行前都處于正確的初始狀態(tài)。回零程序應(yīng)用利用“MC_Home”運動控制指令將軸坐標(biāo)與實際物理驅(qū)動器位置匹配，實現(xiàn)步進(jìn)電動機的回原點操作，確保設(shè)備在復(fù)位后能夠準(zhǔn)確回到初始位置?；亓愠绦蛟O(shè)計步進(jìn)軸使能與回零程序010203絕對定位指令使用“MC_MoveAbsolute”運動控制指令起動軸定位運動，將軸移動到某個絕對位置，用于實現(xiàn)取料位置和放料位置的切換，確保機械手能夠準(zhǔn)確到達(dá)指定工位。相對定位指令通過“MC_MoveRelative”運動控制指令起動相對于起始位置的定位運動，在提料或放料操作時使用，保證動作的正常運行，實現(xiàn)工件的精準(zhǔn)搬運。移動程序優(yōu)化在設(shè)計移動程序時，需考慮機械手的狀態(tài)和動作順序，避免因動作沖突或錯誤導(dǎo)致的設(shè)備故障，確保整個取放料過程的流暢與安全。步進(jìn)軸移動程序三、任務(wù)實施03在博途中新建項目“單工位步進(jìn)軸取放料控制”，添加CPU1215DC/DC/DC控制器，確保硬件配置與現(xiàn)場一致，為程序編寫與調(diào)試提供基礎(chǔ)。新建項目與硬件組態(tài)根據(jù)任務(wù)要求，合理分配PLC的輸入輸出地址，確保各信號與硬件設(shè)備正確連接，為系統(tǒng)正常運行提供保障。I/O地址分配新建兩個變量表，定義倉庫原點、上限位、下限位、滑臺限位、手爪狀態(tài)、軸脈沖與方向等變量，確保程序中各變量的地址與硬件接線一致，便于后續(xù)編程與調(diào)試。變量表定義硬件設(shè)置OB1程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)啟動與狀態(tài)初始化，調(diào)用復(fù)位和手動程序，根據(jù)運行狀態(tài)限制手動操作，確保系統(tǒng)在運行時無法進(jìn)行手動干預(yù)，保障自動化運行的穩(wěn)定性。01主程序OB1FC1程序?qū)崿F(xiàn)倉庫手動的上、下控制，通過觸摸屏上的按鍵操作，實現(xiàn)機械手的垂直移動，為設(shè)備調(diào)試和維護(hù)提供便利，同時確保手動操作的安全性。02手動程序FC1FC2程序控制機械手的自動取料與放料過程，包括上移、滑臺移動、手爪伸縮與夾緊、旋轉(zhuǎn)等一系列動作，確保工件能夠準(zhǔn)確地從料倉取出并放置到指定位置。03自動程序FC2FC3程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的復(fù)位操作，包括硬件復(fù)位、復(fù)位指示燈顯示以及步進(jìn)電動機使能提供，確保設(shè)備在復(fù)位后能夠正常運行，為下一次操作做好準(zhǔn)備。04復(fù)位程序FC3程序設(shè)計按下起動按鈕，啟動自動程序，觀察機械手是否能夠按照預(yù)設(shè)的流程完成取料與放料操作，檢查各動作的執(zhí)行順序和準(zhǔn)確性，確保自動運行的穩(wěn)定性。自動運行測試在運行過程中按下停止按鈕，檢查系統(tǒng)是否能夠立即停止運行；按下復(fù)位按鈕后，檢查設(shè)備是否能夠正常復(fù)位，各狀態(tài)指示燈是否正確顯示，確保停止與復(fù)位功能的可靠性。停止與復(fù)位測試在非運行狀態(tài)下，通過觸摸屏進(jìn)行手動操作測試，檢查機械手的上下移動、手爪的伸縮與夾緊等功能是否正常，確保手動操作的可靠性。手動操作測試程序調(diào)試四、任務(wù)評價04010203I/O接線圖繪制（10分）：接線圖清晰準(zhǔn)確，符合電氣規(guī)范。元件安裝（10分）：元件安裝牢固，布局合理。硬件接線（10分）：接線正確無誤，無短路、斷路等現(xiàn)象。硬件安裝與接線HMI中4個氣動元件控制功能正常（各2分，共8分）：氣動元件操作靈敏，功能實現(xiàn)準(zhǔn)確。HMI中7個氣動位置傳感器顯示正常（各2分，共14分）：傳感器狀態(tài)顯示準(zhǔn)確，無誤報現(xiàn)象。HMI中倉庫步進(jìn)軸上、下行按鍵功能正常（各2分，共4分）：按鍵操作靈敏，步進(jìn)軸動作準(zhǔn)確。HMI中復(fù)位、起動和停止鍵功能正常（各2分，共6分）：按鍵功能實現(xiàn)準(zhǔn)確，操作便捷。HMI中復(fù)位、起動和停止指示功能正常（各2分，共6分）：指示燈顯示狀態(tài)正確，與系統(tǒng)狀態(tài)一致。能自動完成單工件的取料（6分）：取料動作準(zhǔn)確，無誤操作。