可编程控制器技术 课件 项目5　立体仓库控制

任务5.1单工位步进轴取放料控制主讲人：XXX时间：20XX.XX目录CONTENT01一、任务要求与分析02二、任务准备03三、任务实施04四、任务评价04五、任务拓展一、任务要求与分析01设备在非运行状态时，可完成相关控制系统的手动操作，包括机械手的上下移动、手爪的伸缩与夹紧等，为设备调试和维护提供便利。设备状态监察与手动操作按下起动按钮后，机械手自动行驶至2列2行位置，完成夹料、转位、放料等一系列操作，实现单工件的自动化搬运，提高生产效率。自动取料与放料控制程序起动时绿灯常亮，复位完成后复位指示灯常亮，按下停止按钮则立即停止系统，确保操作安全可控。系统运行与停止控制任务要求立体仓库由物料仓、机械手、步进电动机、直线模组支撑架、气动阀组等组成，机械手通过步进电动机和气缸实现垂直与水平移动，完成取料与放料任务。系统结构与工作原理触摸屏提供设备状态显示、手动操作界面、自动运行控制等功能，操作人员可通过触摸屏实时监控设备运行状态，进行相关操作。人机交互与操作界面系统运行分为复位、起动、运行、停止等阶段，各阶段通过PLC程序控制，实现机械手的精准定位与动作执行，确保任务顺利完成。控制逻辑与流程任务分析二、任务准备02物料仓与机械手物料仓用于储存工件，机械手通过步进电动机上下移动、气缸伸缩与旋转，实现工件的夹取与搬运，是系统的核心执行部件。步进电动机与直线模组步进电动机提供精确的动力输出，驱动机械手沿直线模组上下移动，确保机械手在垂直方向上的精准定位，实现工件的垂直搬运。气动阀组与端子排气动阀组控制气缸的动作，实现手爪的伸缩、夹紧与旋转等功能；端子排用于电气连接，确保信号与电源的稳定传输。立体仓库主体结构设定信号类型为“PTO(脉冲A和方向B)”，脉冲输出为Q0.2，方向输出为Q0.3，与硬件接线保持一致，确保步进电动机的正常运行。驱动器参数设置在PLC工艺对象中创建轴，设置位置单位为mm，确保步进电动机的运动控制与实际物理位置相匹配，实现精确的定位控制。基本参数设置设置电动机每转的脉冲数为5000，每转位移3mm，与驱动器及丝杆导程设置一致，保证步进电动机的运动精度与稳定性。机械参数设置PLC中设置步进电动机使用“MC_Power”运动控制指令启用或禁用轴，确保步进电动机在程序运行时始终处于可运行状态，避免因使能问题导致的运行中断。轴使能指令在初始态复位时以及运行完毕返回原点时使用“MC_Home”指令，复位时置位M20.0，复位完成后使用M10.0将其余状态复位，确保设备每次运行前都处于正确的初始状态。回零程序应用利用“MC_Home”运动控制指令将轴坐标与实际物理驱动器位置匹配，实现步进电动机的回原点操作，确保设备在复位后能够准确回到初始位置。回零程序设计步进轴使能与回零程序010203绝对定位指令使用“MC_MoveAbsolute”运动控制指令起动轴定位运动，将轴移动到某个绝对位置，用于实现取料位置和放料位置的切换，确保机械手能够准确到达指定工位。相对定位指令通过“MC_MoveRelative”运动控制指令起动相对于起始位置的定位运动，在提料或放料操作时使用，保证动作的正常运行，实现工件的精准搬运。移动程序优化在设计移动程序时，需考虑机械手的状态和动作顺序，避免因动作冲突或错误导致的设备故障，确保整个取放料过程的流畅与安全。步进轴移动程序三、任务实施03在博途中新建项目“单工位步进轴取放料控制”，添加CPU1215DC/DC/DC控制器，确保硬件配置与现场一致，为程序编写与调试提供基础。新建项目与硬件组态根据任务要求，合理分配PLC的输入输出地址，确保各信号与硬件设备正确连接，为系统正常运行提供保障。I/O地址分配新建两个变量表，定义仓库原点、上限位、下限位、滑台限位、手爪状态、轴脉冲与方向等变量，确保程序中各变量的地址与硬件接线一致，便于后续编程与调试。变量表定义硬件设置OB1程序负责系统启动与状态初始化，调用复位和手动程序，根据运行状态限制手动操作，确保系统在运行时无法进行手动干预，保障自动化运行的稳定性。01主程序OB1FC1程序实现仓库手动的上、下控制，通过触摸屏上的按键操作，实现机械手的垂直移动，为设备调试和维护提供便利，同时确保手动操作的安全性。