任务驱动课件(任务十 机械手搬运和物料分拣)

1、PLCPLC应用技术应用技术南京工业职业技术学院南京工业职业技术学院电气与自动化系电气与自动化系二、教学目标二、教学目标了解步进电机及驱动模块、直了解步进电机及驱动模块、直流电机、传感器、开关电源等流电机、传感器、开关电源等器件的原理及使用。器件的原理及使用。了解位置控制技术、气动技术了解位置控制技术、气动技术熟悉熟悉PLCPLC的通信方法及通信指的通信方法及通信指令的应用。令的应用。一、任务描述一、任务描述 物件由机械手抓起，运送到传送带的放料位置。物件在传送带上运物件由机械手抓起，运送到传送带的放料位置。物件在传送带上运送，根据物件性质，分拣装置分别控制相应气缸动作，对物料进行分送，根据物

2、件性质，分拣装置分别控制相应气缸动作，对物料进行分拣。搬运和分拣配合工作。拣。搬运和分拣配合工作。四、知识点四、知识点步进电机及驱动模块、直流电步进电机及驱动模块、直流电机、传感器、开关电源等器件机、传感器、开关电源等器件的原理及使用。的原理及使用。自检程序的编写自检程序的编写中断指令中断指令高速计数器指令高速计数器指令 PLC通信指令通信指令。数据处理指令数据处理指令数据运算指令数据运算指令三、任务分析三、任务分析五、用五、用PLCPLC实现实现机械手搬运机械手搬运和和物料分拣物料分拣的控制系统设计的控制系统设计v I/OI/O分配表分配表v I/OI/O接线图接线图1.学生以组为单位进行学

3、生以组为单位进行机械手搬运和物料分拣机械手搬运和物料分拣的方案讨论，并完成：的方案讨论，并完成： 2.每组按照设计好的方案进行软件、硬件的调试工作每组按照设计好的方案进行软件、硬件的调试工作v 梯形图梯形图v 顺序功能图顺序功能图六、总结与讨论六、总结与讨论实践中出现的问题与解决方法实践中出现的问题与解决方法本课程内容全部结束，谢谢！本课程内容全部结束，谢谢！ 1 1、中断程序与中断指令中断程序与中断指令 中断源及种类中断源及种类 中断源，即中断事件发出中断请求的来源。中断源，即中断事件发出中断请求的来源。S7-200可编程可编程序控制器具有最多可达序控制器具有最多可达34个中断源，每个中断源

4、都分配一个个中断源，每个中断源都分配一个编号用以识别，称为中断事件号。这些中断源大致分为三大编号用以识别，称为中断事件号。这些中断源大致分为三大类：通信中断、输入输出中断和定时中断。类：通信中断、输入输出中断和定时中断。 中断程序中断程序（1）构成）构成中断程序必须由三部分构成：中断程序标号、中断程序中断程序必须由三部分构成：中断程序标号、中断程序指令和无条件返回指令。指令和无条件返回指令。（2）要求）要求（3）编制方法）编制方法（4）注意事项）注意事项返回本节返回本节中断指令中断指令 中断优先级中断优先级中断优先级由高到低依次是：通信中断、输入输出中断、中断优先级由高到低依次是：通信中断、输

5、入输出中断、 定时中断。每种中断中的不同中断事件又有不同的优先定时中断。每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权。权。主机中的所有中断事件及优先级如表所示。主机中的所有中断事件及优先级如表所示。中断事件及优先级中断事件及优先级中断调用 即调用中断程序，使系统对特殊的内部或外部事件即调用中断程序，使系统对特殊的内部或外部事件作出响应。系统响应中断时自动保存逻辑堆栈、累加器作出响应。系统响应中断时自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志存储器位，即保护现场。中断处理完成和某些特殊标志存储器位，即保护现场。中断处理完成时，又自动恢复这些单元原来的状态，即恢复现场。时，又自动恢复这些单元原来的状态，即恢