能自動完成單工件的放料（6分）：放料動作準(zhǔn)確，無誤操作。編程與調(diào)試存在危險用電等情況（每次扣5分，上不封頂）：嚴(yán)格遵守用電安全規(guī)范，杜絕危險操作。存在帶電插拔工作站的電纜、電線等情況（每次扣3分）：避免帶電插拔，確保設(shè)備安全。穿著不符合生產(chǎn)要求（每次扣5分）：按規(guī)定穿著工作服，佩戴安全帽等防護(hù)用品。安全素養(yǎng)0405表達(dá)溝通能力（2.5分）：表達(dá)清晰，溝通順暢，能夠準(zhǔn)確傳達(dá)信息。團(tuán)隊協(xié)作能力（2.5分）：團(tuán)隊成員分工明確，協(xié)作默契，共同完成任務(wù)。發(fā)展素養(yǎng)桌面物品和工具擺放整齊、整潔（2.5分）：保持工作臺面整潔，工具歸位。地面清理干凈（2.5分）：保持工作區(qū)域地面干凈，無雜物。5S素養(yǎng)評價指標(biāo)與評分標(biāo)準(zhǔn)五、任務(wù)拓展05

加入急停按鈕在系統(tǒng)中加入急停按鈕，確保在緊急情況下能夠迅速停止設(shè)備運行，保障操作人員和設(shè)備的安全。

急停復(fù)位后操作恢復(fù)設(shè)計急停復(fù)位后的操作恢復(fù)機制，確保在緊急情況解除后，設(shè)備能夠正?；謴?fù)之前的運行狀態(tài)，繼續(xù)完成未完成的任務(wù)，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

系統(tǒng)優(yōu)化建議根據(jù)實際運行情況，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，如優(yōu)化程序邏輯、提高設(shè)備運行效率、增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性等，以滿足生產(chǎn)需求。系統(tǒng)優(yōu)化與改進(jìn)謝謝大家主講人：XXX時間：20XX.XX任務(wù)5.2多工位步進(jìn)軸取放料控制主講人：XXX時間：20XX.XX目錄CONTENTS01一、任務(wù)要求與分析04四、任務(wù)評價02二、知識準(zhǔn)備05五、任務(wù)拓展03三、任務(wù)實施一、任務(wù)要求與分析01單站控制要求復(fù)位操作：按下復(fù)位按鈕，各氣缸及電動機軸回到原點位置，為設(shè)備運行做好準(zhǔn)備。點動操作：在觸摸屏上可對氣缸和電動機軸進(jìn)行點動操作，實現(xiàn)手動控制功能，方便設(shè)備調(diào)試和維護(hù)。速度設(shè)置：電動機軸停止后，可在觸摸屏上手動設(shè)置運行速度，提高操作靈活性。自動模式控制要求復(fù)位與停止：自動模式下，按下復(fù)位按鈕，各狀態(tài)復(fù)位；按下停止按鈕，各運行狀態(tài)立即停止。取放料流程：自動模式下，機械手按預(yù)設(shè)流程完成取料、放料操作，實現(xiàn)自動化搬運。重復(fù)運行：完成一次流程后，系統(tǒng)可再次啟動運行，提高生產(chǎn)效率。觸摸屏界面設(shè)計要求布局合理：設(shè)計合理的觸摸屏界面，按鈕指示燈分區(qū)放置，文字標(biāo)識清晰，方便操作。無干涉設(shè)計：按鈕和指示燈之間無干涉，確保操作的準(zhǔn)確性。手動自動切換：設(shè)計手動和自動兩個界面，滿足不同操作需求。任務(wù)要求寄存器設(shè)置倉位管理在單工件控制基礎(chǔ)上，新增手動/自動操作切換、系統(tǒng)速度實時監(jiān)控、倉位設(shè)置等功能，優(yōu)化控制邏輯?？刂七壿媰?yōu)化參數(shù)復(fù)位問題停止開關(guān)按下后，系統(tǒng)需考慮再次運行時的參數(shù)復(fù)位，確保設(shè)備能夠正常運行。取工件操作時，若貨架取完，需進(jìn)行收尾操作，保證程序正常流轉(zhuǎn)，避免因倉位問題導(dǎo)致的運行中斷。提前規(guī)劃好觸摸屏上的寄存器設(shè)置，確保數(shù)據(jù)存儲和通信的準(zhǔn)確性，為程序運行提供支持。任務(wù)分析二、知識準(zhǔn)備0201功能描述：將輸入IN1的值乘以輸入IN2的值，結(jié)果存儲在輸出OUT中，可擴展輸入數(shù)目，實現(xiàn)多個值的乘積計算。應(yīng)用場景：用于計算行列位置等需要數(shù)值乘法的場合，為程序提供精確的數(shù)值運算支持。MUL乘法指令02功能描述：將輸入IN1的值除以輸入IN2的值，結(jié)果存儲在輸出OUT中，執(zhí)行成功后使能輸出ENO。