02手动程序FC1FC2程序控制机械手的自动取料与放料过程，包括上移、滑台移动、手爪伸缩与夹紧、旋转等一系列动作，确保工件能够准确地从料仓取出并放置到指定位置。03自动程序FC2FC3程序实现设备的复位操作，包括硬件复位、复位指示灯显示以及步进电动机使能提供，确保设备在复位后能够正常运行，为下一次操作做好准备。04复位程序FC3程序设计按下起动按钮，启动自动程序，观察机械手是否能够按照预设的流程完成取料与放料操作，检查各动作的执行顺序和准确性，确保自动运行的稳定性。自动运行测试在运行过程中按下停止按钮，检查系统是否能够立即停止运行；按下复位按钮后，检查设备是否能够正常复位，各状态指示灯是否正确显示，确保停止与复位功能的可靠性。停止与复位测试在非运行状态下，通过触摸屏进行手动操作测试，检查机械手的上下移动、手爪的伸缩与夹紧等功能是否正常，确保手动操作的可靠性。手动操作测试程序调试四、任务评价04010203I/O接线图绘制（10分）：接线图清晰准确，符合电气规范。元件安装（10分）：元件安装牢固，布局合理。硬件接线（10分）：接线正确无误，无短路、断路等现象。硬件安装与接线HMI中4个气动元件控制功能正常（各2分，共8分）：气动元件操作灵敏，功能实现准确。HMI中7个气动位置传感器显示正常（各2分，共14分）：传感器状态显示准确，无误报现象。HMI中仓库步进轴上、下行按键功能正常（各2分，共4分）：按键操作灵敏，步进轴动作准确。HMI中复位、起动和停止键功能正常（各2分，共6分）：按键功能实现准确，操作便捷。HMI中复位、起动和停止指示功能正常（各2分，共6分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。能自动完成单工件的取料（6分）：取料动作准确，无误操作。能自动完成单工件的放料（6分）：放料动作准确，无误操作。编程与调试存在危险用电等情况（每次扣5分，上不封顶）：严格遵守用电安全规范，杜绝危险操作。存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况（每次扣3分）：避免带电插拔，确保设备安全。穿着不符合生产要求（每次扣5分）：按规定穿着工作服，佩戴安全帽等防护用品。安全素养0405表达沟通能力（2.5分）：表达清晰，沟通顺畅，能够准确传达信息。团队协作能力（2.5分）：团队成员分工明确，协作默契，共同完成任务。发展素养桌面物品和工具摆放整齐、整洁（2.5分）：保持工作台面整洁，工具归位。地面清理干净（2.5分）：保持工作区域地面干净，无杂物。5S素养评价指标与评分标准五、任务拓展05

加入急停按钮在系统中加入急停按钮，确保在紧急情况下能够迅速停止设备运行，保障操作人员和设备的安全。

急停复位后操作恢复设计急停复位后的操作恢复机制，确保在紧急情况解除后，设备能够正常恢复之前的运行状态，继续完成未完成的任务，提高系统的可靠性和稳定性。

系统优化建议根据实际运行情况，对系统进行优化改进，如优化程序逻辑、提高设备运行效率、增强系统的稳定性和可靠性等，以满足生产需求。系统优化与改进谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务5.2多工位步进轴取放料控制主讲人：XXX时间：20XX.XX目录CONTENTS01一、任务要求与分析04四、任务评价02二、知识准备05五、任务拓展03三、任务实施一、任务要求与分析01单站控制要求复位操作：按下复位按钮，各气缸及电动机轴回到原点位置，为设备运行做好准备。点动操作：在触摸屏上可对气缸和电动机轴进行点动操作，实现手动控制功能，方便设备调试和维护。速度设置：电动机轴停止后，可在触摸屏上手动设置运行速度，提高操作灵活性。自动模式控制要求复位与停止：自动模式下，按下复位按钮，各状态复位；按下停止按钮，各运行状态立即停止。取放料流程：自动模式下，机械手按预设流程完成取料、放料操作，实现自动化搬运。重复运行：完成一次流程后，系统可再次启动运行，提高生产效率。触摸屏界面设计要求布局合理：设计合理的触摸屏界面，按钮指示灯分区放置，文字标识清晰，方便操作。无干涉设计：按钮和指示灯之间无干涉，确保操作的准确性。手动自动切换：设计手动和自动两个界面，满足不同操作需求。