6、复现场。（1）中断调用指令）中断调用指令（2）注意事项）注意事项（3）程序实例）程序实例程序实例程序实例控制要求：控制要求：程序实现的功能是调程序实现的功能是调用用I0.1输入点的上升输入点的上升沿中断，若发现沿中断，若发现I/O错误，则禁止本中断，错误，则禁止本中断，用外部条件可以禁止用外部条件可以禁止全局中断。全局中断。程序实现：本程序如程序实现：本程序如图所示。图所示。LDI0.4/使能输入ATCHINT_1, 2 /中断调用/中断程序/为 INT_1/事件号为 2ENI/全局开中断/LDSM5.0/检查 I/O 错DTCH2/若 I/O 有错/断开本中/断连接LDI0.5/外部条件DI

7、SI/全局中断/禁止中断调用程序中断调用程序返回返回2、高速计数指令、高速计数指令 可编程序控制器的普通计数器的计数过程与扫可编程序控制器的普通计数器的计数过程与扫描工作方式有关，描工作方式有关，CPU通过每一扫描周期读取一次通过每一扫描周期读取一次被测信号的方法来捕捉被测信号的上升沿，被测信被测信号的方法来捕捉被测信号的上升沿，被测信号的频率较高时，会丢失计数脉冲，因此普通计数号的频率较高时，会丢失计数脉冲，因此普通计数器的工作频率很低，一般仅有几十赫兹。高速计数器的工作频率很低，一般仅有几十赫兹。高速计数器可以对普通计数器无能为力的事件进行计数，器可以对普通计数器无能为力的事件进行计数，C

8、PU221和和CPU222有有4个高速计数器，其余的个高速计数器，其余的CPU有有6个高速计数器，最高计数频率为个高速计数器，最高计数频率为30kHz，可设置多，可设置多达达12种不同的操作模式。种不同的操作模式。用高速计数器可实现高速运动的精确控制用高速计数器可实现高速运动的精确控制 高速计数器的工作模式高速计数器的工作模式高速计数器的工作模式分为下面的高速计数器的工作模式分为下面的4大类大类: (1)无方向输入信号的单相加无方向输入信号的单相加/减计数器减计数器(模式模式02)，可用高速计数器的，可用高速计数器的控制字节的第控制字节的第3位来控制加计数或减计数。该位为位来控制加计数或减计数

9、。该位为1时为加计数，为时为加计数，为0时为时为减计数。减计数。 (2)有方向输入信号的单相加有方向输入信号的单相加/减计数器减计数器(模式模式35)，方向输入信号为，方向输入信号为1时为加计数，为时为加计数，为0时为减计数。时为减计数。 (3)有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器(模式模式68)，若加计数脉冲和减计数脉冲的上升沿出现的时间间隔不到若加计数脉冲和减计数脉冲的上升沿出现的时间间隔不到0.3ms，高速，高速计数器会认为这两个事件是同时发生的，当前值不变，也不会有计数方计数器会认为这两个事件是同时发生的，当前值不变，也不会有

10、计数方向变化的指示。反之，高速计数器就能够捕捉到每一个独立事件。向变化的指示。反之，高速计数器就能够捕捉到每一个独立事件。 (4)A/B相正交计数器相正交计数器(模式模式911），它的两路计数脉冲的相位互差），它的两路计数脉冲的相位互差90。正转时正转时A相时钟脉冲比相时钟脉冲比B相时钟脉冲超前相时钟脉冲超前90，反转时，反转时A相时钟脉冲比相时钟脉冲比B相时相时钟脉冲滞后钟脉冲滞后90。利用这一特点可以实现在正转时加计数，反转时减计数。利用这一特点可以实现在正转时加计数，反转时减计数。数量及编号数量及编号 高速计数器在程序中使用时的地址编号用高速计数器在程序中使用时的地址编号用HCn来表来表

