西門子CPU主機(jī)6ES7314-6CH04-0AB0

一,、 項(xiàng)目所需設(shè)備,、工具,、材料

見(jiàn)表10-1。

表10-1  項(xiàng)目所需設(shè)備,、工具,、材料

二、 訓(xùn)練內(nèi)容

1,、 項(xiàng)目描述

如圖10-7所示是一氣動(dòng)機(jī)械手動(dòng)作示意圖,，其功能是將工件從A處移送到B處。氣動(dòng)機(jī)械手的升降和左右移行分別使用了雙線圈的電磁閥,，在某方向的驅(qū)動(dòng)線圈失電時(shí)能保持在原位,，必須驅(qū)動(dòng)反方向的線圈才能反向運(yùn)動(dòng)。上升,、下降對(duì)應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV2,、YV1，右行,、左行對(duì)應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV3,、YV4。機(jī)械手的夾鉗使用單線圈電磁閥YV5,，線圈通電時(shí)夾緊工件,，斷電時(shí)松開(kāi)工件。通過(guò)設(shè)置限位開(kāi)關(guān)SQ1 ,、SQ2、SQ3,、SQ4分別對(duì)機(jī)械手的下降,、上升、右行,、左行進(jìn)行限位,，而夾鉗不帶限位開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)延時(shí)1.7s來(lái)表示夾緊,、松開(kāi)動(dòng)作的完成的,。

如圖10-8所示為機(jī)械手的操作面板，機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng),、回原位,、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式,。手動(dòng)工作方式時(shí),，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；回原位工作方式時(shí),，按下“回原位"按鈕,，則機(jī)械手自動(dòng)返回原位,；單步工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕,，機(jī)械手向前執(zhí)行一步,；選擇單周期工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕,，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期就停下,；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位,，只要按下起動(dòng)按鈕,，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)動(dòng)作，直到按下停止按鈕,，機(jī)械手才會(huì)最后運(yùn)行到原位并停下,；而在傳送工件的過(guò)程中，機(jī)械手必須升到最高位置才能左右移動(dòng),，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其它工件,。

2、實(shí)訓(xùn)要求

2.1  分配輸入/輸出點(diǎn)

見(jiàn)表10-4,。

表10-4  PLC輸入/輸出點(diǎn)分配表

2.2 PLC接線圖

如圖10-9所示,。

2.3程序設(shè)計(jì)

2.3.1  基本指令編程

西門子CPU主機(jī)6ES7314-6CH04-0AB0

機(jī)械手系統(tǒng)的程序總體結(jié)構(gòu)如圖10-10所示，分為公用程序,、自動(dòng)程序,、手動(dòng)程序和回原位程序等四部分。其中自動(dòng)程序包括單步,、單周期和連續(xù)運(yùn)行的程序,，因它們的工作順序相同，所以可將它們合編在一起,。CJ（FNC00）是條件跳轉(zhuǎn)應(yīng)用指令（詳情見(jiàn)項(xiàng)目十二）,，指針標(biāo)號(hào)P□ 是其操作數(shù)。該指令用于某種條件下跳過(guò)CJ指令和指針標(biāo)號(hào)之間的程序,，從指針標(biāo)號(hào)處繼續(xù)執(zhí)行,，以減少程序執(zhí)行時(shí)間。如果選擇“手動(dòng)"工作方式,，即X0為ON,，X1為OFF，則PLC執(zhí)行完公用程序后,，將跳過(guò)自動(dòng)程序到P0處,，由于X0動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，所以直接執(zhí)行“手動(dòng)程序"。由于P1處的X1的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合,，所以又跳過(guò)回原位程序到P2處,。如果選擇“回原位"工作方式，同樣只執(zhí)行公用程序和回原位程序,。如果選擇“單步"或“連續(xù)"方式,，則只執(zhí)行公用程序和自動(dòng)程序。

公用程序如圖10-11所示,，當(dāng)Y4復(fù)位（即松緊電磁閥松開(kāi)）,、左限位X21和上限位X17接通時(shí)，輔助繼電器M0變?yōu)?/span>ON,，表示機(jī)械手在原位,。這時(shí)，如果開(kāi)始執(zhí)行用戶程序（M8002為ON）,、系統(tǒng)處于手動(dòng)或回原位狀態(tài)（X0或X1為ON）,，那么初始步對(duì)應(yīng)的M10被置位，為進(jìn)入單步,、單周期,、連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。如果M0為OFF,，M10被復(fù)位,，系統(tǒng)不能進(jìn)入單步、單周期,、連續(xù)工作方式,。圖中的指令ZRST（FNC40）是成批復(fù)位的應(yīng)用指令，當(dāng)X0為ON時(shí),，對(duì)M11~M18的輔助繼電器復(fù)位,，以防止系統(tǒng)從自動(dòng)方式轉(zhuǎn)換到手動(dòng)方式，再返回自動(dòng)方式時(shí)出現(xiàn)兩種不同的活動(dòng)步,。

