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安川XRC机器人培训讲义机器人应用系统部 1 目录 第一章XRC控制器概况 3 第二章XRC控制器结构及基本配置 4 第三章编程器件介绍 8 第四章梯形图 15 第五章基本逻辑指令 18 第六章编程注意事项 29 第七章编程实例 33 2 XRC控制器是用来执行逻辑 记时 计数等顺序控制功能 建立柔性的程控系统 它采用可编程序的存贮器 用来在其内部存贮执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 具有通用性强 使用方便 适应面广 可靠性高 抗干扰能力强 编程简单等特点 第一章XRC控制器概况 3 XRC控制器主要有CPU模组 I O模组 电源模组 底板机架 编程显示 教导器 伺服驱动器及放大器 接受驱动现场信号受控元件 第二章XRC控制器结构及基本配置 CPU模组 I O模组 电源模组 PC卡插口 伺服驱动器 教导器 底板支架 放大器 4 一 CPU的构成CPU是控制器的核心 起神经中枢的作用 它按控制器的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据 用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据 并存入规定的寄存器中 同时 诊断电源和内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等 进入运行后 从用户程序存贮器中逐条读取指令 经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号 去指挥有关的控制电路 控制器主要由运算器 控制器 寄存器及实现它们之间联系的数据 控制及状态总线构成 CPU的控制器控制CPU工作 由它读取指令 解释指令及执行指令 CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算 在控制器指挥下工作 CPU的寄存器参与运算 并存储运算的中间结果 它也是在控制器指挥下工作 第二章XRC控制器结构及基本配置 5 二 I O模组 控制器对外功能 主要是通过I O模组上的接口与外界联系的 I O模块集成了控制器I O电路 其输入暂存器反映输入信号状态 输出点反映输出锁存器状态 与编程相联系的主要是泛用输入 输出接头CN10 CN11 CN12 CN13共80点 三 电源模块 电源供应模组提供控制器各模块的集成电路提供工作电源 同时 还为输入电路提供24V的工作电源 电源输入类型 直流电源 电压为24V 第二章XRC控制器结构及基本配置 6 四 底板或机架 底板或机架 其作用是 电气上 实现各模块间的联系 使CPU能访问底板上的所有模块 机械上 实现各模块间的连接 使各模块构成一个整体 五 外部设备1 教导器 用于编程 对系统作一些设定 监控I O及控制器所控制的系统的工作状况 教导器是XRC控制器开发应用 监测运行 检查维护不可缺少的器件 但它不直接参与现场控制运行 2 存储设备 PC卡 用于永久性地存储用户数据 使用户程序不丢失 第二章XRC控制器结构及基本配置 7 编程器件内部编程元件 也就是支持安川XRC编程语言的软元件 按通俗叫法分别称为继电器 定时器 计数器等 但它们与真实元件有很大的差别 一般称它们为 软继电器 这些编程用的继电器 它的工作线圈没有工作电压等级 功耗大小和电磁惯性等问题 触点没有数量限制 没有机械磨损和电蚀等问题 它在不同的指令操作下 还可以作脉冲数字元件使用 一般情况下 2XXX代表外部输入继电器 0XXX代表内部输入继电器 3XXX代表外部输出继电器 1XXX代表内部输出继电器 7XXX代表辅助继电器 TMR代表定时器 CNT代表计数器 M代表数据寄存器 MOV代表传送等 第三章编程器件介绍 8 3 1输入继电器 2XXX I O模组输入端子是从外部开关接受信号的窗口 控制器内部与输入端子连接的输入继电器2XXX是用光电隔离的电子继电器 它们的编号与接线端子编号一致 按八进制输入 线圈的吸合或释放只取决于控制器外部触点的状态 内部有常开 常闭两种触点供编程时随时使用 且使用次数不限 输入电路的时间常数一般小于10ms 各基本单元都是八进制输入的地址 输入为2010 