可编程控制器技术 课件 项目8　伺服输送控制

任务8.1远程I/O模块的控制主讲人：XXX时间：20XX.XXCONTENTS任务要求及分析01.任务准备02.任务实施03.任务调试04.任务评价05.任务拓展06.目录任务要求及分析01010203认识远程I/O模块了解TBEN-S1-8DXP远程I/O模块的主要性能参数，包括其通道数量、网络协议支持等，为后续使用奠定基础。熟悉模块的外形结构及端口功能，明确各端口的接线方式和应用场景。配置远程I/O模块学会使用TurckServiceTool配置工具对远程I/O模块进行参数配置，包括IP地址、网络地址等设置。掌握配置工具的操作流程和注意事项，确保模块能够正确接入网络并与其他设备通信。实现PROFINET通信掌握S7-1200与远程I/O模块的PROFINET通信方法，通过博途软件完成远程I/O模块的组态。能够使用S7-1200对远程I/O模块所连接的输送机械手的磁性开关进行输入监测，实现远程控制功能。任务要求亚龙YL-36A设备的输送模块包含多种气缸、磁性开关、光电开关等元件，模拟实际工业场景下的输送机械手。远程I/O模块用于连接输送机械手的磁性开关等元件，通过PROFINET通信实现对输送机械手的远程控制。设备结构与功能控制前需对远程I/O模块进行参数设置，包括模块参数和网络地址等，确保模块能够正常工作。在博途软件中添加远程I/O模块的组态，完成程序编写和远程控制，实现对输送机械手的监测和控制功能。控制流程任务分析任务准备02TBEN-S1-8DXP模块具备8个通用数字通道，可配置为PNP输入或2A输出，满足多种工业控制需求。支持PROFINET、EtherNet/IP或ModbusTCP等网络协议，集成式以太网交换机支持10Mbit/s/100Mbit/s，适应不同网络环境。模块性能参数P口为以太网接口，用于模块之间的连接和与PLC的通信；C口为I/O接口，连接传感器或执行器；X口为电源接口，为模块和连接的设备供电。各端口均有明确的接线图和功能说明，确保用户能够正确连接和使用。端口功能通过LED指示灯的状态可以直观地查看模块的运行情况，包括以太网连接状态、通信状态、电源状态等。不同颜色和闪烁状态的指示灯提供了丰富的诊断信息，便于用户快速判断模块的工作状态和故障原因。指示灯功能远程I/O模块介绍任务实施03打开TurckServiceTool配置工具，进入配置界面，准备对远程I/O模块进行参数设置。配置工具提供了直观的操作界面和丰富的功能选项，方便用户进行各种设置。单击“Actions（F4）”，双击“Reboot”，重启设备，使IP地址设置生效。重启后，通过指示灯状态确认模块已成功设置并正常运行，完成模块的初步配置。在配置工具中单击“Change（F2）”，弹出网络设置对话框，将“IPaddress”设置为192.168.0.5，“Netmask”设置为255.255.255.0。单击“Setindevice”完成IP地址设置，确保模块能够正确接入网络并与其他设备通信。设置IP地址使用配置工具重启模块远程I/O模块参数设置01添加GSD文件打开博途软件，在选项中选择“管理通用站描述文件”，找到远程I/O模块GSD文件存放的路径并确定。勾选导入路径的内容，单击安装，完成GSD文件的添加，为后续的组态设置提供支持。02远程I/O组态在博途软件的设备组态窗口中，找到“PROFINETI/O”文件夹中的“TBEN-S1-8DXP”模块。单击远程I/O中的“未分配”，建立与PLC的网络连接，确保PLC能够识别并控制远程I/O模块。03设置IP地址与设备名称在Turck-TBEN-S1-8DXP设备视图中，选择“在设备中直接设定IP地址”，勾选“自动生成PROFINET设备名称”。在设备概览中设置I/O起始地址为6，通过分配设备名称图标为设备分配名称，确保设备能够正确识别和通信。04监测传感器信号下载博途的组态后，在不接通压缩气源的情况下，手动操作输送机械手的手爪和手臂，通过博途软件在线监控变量表。观察I6.6、I6.2、I6.3等变量的状态变化，验证传感器信号是否能够正确传输到PLC，完成远程监测功能的调试。