PLC控制运料小车.doc

PLC控制运料小车的运行 徐正军第一次完成梁雪峰老师的作业项目七 PLC控制运料小车的运行1项目任务本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。系统控制要求如下：小车往返运动循环工作过程说明如下：小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态，如此周而复始的循环。图7-1 运料小车往返运动示意图2任务流程图本项目的具体学习过程见图2-2。图7-2 任务流程图学习所需工具、设备见表7-1。表7-1 工具、设备清单序号分类名称型号规格数量单位备注1工具常用电工工具1套2万用表MF471只3设备PLCFX1N-40MR14运料小车1个5交流接触器KM3、KM4、KM53只6三相电源插头16A17电磁阀YC1、YC228行程开关SQ1、SQ22限位开关SQ3、SQ421功能图编程的特点功能图也叫状态图。它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序，其优点是让用户每次考虑一个状态，而不必考虑其它的状态，从而使编程更容易，而且还可以减少指令的程序步数。功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步，因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程，也能形象、直观的表示顺序控制。功能编程开始时，必须用STL使STL接点接通，从而使主母线与子母线接通，连在子母线上的状态电路才能执行，这时状态就被激活。状态的三个功能是在子母线上实现的，所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。反之，STL接点断开，对应状态就为被激活，前一状态就自动关闭。状态编程的这一特点，使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表，变得十分清晰单纯，不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在，只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。另外，这也使程序的可读性更好，便于理解，也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。7-2步进梯形图在状态编程的最后，必须使用步进返回指令RET，从子母线返回主母线。如图7-3程序中，若没有RET指令，会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令，由于PLC程序是循环扫描的，也包括了最开始处的指令，这就会引起程序出错而不能运行。2功能图的编程规则(1)初始状态的编程。初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态，对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。S0S9共10个状态组件专用作初始状态，用了几个初始状态，就可以有几个相对独立的状态系列。初始状态编程必须在其它状态前，如图7-3中将S2作为初始状态。开始运行后，初始状态可以有其它状态来驱动，如图7-3中将状态S22来驱动初始状态S2的。但是首次开始运行时，初始状态必须用其它方法预先驱动，使它处于工作状态，否则状态流程就不可能进行，一般利用系统的初始条件。7-3 动力头1状态转移图如可由PLC从STOP-RUN切换瞬间的初始脉冲使特殊辅助继电器M8002接通来驱动初始状态。图7-4中就是用这一方法来使S2置1的。更好的初始状态编程可用后面介绍的IST指令来编制。图7-4 初始状态S2的驱动梯形图每一个初始状态下面的分支数总和不能超过16个，这是对总分支数的限制，而对总状态数则没有限制。从每一个分支点上引出的不能超过8个，所以超过8个的分支不能集中在一个分支点上引出。（2）一般状态的编程：先负载驱动，后转移处理。除了初始状态外，一般状态组件必须在其它状态后加入STL指令来进行驱动，也就是说不能用除状态组件之外的其他方式驱动。一般状态编程时，必须先负载驱动，后转移处理。所以，都要使用步进接点STL指令，以保证负载驱动和状态转移都是在子母线上进行。如图7-5中，拿状态S20的STL来看，当S20的STL接点被接通后，先是用OUT驱动输出线圈Y000，然后才是用啊“SET S21”指令决定转移方向，转向下一相邻状态S21。状态组建不可重复使用。图7-5 步进梯形图（3）相邻两个状态中不能使用同一个定时器，否则会导致定时器没有复位机会，而引起混乱；子啊非相邻的状态中可以使用同一个定时器。如图7-6所示。7-6 相邻状态不能使用同一个定时器（4）连续转移时用SET，非连续转移时用OUT.若某个状态向相邻的下一个状态连续转移时应使用SET指令，但若向非相邻状态转移时改用OUT.如图7-5中S26向S2转换时，就不能用OUT，而要用SET。（5）在STL指令后面不能紧接着使用MPS。STL和RET指令之间不能使用MC、MCR指令。在中断服务程序或者子程序中不能使用STL指令；在状态内部最好不要使用跳转指令CJ，以免引起混乱。