2017 2020 2027 2030 2037 2040 2047 2050 2057 3 2输出继电器 3XXX I O的输出端子是向外部负载输出信号的窗口 输出继电器的线圈由程序控制 输出继电器的外部输出主触点接到控制器的输出端子上供外部负载使用 其余常开 常闭触点供内部程序使用 输出继电器的电子常开 常闭触点使用次数不限 输出电路的时间常数是固定的 各基本单元都是八进制输出 输出为3010 3017 3020 3027 3030 3037 3040 3047 3050 3057 第三章编程器件介绍 9 3 3内部输入对应表3 4内部输出对应表 第三章编程器件介绍 输入 编码 IN 01 0010 IN 02 0011 IN 03 0012 IN 04 0013 IN 05 0014 IN 06 0015 IN 07 0016 IN 08 0017 输入 编码 IN 09 0020 IN 10 0021 IN 11 0022 IN 12 0023 IN 13 0024 IN 14 0025 IN 15 0026 IN 16 0027 输入 编码 IN 17 0030 IN 18 0031 IN 19 0032 IN 20 0033 IN 21 0034 IN 22 0035 IN 23 0036 IN 24 0037 输出 编码 OUT 01 1010 OUT 02 1011 OUT 03 1012 OUT 04 1013 OUT 05 1014 OUT 06 1015 OUT 07 1016 OUT 08 1017 输出 编码 OUT 09 1020 OUT 10 1021 OUT 11 1022 OUT 12 1023 OUT 13 1024 OUT 14 1025 OUT 15 1026 OUT 16 1027 输出 编码 OUT 17 1030 OUT 18 1031 OUT 19 1032 OUT 20 1033 OUT 21 1034 OUT 22 1035 OUT 23 1036 OUT 24 1037 10 3 5辅助继电器 7XXX 控制器内有很多的辅助继电器 其线圈与输出继电器一样 由控制器内各软元件的触点驱动 采用八进制编码 辅助继电器也称中间继电器 它没有向外的任何联系 只供内部编程使用 它的电子常开 常闭触点使用次数不受限制 但是 这些触点不能直接驱动外部负载 外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现 如下图中的7101 它只起到一个自锁的功能 第三章编程器件介绍 7101 7101 2040 2041 11 3 6定时器 TMR 在控制器内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式 当所计时间达到设定值时 其输出触点动作 时钟脉冲为100ms 定时器可以用用户程序存储器内的常数作为设定值 也可以用数据寄存器 M 的内容作为设定值 100ms定时器设定值 0 1 6553 5秒 定时器指令符号及应用如右所示当定时器线圈的驱动输入7010接通时 定时器的当前值计数器对100ms的时钟脉冲进行累积计数 当前值与设定值100相等时 定时器的输出接点动作 即输出触点是在驱动线圈后的10秒时才动作 7100就有输出 当驱动输入7010断开或发生停电时 定时器就复位 输出触点也复位 每个定时器只有一个输入 它与常规定时器一样 线圈通电时 开始计时 断电时 自动复位 不保存中间数值 定时器有两个数据寄存器 一个为设定值寄存器 另一个是现时值寄存器 100TMRM010 7010 7100 第三章编程器件介绍 12 3 7计数器 CNT 控制器中的计数器 是减法计数器 它是在计数信号的上升沿进行计数 它有两个输入 一个用于复位 一个用于计数 每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1 当现时值减到零时停止计数 同时触点闭合 直到复位控制信号的上升沿输入时 触点才断开 设定值又写入 再又进入计数状态 其设定值在0 65535范围内有效 由计数输入7010每次驱动计数线圈时 计数器的当前值减1 当第3次执行线圈指令时 计数器输出触点即动作 之后即使计数器输入7010再动作 计数器的当前值保持不变 当复位输入7011接通 ON 时 执行RST指令 