手動(dòng)程序如圖10-12所示，用X10~X15對(duì)應(yīng)機(jī)械手的上下左右移行和夾鉗松緊的按鈕,。按下不同的按鈕,，機(jī)械手執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。在左,、右移行的程序中串聯(lián)上限位置開(kāi)關(guān)的動(dòng)合觸點(diǎn)是為了避免機(jī)械手在較低位置移行時(shí)碰撞其它工件,。為保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，程序之間還進(jìn)行了必要的聯(lián)鎖,。

如圖10-13所示為回原位程序,，在系統(tǒng)處于回原位工作狀態(tài)時(shí)，按下回原位按鈕（X5為ON），M3變?yōu)?/span>ON,，機(jī)械手松開(kāi)和上升,，當(dāng)升到上限位（X17變?yōu)?/span>ON），機(jī)械手左行,，直到移至左限位（X21變?yōu)?/span>ON）才停止,，并且M3復(fù)位。

自動(dòng)程序如圖10-14所示,，系統(tǒng)工作為單步方式時(shí),，X2為ON，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi),，輔助繼電器一般情況下M2 為OFF ,。X3、X4都為OFF,，“單周期"和“連續(xù)"工作方式被禁止,。假設(shè)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，M10為ON,當(dāng)按下起動(dòng)按鈕X6時(shí),，M2變?yōu)?/span>ON,使M11為ON,，Y0線圈得電，機(jī)械手下降,。放開(kāi)起動(dòng)按鈕后,，M2立即變?yōu)?/span>OFF。當(dāng)機(jī)械手下降到下限位時(shí),，與Y0線圈串聯(lián)的X16動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi),，Y0線圈失電，機(jī)械手停止下降,。此時(shí),，M11、X16均為ON,，其動(dòng)合觸點(diǎn)接通,，再按下起動(dòng)按鈕X6時(shí)，M2又變?yōu)?/span>ON,，M12得電并自保持,，機(jī)械手進(jìn)入夾緊狀態(tài)，同時(shí)M11也變?yōu)?/span>OFF,。在完成某一步的動(dòng)作后,，必須按一次起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)才能進(jìn)入下一步,。

如果選擇的是單周期工作方式,，此時(shí)X3為ON,，X2的動(dòng)斷觸點(diǎn)接通，M2為ON,，允許轉(zhuǎn)換,。在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，在M11電路中,，因M10,、X6、M2的動(dòng)合觸點(diǎn)和M12的動(dòng)斷觸點(diǎn)都接通,，所以M11變?yōu)?/span>ON,，Y0也變?yōu)?/span>ON，機(jī)械手下降,。當(dāng)機(jī)械手碰到下限位開(kāi)關(guān)X16時(shí)停止下降,，M12變?yōu)?/span>ON，Y4也變?yōu)?/span>ON,，機(jī)械手進(jìn)入夾緊狀態(tài),，經(jīng)過(guò)1.7s后，機(jī)械手夾緊工件開(kāi)始上升,。這樣,，系統(tǒng)就會(huì)按工序一步一步向前運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械手在M18步返回原位時(shí),，X4為OFF,，其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)不是連續(xù)工作方式,，因此機(jī)械手不會(huì)連續(xù)運(yùn)行,。

系統(tǒng)處于連續(xù)方式時(shí)， X4為ON ,，它的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,，在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，M1得電自保持,，選擇連續(xù)工作方式,，其它工作過(guò)程與單周期方式相同。按下停止按鈕X7后,，M1變?yōu)?/span>OFF,，但系統(tǒng)不會(huì)立即停下,，在完成當(dāng)前的工作周期后,，機(jī)械手最終停在原位,。