2功能图的构成要素功能图通常由初始状态、一系列一般状态、转移状态和转移条件组成。每个状态提供3个功能：驱动有关负载、指定转移条件和转移目标。图7-6 单流程SFC如图7-6所示，S2是初始状态，S20、S21、S22便是一般状态， X000X004是转移条件，Y001Y004是转移负载。初始状态S2的转移条件是X000,S2的驱动负载是Y001,S2的目标是S20。表7-2 状态组件S的分类表分类点数组件初始状态10点S0S9回零状态10点S10S19通用状态480点S20S499保持状态400点S500S899报警状态100点S900S9993运料小车运行的功能图设计（1）控制要求小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。整个过程分为装料右快行右慢行卸料左快行左慢行六个状态，如此周而复始的循环。（2）输入/输出端口设置运料小车往返运动PLC控制系统的输入/输出端口设置如图7-7、7-8所示。 图7-7 输入 图7-8 输出（3）状态表运料小车往返运动PLC控制系统的状态表如表7-3所示。工步号状态号状态输出/状态功能状态转移原位S0PLC初始化：S0第一工步S20YC1得电，装料 KM4失电，回到原位（或起点），计时20sS0-S20第二工步S21KM3、KM5得电，右快行S20-S21第三工步S22KM5失电，右慢行S21-S22第四工步S23KM3失电，卸料，计时15sS22-S23第五工步S24KM4、KM5得电，左快行S23-S24第六工步S25KM5失电，右慢行S24-S25（4）状态转移图运料小车往返运动PLC控制系统的状态转移图如图7-10所示。图7-9运料小车的状态图在由停止转入运行时，通过M8002使初始状态S0动作，。按下启动按钮SB2时状态由S0转移到S20，电磁阀YC1得电，同时接触器KM4复位，定时器计时20s，此状态为装料，在这期间小车装料。计时20后，小车装料结束，状态从S20转移到S21，接触器KM3、KM5得电，小车向右快行。小车向右运动碰到右限位开关SQ1后，接触器KM5失电，状态从S21转移到S22, 小车慢行。小车向右运动压下右行程开关SQ3后，接触器KM3失电，小车停止，电磁阀YC2得电，状态从S22转移到S23,计时卸料15s。卸料结束后，接触器KM4,KM5得电，状态从S23转移到S24,小车向右快行。小车向左运动碰到右限位开关SQ2后，接触器KM5失电，状态从S24转移到S25, 小车慢行。小车向左运动压下右行程开关SQ4后，接触器KM4失电，小车停止，电磁阀YC1得电，状态从S22转移到状态S20,第二次计时装料20s如此周而复始地循环。（5）接线图运料小车往返运动PLC控制系统的接线图如图7-10所示。图7-10 运料小车往返运动PLC控制系统的接线图（4）输入梯形图7-11 运料小车往返运动PLC控制系统的指令语句7-12 运料小车往返运动PLC控制系统的梯形图输入状态图、梯形图、调试监控系统、验证循环扫描就按项目二的步骤操作，这里不在累述。项目质量考核要求及评分标准见表7-4。表7-4 质量评价表考核项目考核要求配分评分标准扣分得分备注系统安装1会安装元件2按图完整、正确及规范接线3按照要求编号301元件松动扣2分，损坏一处扣4分2错、漏线每处扣2分3反圈、压皮、松动，每处扣2分4错、漏编号，每处扣1分编程操作1会建立程序新文件2正确输入梯形图3正确保存文件401不能建立程序新文件或建立错误扣4分2输入梯形图错误一处扣2分运行操作1操作运行系统，分析运行结果2会监控梯形图3会验证串行工作方式301系统通电操作错误一步扣3分2分析运行结果错误一处扣2分3监控梯形图错误一处扣2分4验证串行工作方式错误扣5分安全生产自觉遵守安全文明生产规程1每违反一项规定，扣3分2发生安全事故，0分处理3漏接接地线一处扣5分时间3小时提前正确完成，每5分钟加2分超过定额时间，每5分钟扣2分开始时间：结束时间：实际时间：1跳转与重复的编程方法2复位处理的编程方法3跳转与重复的应用举例习题部分机械手的具体动作顺序：原始位置（大臂伸出并处于水平、手腕横移向右、手指松开）-手指夹紧（抓住卡盘上的工件）-手腕横移向左（从卡盘上卸下工件）-小臂上什-大臂下摆-手指松开（将工件放在料架上）-小臂收缩-料架转位-小臂伸出-手指抓紧-（抓住待加工的工工件）-大臂上摆（从料架上取走工件）-小臂上摆-手腕横移向右（机械手把工件装到深孔镗床的卡盘上）-手指松开（复位）。图7-13 机械手表7-5 上下料机械手PLC控制系统I/O端子分配输入信号输入端子号输出信号输出端子号热继电器触点FR油泵电动机启动按钮油泵电动机停止按钮转换开关SA回原点信号转换开关SA半周期信号转换开关SA自动信号转换开关SA手动信号机械手回原点按钮SB5手指夹紧按钮SB6手指松开按钮SB7手腕横移向左按钮SB8手腕横移向右按钮SB9小臂伸出按钮SB10小臂缩回按钮SB11小臂上摆按钮SB12小臂下摆按钮SB13大臂上摆按钮SB14大臂上摆按钮SB15料架转位按钮SB16机械手启动按钮SB3机械手停止按钮SB4X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24接触器KM线圈手指夹紧YV1a手指松开YX1b手腕横移向左YV2a手腕横移向右YV2b小臂伸出YV3a小臂缩回YV3b料架转位YV6小臂上摆YV4