计数器的当前值为3 输出接点也复位 3CNTM010 7011 7010 7100 第三章编程器件介绍 13 3 8数据寄存器数据寄存器是计算机必不可少的元件 用于存放各种数据 每一个数据寄存器都是16bit 最高位为正 负符号位 只要不写入其他数据 已写入的数据不会变化 但是 机器人由RUN STOP时 全部数据均清零 第三章编程器件介绍 14 梯形图4 1梯形图是通过连线把指令的梯形图符号连接在一起的连通图 用以表达所使用的指令及其前后顺序 它与电气原理图很相似 它的连线有两种 一为母线 另一为内部横竖线 内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组 这个指令组一般总是从装载 STR或STR NOT 指令开始 必要时再继以若干个输入指令 含STR指令 以建立逻辑条件 最后为输出类指令 实现输出控制 或为数据控制 流程控制等指令 以进行相应的工作 母线是用来连接指令组的 下图是一简单的启动 停止控制梯形图例 第四章梯形图 3040 2040 2041 3040 15 4 2梯形图与助记符的对应关系 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系 而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现 一般讲 其顺序为 先输入 后输出 含其他处理 先上 后下 先左 后右 有了梯形图就可将其翻译成助记符程序 上图的助记符程序为 地址指令变量0000STR20400001OR30400002ANDNOT20410003OUT3040反之根据助记符 也可画出与其对应的梯形图 第四章梯形图 16 4 3梯形图与电气原理图的关系 如果仅考虑逻辑控制 梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系 如梯形图的输出 OUT 指令 对应于继电器的线圈 而输入指令 如STR AND OR 对应于接点等等 这样 原有的继电控制逻辑 经转换即可变成梯形图 再进一步转换 即可变成语句表程序 第四章梯形图 17 5 1输入输出指令 STR STR NOT OUT 下面把STR STR NOT OUT三条指令的功能 梯形图表示形式 操作元件以列表的形式加以说明 符号功能梯形图表示操作元件STR 取 常开触点与母线相连 XXXXSTR NOT 取反 常闭触点与母线相连 XXXXOUT 输出 线圈驱动 XXXXSTR与STR NOT指令用于与母线相连的接点 此外还可用于分支电路的点 OUT指令是线圈的驱动指令 可用于输出 0XXX 7XXX 3XXX等 但不能用于输入继电器 输出指令用于并行输出 能连续使用多次 地址指令数据 2040 00100000STR 20400001OUT 0010 第五章基本逻辑指令 18 5 2触点串连指令 AND AND NOT 并联指令 OR OR NOT 符号 名称 功能梯形图表示操作元件AND 与 常开触点串联连接 XXXXAND NOT 与非 常闭触点串联连接 XXXXOR 或 常开触点并联连接 XXXXOR NOT 或非 常闭触点并联连接 XXXXAND AND NOT指令用于一个触点的串联 但串联触点的数量不限 这两个指令可连续使用 OR OR NOT是用于一个触点的并联连接指令 地址指令数据0002STR 30420003AND NOT 50270004OR 20550005OUT 7025 2055 7025 5027 3042 第五章基本逻辑指令 19 5 3电路块的并联和串联指令 OR STR AND STR 符号 名称 功能梯形图表示操作元件OR STR 块或 电路块并联连接无AND STR 块与 电路块串联连接无含有两个以上触点串联连接的电路称为 串联连接块 串联电路块并联连接时 支路的起点以STR或STR NOT指令开始 而支路的终点要用OR STR指令 OR STR指令是一种独立指令 其后不带操作元件号 因此 OR STR指令不表示触点 可以看成电路块之间的一段连接线 如需要将多个电路块并联连接 应在每个并联电路块之后使用一个OR STR指令 用这种方法编程时并联电路块的个数没有限制 也可将所有要并联的电路块依次写出 然后在这些电路块的末尾集中写出OR STR的指令 将分支电路 并联电路块 