11、示（在非程序中有时示（在非程序中有时用用HSCn），），HC表编程元件名称表编程元件名称为高速计数器，为高速计数器，n为编号。为编号。 HCn除了表示高速计数器的编号之外，还代表两方除了表示高速计数器的编号之外，还代表两方面的含义：高速计数器位和高速计数器当前值。编程时，面的含义：高速计数器位和高速计数器当前值。编程时，从所用的指令可以看出是位还是当前值。从所用的指令可以看出是位还是当前值。不同型号的不同型号的PLC主机，高速计数器的数量对应如下表所主机，高速计数器的数量对应如下表所示。示。高速计数器的外部输入信号高速计数器的外部输入信号 各计数器有专用的时钟脉冲、方向控制、复位及启动输入端子

12、，有各计数器有专用的时钟脉冲、方向控制、复位及启动输入端子，有的计数器只有部分输入端子。各高速计数器的外部输入信号如表的计数器只有部分输入端子。各高速计数器的外部输入信号如表6-25和和表表6-26所示。只有所示。只有CPU224、CPU226和和CPU226XM有有HSC1和和HSC2。选用某个高速计数器在某种工作模式下工作，高速计数器的输入端选用某个高速计数器在某种工作模式下工作，高速计数器的输入端不是任意选择，必须按系统指定的输入点。如表所示。不是任意选择，必须按系统指定的输入点。如表所示。 高速计数指令高速计数指令 高速计数器指令有两条：高速计数器指令有两条：HDEFHDEF和和HSC

13、HSC。（1 1）HDEFHDEF指令指令HDEFHDEF，定义高速计数器指令。使能输，定义高速计数器指令。使能输入有效时，为指定的高速计数器分配入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作模式，即用来建立高速计数一种工作模式，即用来建立高速计数器与工作模式之间的联系。梯形图指器与工作模式之间的联系。梯形图指令盒中有两个数据输入端：令盒中有两个数据输入端：HSCHSC，高，高速计数器编号，为速计数器编号，为0505的常数，字节的常数，字节型；型；MODEMODE，工作模式，为，工作模式，为011011的常数，的常数，字节型。字节型。（2）HSC指令指令HSC，高速计数器指令。使能输入有，高速计数器

14、指令。使能输入有效时，根据高速计数器特殊存储器位效时，根据高速计数器特殊存储器位的状态，并按照的状态，并按照HDEF指令指定的工指令指定的工作模式，设置高速计数器并控制其工作模式，设置高速计数器并控制其工作。梯形图指令盒数据输入端作。梯形图指令盒数据输入端N：高：高速计数器编号，为速计数器编号，为05的常数，字型。的常数，字型。与高速计数器有关的特殊存储器与高速计数器有关的特殊存储器1. 高速计数器的状态字节高速计数器的状态字节每个高速计数器都有一个状态字节，程序运行时根据运行状况自每个高速计数器都有一个状态字节，程序运行时根据运行状况自动使某些位置位，可以通过程序来读相关位的状态，用以作为判

15、动使某些位置位，可以通过程序来读相关位的状态，用以作为判断条件实现相应的操作。状态字节中各状态位的功能如表所示。断条件实现相应的操作。状态字节中各状态位的功能如表所示。 每个高速计数器都有固定的特殊功能存储每个高速计数器都有固定的特殊功能存储器与之相配合，完成高速计数功能。具体对应器与之相配合，完成高速计数功能。具体对应关系如表所示。关系如表所示。2. 2. 高速计数器的控制字节高速计数器的控制字节 （1）选择计数器及工作模式）选择计数器及工作模式 （2）设置控制字节）设置控制字节 （3）执行）执行HDEF指令指令 （4）设定当前值和预设值）设定当前值和预设值 （5）设置中断事件并全局开中断）

16、设置中断事件并全局开中断 （6）执行）执行HSC指令指令 3.使用高速计数器时，要按以下步骤进行使用高速计数器时，要按以下步骤进行：4. 4. 应用实例应用实例 要对一高速事件精确控制，通过对脉冲信号进行增计数，计数当要对一高速事件精确控制，通过对脉冲信号进行增计数，计数当前值达到前值达到24产生中断，重新从产生中断，重新从0计数，对中断次数进行累计。计数计数，对中断次数进行累计。计数方向用一个外部信号控制，并能实现外部复位。所用的主机型号方向用一个外部信号控制，并能实现外部复位。所用的主机型号为为CPU221。设计步骤：设计步骤：选择高速计数器选择高速计数器HSC0，并确定工作方式，并确定工