應(yīng)用場景：用于計算速度、距離等需要數(shù)值除法的場合，確保數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。DIV除法指令03功能描述：將累加器2的值除以累加器1的值，保存除法運算的余數(shù)，狀態(tài)位指示余數(shù)的正負(fù)。應(yīng)用場景：用于行列計算中的余數(shù)處理，實現(xiàn)精確的倉位定位和控制。MOD取余指令運算指令三、任務(wù)實施03020301硬件組態(tài)添加CPU1215DC/DC/DC控制器，確保硬件配置與現(xiàn)場一致，保障設(shè)備正常運行。變量定義在單工件立體倉庫的基礎(chǔ)上增加相關(guān)變量，完成變量定義，確保程序的易讀性和可維護(hù)性。新建項目在博途中新建項目“多工位步進(jìn)軸取放料控制”，為程序編寫和調(diào)試提供平臺。硬件設(shè)置增加調(diào)用FC4數(shù)據(jù)綜合處理模塊，調(diào)整手動調(diào)用位置，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)。增加手/自動切換狀態(tài)指示，完善程序功能。增加倉庫取料計數(shù)滿后停止?fàn)顟B(tài)，保障程序在滿倉后能夠正常停止。主程序OB1修改建立數(shù)據(jù)塊存儲觸摸屏相關(guān)數(shù)值，提前設(shè)置起始值，確保系統(tǒng)能夠正常運行。數(shù)據(jù)塊DB2定義加入倉庫軸速度設(shè)置鏈接，實現(xiàn)手動模式下速度的靈活調(diào)整。手動程序FC1修改建立臨時變量，方便后續(xù)編程。增加倉庫計數(shù)操作，限制大于倉儲容量的操作。增加倉位號變?yōu)樾辛刑柕挠嬎?，實現(xiàn)多工件的精確控制。修改分揀放料位置，適應(yīng)硬件變化。增加新的自動步驟，實現(xiàn)循環(huán)運行。自動程序FC2修改增加手/自動還原的區(qū)別，優(yōu)化復(fù)位功能。復(fù)位程序FC3修改加入倉庫軸速度和距離顯示，將倉庫軸使能移入FC4，方便后續(xù)數(shù)據(jù)添加。數(shù)據(jù)綜合處理FC4程序設(shè)計測試氣缸和電動機軸的點動操作功能，確保手動控制的可靠性。手動操作測試01啟動自動程序，觀察機械手是否能夠按照預(yù)設(shè)流程完成取放料操作，檢查各動作的執(zhí)行順序和準(zhǔn)確性。自動運行測試02在運行過程中按下停止按鈕，檢查系統(tǒng)是否能夠立即停止運行；按下復(fù)位按鈕后，檢查設(shè)備是否能夠正常復(fù)位。停止與復(fù)位測試03程序調(diào)試四、任務(wù)評價04I/O接線圖繪制（5分）：接線圖清晰準(zhǔn)確，符合電氣規(guī)范。元件安裝（5分）：元件安裝牢固，布局合理。硬件接線（10分）：接線正確無誤，無短路、斷路等現(xiàn)象。硬件安裝與接線HMI中4個氣動元件控制功能正常（各2分，共8分）：氣動元件操作靈敏，功能實現(xiàn)準(zhǔn)確。HMI中7個氣動位置傳感器顯示正常（各1分，共7分）：傳感器狀態(tài)顯示準(zhǔn)確，無誤報現(xiàn)象。HMI中倉庫步進(jìn)軸上、下行按鍵功能正常（各2分，共4分）：按鍵操作靈敏，步進(jìn)軸動作準(zhǔn)確。HMI中復(fù)位、起動、停止鍵和手/自動切換功能正常（各2分，共8分）：按鍵功能實現(xiàn)準(zhǔn)確，操作便捷。HMI中復(fù)位、起動和停止指示功能正常（各2分，共6分）：指示燈顯示狀態(tài)正確，與系統(tǒng)狀態(tài)一致。能自動完成第1個工件的取料（4分）：取料動作準(zhǔn)確，無誤操作。能自動完成第1個工件的放料（3分）：放料動作準(zhǔn)確，無誤操作。能自動完成第2-5工件的取放料（各4分，共20分）：取放料動作準(zhǔn)確，無誤操作。編程與調(diào)試存在危險用電等情況（每次扣5分，上不封頂）：嚴(yán)格遵守用電安全規(guī)范，杜絕危險操作。存在帶電插拔工作站的電纜、電線等情況（每次扣3分）：避免帶電插拔，確保設(shè)備安全。穿著不符合生產(chǎn)要求（每次扣5分）：按規(guī)定穿著工作服，佩戴安全帽等防護(hù)用品。安全素養(yǎng)桌面物品和工具擺放整齊、整潔（2.5分）：保持工作臺面整潔，工具歸位。地面清理干凈（2.5分）：保持工作區(qū)域地面干凈，無雜物。5S素養(yǎng)表達(dá)溝通能力（2.5分）：表達(dá)清晰，溝通順