与前面的电路串联连接时使用AND NOT指令 各并联电路块的起点 使用STR或STR NOT指令 与OR STR指令一样 AND STR指令也不带操作元件 如需要将多个电路块串联连接 应在每个串联电路块之后使用一个AND STR指令 第五章基本逻辑指令 20 地址指令数据0000STR 00100001OR 20340002STR 10220003AND 20130004STR NOT 50720005AND 00270006OR 20430007OR STR0008AND STR0009OR 10160010OUT 3046 1016 2043 0027 5072 2034 3046 2013 1022 0010 第五章基本逻辑指令 21 5 4上升沿 下降沿指令 PLSPLF PLS指令是进行上升沿检出的触点指令 仅在指定位软元件的上升沿时 OFFON变化时 接通1个扫描周期 PLF指令是进行下降沿检出的触点指令 仅在指定位软元件的下降沿时 ONOFF变化时 接通1个扫描周期 第五章基本逻辑指令 PLS 7100 7010 STR 7010PLS 7100 ONOFF ONOFF 1SCAN INPUT 7010 OUTPUT 7100 22 第五章基本逻辑指令 PLF 7100 7010 STR 7010PLF 7100 ONOFF ONOFF 1SCAN INPUT 7010 OUTPUT 7100 23 5 5群输入 输出指令 GSTRGOUT GSTR表示一组 8bits 输入指令GSTR XXX0GOUT表示一组 8bits 输出指令GOUT XXX0例 以上等同于下页所示 第五章基本逻辑指令 2010GRP 0010 GSTR 2010GOUT 0010 24 第五章基本逻辑指令 2011 0011 2010 0010 2012 0012 2013 0013 2014 0014 2015 0015 2016 0016 2017 0017 STR 2010OUT 0010 STR 2011OUT 0011 STR 2012OUT 0012 STR 2013OUT 0013 STR 2010OUT 0010 STR 2011OUT 0011 STR 2012OUT 0012 STR 2013OUT 0013 25 5 6运算指令 ADDSUBMULDIV ADD运算指令加 将二数相加并将结果存入寄存器 例 当 7010为ON时 将寄存器的数值加5 并将运算结果存入寄存器M010SUB运算指令减 将二数相减并将结果存入寄存器 例 当 7010为ON时 将寄存器的数值减5 并将运算结果存入寄存器M010 第五章基本逻辑指令 M0005ADDM010 7010 STR 7010ADDM000 5 M010 M0005SUBM010 7010 STR 7010SUBM000 5 M010 26 MUL运算指令乘 将二数相乘并将结果存入寄存器 例 当 7010为ON时 将寄存器的数值乘5 并将运算结果存入寄存器M010DIV运算指令除 将二数相除并将结果存入寄存器 例 当 7010为ON时 将寄存器的数值除5 并将运算结果存入寄存器M010 第五章基本逻辑指令 M0005MULM010 7010 STR 7010MULM000 5 M010 M0005DIVM010 7010 STR 7010DIVM000 5 M010 27 5 7传送指令 MOV MOV传送指令 将源内容向目标传送 例 当 7010为ON时 将数值10传送至寄存器M010 当 7010为OFF时M010的数值不变 第五章基本逻辑指令 10MOVM010 7010 STR 7010MOV10 M010 28 6 1触点的结构与步 宜将串联电路多的回路写在上方 第六章编程注意事项 5步 4步 宜将并联电路多的回路写在左方 5步 4步 29 6 2程式的执行顺序对顺控程序作自上而下 自左而右的处理 第六章编程注意事项 30 第六章编程注意事项 6 3避免双线圈输出 例 2010 GRP 0010 GSTR 2010 GOUT 0010 2044 0016 STR2040 OUT 0016 以上有两次OUT 0016 应取消一个 31 第六章编程注意事项 6 4线圈的连接位置 例 2056 0016 3052 0012 7080 2056 7080 0016 0012 3052 32 第七章编程实例 7 1启动 保持和停