S7-1200与远程I/O模块PROFINET通信01根据任务要求，将输送机械手上的磁性开关信号连接至远程I/O模块，并通过PROFINET通信传输到S7-1200PLC中。I/O地址分配表明确了各磁性开关信号对应的远程I/O接线点位和PLC地址，确保信号传输的准确性和一致性。地址分配表02按照地址分配表完成磁性开关信号的连接，确保接线正确、牢固，避免信号传输中断或干扰。通过手动操作输送机械手，观察PLC中对应的变量状态变化，验证信号连接的正确性和可靠性，完成I/O地址分配的调试工作。信号连接与调试I/O地址分配任务调试04在博途软件中完成远程I/O模块的组态设置后，下载组态到PLC，确保PLC能够根据设置的参数与远程I/O模块进行通信。下载过程中需注意检查网络连接状态和设备状态，确保下载过程顺利进行，避免因网络问题或设备故障导致下载失败。下载组态下载完成后，在不接通压缩气源的情况下，手动操作输送机械手的手爪和手臂，模拟实际工作场景。通过博途软件的在线监控功能，观察变量表中I6.6、I6.2、I6.3等变量的状态变化，验证传感器信号是否能够正确传输到PLC。0102在线监控手动夹紧/松开输送机械手的手爪，观察I6.6变量的状态变化，确保手爪的夹紧信号能够正确传输到PLC。手动旋转手臂，观察I6.2和I6.3变量的状态变化，验证手臂的旋转到位信号是否能够正确传输，完成信号状态的观察和调试工作。0102信号状态观察任务评价05检查I/O接线图是否清晰、准确，是否详细标注了各接线点位、信号名称和连接设备，便于后续的接线和维护工作。通过对比实际接线和接线图，检查接线是否与设计一致，确保接线图的准确性和实用性。检查远程I/O模块、磁性开关等元件的安装是否牢固、规范，是否符合安装要求和工艺标准。查看元件的安装位置是否合理，是否便于操作和维护，同时不影响设备的正常运行。元件安装硬件接线检查硬件接线是否整齐、美观，接线是否牢固，有无松动、虚接等现象。查看接线是否符合电气安全规范，有无短路、漏电等安全隐患，确保设备的安全运行。I/O接线图绘制硬件安装与接线01检查是否能够正确设置远程I/O模块的IP地址和子网掩码，确保模块能够正确接入网络并与其他设备通信。验证设置的IP地址是否符合网络规划要求，避免出现IP地址冲突等问题。IP地址设置02检查是否能够正确装载远程I/O模块的GSD文件，确保博途软件能够识别并支持该模块。验证GSD文件的版本是否与模块匹配，避免因版本不一致导致组态设置失败。GSD文件装载03检查是否能够正确对远程I/O模块进行组态，包括设置IP地址、设备名称、I/O起始地址等参数。验证组态设置是否正确，通过在线监控功能检查PLC与远程I/O模块之间的通信是否正常。远程I/O组态04检查是否能够通过博途软件正确监测挂载在远程I/O上的7个传感器的信号，包括I6.6、I6.2、I6.3等变量的状态变化。验证信号监测的准确性，确保传感器信号能够正确传输到PLC，为后续的控制逻辑提供可靠的输入信号。信号监测编程与调试检查是否存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况，这种行为可能会导致设备损坏或触电事故。查看操作人员是否按照安全操作规程进行操作，是否正确佩戴安全防护用品，确保操作过程的安全性。操作安全02检查设备的用电情况，是否存在危险用电行为，如私拉乱接电线、使用破损的电线等。查看设备的接地是否良好，有无漏电保护装置，确保设备的用电安全，避免因用电不当引发安全事故。用电安全01安全素养检查桌面物品和工具是否摆放整齐、整洁，有无杂物堆积，工作区域是否保持干净整洁。查看地面是否清理干净，有无垃圾、油污等，确保工作环境的整洁和舒适。工作环境整洁检查设备的外观是否干净，有无灰尘、污渍等，设备的维护是否到位。查看设备的标识是否清晰、完整，有无损坏或脱落现象，确保设备的标识能够准确反映设备的信息。设备维护5S素养检查操作人员在工作过程中的表达是否清晰、准确，是否能够准确传达工作信息和指令。查看操作人员在团队协作中是否能够积极沟通，及时反馈问题和建议，确保团队工作的顺利进行。检查团队成员之间是否能够相互配合，共同完成工作任务，是否存在推诿、扯皮等现象。