17、作方式4。令令SM37=16#F8 执行执行HDEF指令，输入端指令，输入端HSC为为0，MODE为为4。装入当前值，装入当前值，令令SMD38=0。装入设定值，装入设定值，令令SMD42=24。执行中断连接执行中断连接ATCH指令，输入指令，输入端端INT为为INT0，EVNT为为10。 返回返回3、PLC的通信指令的通信指令S7-2002的网络通信协议的网络通信协议1. 控制寄存器控制寄存器将特殊标志寄存器中的将特殊标志寄存器中的SMB30和和SMB130的低的低2位置为位置为2#10，其他位为，其他位为0，即，即SMB30和和SMB130的值为的值为16#2，则，则可以控制将可以控制将S

18、7-200 CPU设置为设置为PPI主站模式。主站模式。2. 传送数据表传送数据表 （1）数据表格式）数据表格式执行网络读写指令时，执行网络读写指令时，PPI主站与从站之间的数据以数据主站与从站之间的数据以数据表的格式传送。传送数据表的程式描述如表表的格式传送。传送数据表的程式描述如表7.4所示。所示。 传送数据表格式传送数据表格式（2）状态字节）状态字节传送数据表中的第一个字节为状态字节，各位及其的含义传送数据表中的第一个字节为状态字节，各位及其的含义如下：如下：E1、E2、E3、E4错误编码。如果执行指错误编码。如果执行指令后令后E位为位为1，则由这，则由这4位返回一个错误码。位返回一个错

19、误码。这这4位组成的错误编码及含义如表位组成的错误编码及含义如表7.5所示。所示。 错误编码错误编码网络读写指令网络读写指令 网络指令有两条：网络指令有两条：NETR和和NETW。1. NETR指令指令NETR，网络读指令。使能输入有效，网络读指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通时，指令初始化通信操作，通过通信端口信端口PORT从远程设备上接收数据从远程设备上接收数据并形成数据表并形成数据表TBL。NETR指令最多可从远程站点上读指令最多可从远程站点上读16个字节的信息。个字节的信息。指令格式：指令格式：NETRTBL, PORT 例：例：NETRVB200, 02. NETW 指

20、令指令NETW网络读指令。使能输入有效网络读指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过端时，指令初始化通信操作，通过端口口PORT将数据表将数据表TBL中的数据发送中的数据发送到从远程设备。到从远程设备。NETW指令最多可向远程站点上写指令最多可向远程站点上写16个字节的信息。个字节的信息。指令格式：指令格式：NETW TBL, PORT使能流输出使能流输出ENO为为0的出错条件为：的出错条件为：SM4.3（运行时间）、（运行时间）、0006（间接寻（间接寻址）。址）。3. FILL指令指令内存填充内存填充指令。使能输入有效时，指令。使能输入有效时，用包含在地址用包含在地址IN中的字值写入

21、中的字值写入N个连个连续字，从地址续字，从地址OUT开始。开始。N的范围是的范围是1255. 应用实例应用实例 有一简单网络，结构如下图所示。其中有一简单网络，结构如下图所示。其中TD200为主站，为主站，在在RUN模式下，模式下，CPU 224在用户程序中允许在用户程序中允许PPI主站模式，主站模式，可以利用可以利用NETR和和NETW指令来不断读写两个指令来不断读写两个CPU 221模模块中的数据。块中的数据。CPU 224TD200CPU 221CPU 221PC/PPI 电缆站1站2站3站4操作要求：操作要求：站站4要读写两个远程站（站要读写两个远程站（站2和站和站3）的状态字节和计数值）的状态字节和计数值（分别放在（分别放在VB100和和VW101中）。如果某个远程站中的中）。如果某个远程站中