任务要求寄存器设置仓位管理在单工件控制基础上，新增手动/自动操作切换、系统速度实时监控、仓位设置等功能，优化控制逻辑。控制逻辑优化参数复位问题停止开关按下后，系统需考虑再次运行时的参数复位，确保设备能够正常运行。取工件操作时，若货架取完，需进行收尾操作，保证程序正常流转，避免因仓位问题导致的运行中断。提前规划好触摸屏上的寄存器设置，确保数据存储和通信的准确性，为程序运行提供支持。任务分析二、知识准备0201功能描述：将输入IN1的值乘以输入IN2的值，结果存储在输出OUT中，可扩展输入数目，实现多个值的乘积计算。应用场景：用于计算行列位置等需要数值乘法的场合，为程序提供精确的数值运算支持。MUL乘法指令02功能描述：将输入IN1的值除以输入IN2的值，结果存储在输出OUT中，执行成功后使能输出ENO。应用场景：用于计算速度、距离等需要数值除法的场合，确保数据处理的准确性。DIV除法指令03功能描述：将累加器2的值除以累加器1的值，保存除法运算的余数，状态位指示余数的正负。应用场景：用于行列计算中的余数处理，实现精确的仓位定位和控制。MOD取余指令运算指令三、任务实施03020301硬件组态添加CPU1215DC/DC/DC控制器，确保硬件配置与现场一致，保障设备正常运行。变量定义在单工件立体仓库的基础上增加相关变量，完成变量定义，确保程序的易读性和可维护性。新建项目在博途中新建项目“多工位步进轴取放料控制”，为程序编写和调试提供平台。硬件设置增加调用FC4数据综合处理模块，调整手动调用位置，优化程序结构。增加手/自动切换状态指示，完善程序功能。增加仓库取料计数满后停止状态，保障程序在满仓后能够正常停止。主程序OB1修改建立数据块存储触摸屏相关数值，提前设置起始值，确保系统能够正常运行。数据块DB2定义加入仓库轴速度设置链接，实现手动模式下速度的灵活调整。手动程序FC1修改建立临时变量，方便后续编程。增加仓库计数操作，限制大于仓储容量的操作。增加仓位号变为行列号的计算，实现多工件的精确控制。修改分拣放料位置，适应硬件变化。增加新的自动步骤，实现循环运行。自动程序FC2修改增加手/自动还原的区别，优化复位功能。复位程序FC3修改加入仓库轴速度和距离显示，将仓库轴使能移入FC4，方便后续数据添加。数据综合处理FC4程序设计测试气缸和电动机轴的点动操作功能，确保手动控制的可靠性。手动操作测试01启动自动程序，观察机械手是否能够按照预设流程完成取放料操作，检查各动作的执行顺序和准确性。自动运行测试02在运行过程中按下停止按钮，检查系统是否能够立即停止运行；按下复位按钮后，检查设备是否能够正常复位。停止与复位测试03程序调试四、任务评价04I/O接线图绘制（5分）：接线图清晰准确，符合电气规范。元件安装（5分）：元件安装牢固，布局合理。硬件接线（10分）：接线正确无误，无短路、断路等现象。硬件安装与接线HMI中4个气动元件控制功能正常（各2分，共8分）：气动元件操作灵敏，功能实现准确。HMI中7个气动位置传感器显示正常（各1分，共7分）：传感器状态显示准确，无误报现象。HMI中仓库步进轴上、下行按键功能正常（各2分，共4分）：按键操作灵敏，步进轴动作准确。HMI中复位、起动、停止键和手/自动切换功能正常（各2分，共8分）：按键功能实现准确，操作便捷。HMI中复位、起动和停止指示功能正常（各2分，共6分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。能自动完成第1个工件的取料（4分）：取料动作准确，无误操作。能自动完成第1个工件的放料（3分）：放料动作准确，无误操作。能自动完成第2-5工件的取放料（各4分，共20分）：取放料动作准确，无误操作。编程与调试存在危险用电等情况（每次扣5分，上不封顶）：严格遵守用电安全规范，杜绝危险操作。存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况（每次扣3分）：避免带电插拔，确保设备安全。穿着不符合生产要求（每次扣5分）：按规定穿着工作服，佩戴安全帽等防护用品。安全素养桌面物品和工具摆放整齐、整洁（2.5分）：保持工作台面整洁，工具归位。地面清理干净（2.5分）：保持工作区域地面干净，无杂物。5S素养表达沟通能力（2.5分）：表达清晰，沟通顺