查看团队成员是否能够积极发挥各自的优势，共同解决问题，提高团队的工作效率和创新能力。表达沟通能力团队协作能力发展素养任务拓展06根据任务要求，将远程I/O模块的输入输出点地址修改为字节8，重新分配各磁性开关信号的PLC地址。修改后的地址分配表应明确标注各信号对应的地址，确保信号传输的准确性和一致性。地址修改修改I/O地址手动控制程序编写PLC程序，实现输送系统各气缸的手动控制功能，包括气缸的伸出和缩回操作。程序应通过按钮信号控制气缸的动作，并通过指示灯显示气缸的当前状态，方便操作人员进行手动操作和监控。程序调试下载编写好的程序到PLC，进行手动控制功能的调试。通过手动操作按钮，观察气缸的动作是否符合预期，指示灯显示是否正确，确保手动控制程序的可靠性和稳定性。0102编写控制程序谢谢大家主讲人：XXX时间：20XX.XX任务8.2伺服轴的控制主讲人：XXX时间：20XX.XXONTENTS目录C0102030405任务要求及分析任务准备任务实施任务评价任务拓展任务要求及分析01模式切换与显示设备支持手动和自动两种模式，通过SA转换开关切换，触摸屏显示当前模式状态，确保操作人员清晰了解设备运行状态。手动模式下，触摸屏可控制输送单元电磁阀及伺服轴，显示轴位置坐标，便于精确调整和监控。自动模式控制流程自动模式下，设备需先确认就绪状态，包括机械手爪、旋转气缸、抬升气缸和气动手指的初始位置。满足条件后，输送伺服轴自动回原点，按顺序完成物料抓取、搬运和放置动作，循环检测分拣末端物料，实现连续输送。程序设计与调试需完成PLC的I/O地址分配及接线端子分配，编制PLC程序，包括主程序块、手动模式控制块、自动模式控制块及轴准备块。调试运行程序，确保设备在手动和自动模式下均能稳定、准确运行，满足生产需求。任务要求程序结构设计主程序块OB1负责系统初始化和模式切换逻辑，调用手动或自动模式控制块。手动模式控制FC块实现对输送单元各部件的单独控制，便于设备调试和维护。自动模式控制FB块以步进顺序控制方式实现物料输送，通过Step变量控制动作流程。搬运控制过程搬运控制是输送模块的核心功能，通过伺服轴和机械手的协同动作实现物料的精准搬运。程序中需精确控制各动作的顺序和条件，确保机械手在搬运过程中动作流畅、准确无误。初始状态检查PLC上电后，系统需检查各部件是否处于初始位置，若未就绪，需手动复位，避免设备运行故障或事故。初始状态检查是确保设备安全运行的重要环节，可及时发现并解决潜在问题。用户数据与系统数据管理通过全局DB块管理用户数据和系统中间变量，便于程序的模块化设计和数据共享。用户数据包括分拣夹件和温控放件的轴坐标值，需在手动模式下通过点动操作获取并记录。任务分析任务准备02伺服驱动器组成伺服驱动器由伺服控制单元、功率驱动单元、通信接口单元等组成，采用DSP作为控制核心，实现复杂控制算法。功率驱动单元通过整流和逆变电路驱动伺服电动机，采用PWM技术调节输出电压和频率。伺服电动机工作原理伺服电动机内部转子为永磁铁，驱动器控制的三相电形成电磁场，使转子转动，编码器反馈信号用于精确控制。伺服电动机的精度取决于编码器的精度，高精度编码器可实现高精度的位置控制。伺服系统控制模式交流伺服系统采用位置控制模式，通过三闭环控制（电流环、速度环、位置环）提高系统快速性、稳定性和抗干扰能力。位置控制模式下，伺服电动机以指令脉冲和反馈脉冲近似相等的速度运行，稳态误差接近为零。伺服电动机和伺服驱动器主端子接线信号端口接线编码器端口接线主端子包括主电路电源输入端子（L、N）、电动机连接端子（U、V、W）和再生电阻端子（P+、D、C）。接线时需注意电源电压范围、电动机连接的正确性以及再生电阻的配置。信号端口CN0包括脉冲输入、方向输入、输入输出端子等，用于控制信号的输入和输出。通信端口CN1用于扩展总线功能，需选配总线模块并注意转接模块的使用。编码器端口CN2包括电源、地线和信号线，用于连接编码器，实现位置反馈。伺服驱动器接线伺服驱动器面板包括STA/ESC、INC、DEC、ENTER等按键，用于状态切换、数据修改和参数设置。面板显示基础简码，可显示伺服系统运行状态、报警信息等。面板功能介绍通过面板按键设置伺服驱动器的参数，如恢复出厂设置、运行模式、使能模式、脉冲数等。