2.3.2 基本指令配合步進(jìn)指令的編程方法

運(yùn)用步進(jìn)指令編寫機(jī)械手順序控制的程序比用基本指令更容易,、更直觀,。在機(jī)械手的控制系統(tǒng)中,，手動(dòng)和回原位工作方式用基本指令很容易實(shí)現(xiàn),，這里不重復(fù)。只介紹圖10-15所示的順序功能圖,，該圖實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行,。圖中特殊輔助繼電器M8002僅在運(yùn)行開(kāi)始時(shí)接通。S0為初始狀態(tài),，對(duì)應(yīng)回原位的程序,。在選定連續(xù)工作方式后，X4為ON,，按下回原位按鈕X5,，能保證機(jī)械手的初始狀態(tài)在原位。當(dāng)機(jī)械手在原位時(shí),，夾鉗松開(kāi)Y4為OFF,，上限位X17、左限位X21都為ON,，這時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6,，狀態(tài)由S0轉(zhuǎn)換到S20，Y0線圈得電,，機(jī)械手下降,。當(dāng)機(jī)械手碰到下限位開(kāi)關(guān)X16時(shí)，X16變?yōu)?/span>ON,，狀態(tài)由S20轉(zhuǎn)換為S21,，Y0線圈失電，機(jī)械手停止下降,，Y4被置位,，夾鉗開(kāi)始夾持，定時(shí)器T0啟動(dòng),，經(jīng)過(guò)1.7s后,，定時(shí)器的觸頭接通，狀態(tài)由S21轉(zhuǎn)換為S22,，機(jī)械手上升,。系統(tǒng)如此一步一步按順序運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械手返回到原位時(shí)X21變?yōu)?/span>ON,，狀態(tài)由S27轉(zhuǎn)換為S0,，機(jī)械手自動(dòng)進(jìn)入新的一次運(yùn)行過(guò)程。因此機(jī)械手能自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行,。從圖10-15所示的順序功能圖中可以看出,，每一狀態(tài)繼電器都對(duì)應(yīng)機(jī)械手的一個(gè)工序，只要弄清工序之間的轉(zhuǎn)換條件及轉(zhuǎn)移方向就很容易,、很直觀的畫出順序功能圖,。其對(duì)應(yīng)的步進(jìn)指令梯形圖也很容易畫出,。

2.3.3 基本指令、初始狀態(tài)指令和步進(jìn)指令配合的編程方法

初始狀態(tài)指令順序控制的程序如圖10-16所示,。圖（a）為初始化程序,，它保證了機(jī)械手必須在原位才能進(jìn)入自動(dòng)工作方式。圖（b）為手動(dòng)方式程序,，機(jī)械手的夾緊,、放松及上下左右移行由相應(yīng)的按鈕完成。在圖（c）回原位方式程序中,，只需按下回原位按鈕即可,。圖中除初始狀態(tài)繼電器外，其它狀態(tài)繼電器應(yīng)使用回零狀態(tài)繼電器S10~ S19,。圖（d）為自動(dòng)方式程序,，M8041和M8044都是在初始化程序中設(shè)定的，在程序運(yùn)行中不再改變,。

下面是圖10-16對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表程序,。

2.4  運(yùn)行并調(diào)試程序

2.4.1  基本指令順序控制程序

(1) 將梯形圖程序輸入到計(jì)算機(jī)。

(2) 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行,。

a．將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA旋至“手動(dòng)"檔,，按下相應(yīng)的動(dòng)作按鈕，觀察機(jī)械手的動(dòng)作情況,；

b．將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA旋至“回原位"檔,，按下回原位按鈕，觀察機(jī)械手是否回原位,；

c．將SA旋至“單步"檔,，每按起動(dòng)按鈕，觀察機(jī)械手是否向前執(zhí)行下一動(dòng)作,；

d．將SA旋至“單周期"檔,，每按一次起動(dòng)按鈕，觀察機(jī)械手是否運(yùn)行一個(gè)周期就停下,；

e．將SA旋至“連續(xù)"檔,，按下起動(dòng)按鈕，觀察機(jī)械手是否連續(xù)運(yùn)行,。

(3) 記錄調(diào)試程序的結(jié)果,。

2.4.2  基本指令與步進(jìn)指令控制程序

(1) 將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖輸入到計(jì)算機(jī)。

(2) 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行,。

將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA旋至“連續(xù)"檔,，先按回原位按鈕，再按起動(dòng)按鈕,，觀察機(jī)械手是否連續(xù)運(yùn)行,。

(3) 記錄調(diào)試程序的結(jié)果,。

2.4.3  基本指令、初始狀態(tài)指令配合步進(jìn)指令順序控制程序

(1) 將控制程序輸入到計(jì)算機(jī),。

(2) 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行與基本指令順序控制程序的相同。

(3) 記錄調(diào)試程序的結(jié)果