参数设置需根据设备需求和实际接线进行调整，确保伺服系统正常运行。参数设置流程伺服驱动器面板参数设置01输送模块的气动控制元件采用二位五通单电控电磁换向阀，集中安装成阀组。各电磁阀分别控制手抓气缸、伸缩气缸、摆动气缸和抬升气缸的动作。气动元件组成02气动回路通过电磁阀的控制实现气缸的伸缩、摆动和抬升动作，磁感应接近开关用于检测气缸的位置状态。气动回路的设计需确保气缸动作的准确性和可靠性，避免因气路问题导致设备故障。气动回路工作原理输送模块气动回路任务实施03转换开关（I5.0）、输送轴原点（I0.6）、输送轴左限位（I0.7）、输送轴右限位（I1.0）等输入信号分配到PLC的输入地址。输入信号用于检测设备状态和操作人员的操作指令，确保设备运行的准确性和安全性。输入信号分配输送轴脉冲（Q0.0）、输送轴方向（Q0.1）、抬升电磁阀（Q0.6）、旋转电磁阀（Q0.7）等输出信号分配到PLC的输出地址。输出信号用于控制输送轴和气缸的动作，实现设备的自动化控制。输出信号分配I/O地址分配在博途软件中新建项目，设置编程PC的IP地址与PLC、触摸屏在同一网段，添加S7-1200PLC控制器。进行DI/DO的起始地址修改、网络连接的添加，设置PLC的IP地址和通信参数，确保设备之间的通信正常。新建项目与硬件组态01根据I/O地址分配表，在默认变量表中定义需要用到的变量，变量名可使用中文，增加程序的易读性。变量表中需包含输入输出信号、中间变量和与触摸屏通信的变量，确保程序的完整性和可维护性。编辑变量表02在博途软件中添加“轴工艺对象”并配置，设置驱动器类型、测量单位、脉冲输出、方向输出等参数。配置机械参数，如电动机每转的脉冲数、每转位置、丝杆导程等，确保伺服轴的运动控制精度。轴工艺对象组态03在扩展参数中启用硬限位开关，设置硬件下限位开关和上限位开关的地址及电平。设置最大转速、加减速时间、急停减速时间等动态参数，优化伺服轴的运动性能。位置限制与动态参数设置04设置回原点的原点开关、回原点方向、参考点开关下侧等参数，确保伺服轴能够准确回原点。回原点参数设置05硬件组态与变量设置01全局DB的创建与使用新建两个全局DB块：“系统数据”DB和“用户数据”DB，分别用于存储中间变量和与触摸屏通信的变量。在全局DB块中定义所需的变量，便于程序的模块化设计和数据共享。04手动模式FC1编程手动模式控制程序实现输送伺服轴回原点、轴左右点动、机械手各关节气缸动作的控制。通过触摸屏按钮控制各部件动作，显示伺服轴当前位置坐标，便于设备调试和维护。02主程序OB1编程主程序OB1负责系统初始化、模式切换逻辑和程序块的调用，共8条程序段。程序段1使用初始脉冲复位功能，程序段2实现急停功能，程序段3和4检测手自动模式切换。程序段5调用手动模式控制块，程序段6检测自动就绪标志，程序段7初始化自动模式步状态序号并调用自动模式控制块，程序段8调用轴准备块。05自动模式FB2编程自动模式控制程序按照Step变量的值顺序控制输送轴或机械手操作的步状态。程序块有两个输入形参：分拣出料口坐标和温控入料口坐标，通过轴绝对运动指令实现物料的搬运。程序段1检测分拣末端有料，轴回原点；程序段3轴移动到分拣末端出料口；程序段4机械手执行抓取动作；程序段5轴移动至温控坐标位置；程序段6机械手执行放置动作。03轴准备FB1编程轴准备FB1包含轴运动所需的基本指令，如轴启用、轴暂停、轴确认错误和轴当前位置读取。使用多重背景数据块的方式，将背景数据添加到FB1的背景数据块中，无需额外的背景DB块。程序设计123手动模式调试调试准备自动模式调试在手动模式下，通过触摸屏按钮分别控制输送单元的气缸和伺服轴，观察设备动作是否符合预期。记录分拣夹件和温控放件的轴坐标值，并在用户数据DB块中填写。打开压缩空气气泵，确保气源正常，将PLC工程下载至S7-1200中。在触摸屏中组态设计监控HMI界面，包括运行状态指示、轴当前坐标显示、轴确认错误按钮及手动操作按钮等。当输送单元就绪后，切换至自动模式，在分拣皮带出料口放置工件，观察设备是否按程序进行顺序控制。在博途软件中打开程序块的“启用/禁用监视”按钮，结合程序在线状态进行修改和完善。项目