智能生产线数字化设计课件 智能仓储单元控制程序设计

智能仓储单元控制

程序设计一、实施条件

二、实施内容一、实施条件

零部件图纸、电脑、NX1980.0、SiemensTIAPortalV16。二、实施内容本任务模块在PLC程序设计过程中共包括14步：1.创建新项目；2.硬件组态；3.创建变量表；4.创建轴工艺对象；5.智能仓储单元数据块的创建；6.编写重复块_轴控制程序；7.编写轴控制程序；8.编写仓位检测程序；9.编写出库至环线程序；10.编写环线至入库程序；11.编写出库至AGV程序；12.编写AGV至入库程序；13.编写出入库动作调用程序；14.人机交互界面的设计。二、实施内容1.流程图图3-10程序设计流程图二、实施内容2.PLC控制变量表二、实施内容表3-2输入/输出变量表二、实施内容表3-2输入/输出变量表二、实施内容3.创建轴工艺对象

(1)硬件组态

1)创建PLC。图3-11创建PLC组态二、实施内容2)添加I/O模块。

3)设置IP地址。

4)创建HMI。图3-12HMI组态二、实施内容5)建立设备连接。图3-13网络组态二、实施内容(2)创建变量表根据需要添加如下变量，输入：X轴负限位、X轴正限位、X轴回零、Y轴负限位、Y轴正限位、Y轴回零、Z轴负限位、Z轴正限位、Z轴回零、C轴回零、急停、A01传感器信号、A02传感器信号、A03传感器信号、A04传感器信号、A05传感器信号、B01传感器信号、B02传感器信号、B03传感器信号、B04传感器信号、B05传感器信号、C01传感器信号、C02传感器信号、C03传感器信号、C04传感器信号、C05传感器信号、D01传感器信号、D02传感器信号、D03传感器信号、D04传感器信号、D05传感器信号；二、实施内容输出：X轴脉冲、X轴方向、Y轴脉冲、Y轴方向、Z轴脉冲、Z轴方向、C轴脉冲、C轴方向、A01指示灯、A02指示灯、A03指示灯、A04指示灯、A05指示灯、B01指示灯、B02指示灯、B03指示灯、B04指示灯、B05指示灯、C01指示灯、C02指示灯、C03指示灯、C04指示灯、C05指示灯、D01指示灯、D02指示灯、D03指示灯、D04指示灯、D05指示灯，如图3-14图3-15所示。图3-14“IO”变量表二、实施内容图3-15“WhseIO”变量表二、实施内容(3)创建工艺对象

1)X轴的轴工艺。图3-16工艺对象①新增对象。单击选择“运动控制”→“TO_PositioningAxis”选项，如图3-17所示，名称改为“PositioningAxis_X”，单击“确定”按钮。二、实施内容图3-17新增对象②创建虚拟轴。二、实施内容“轴类型”设置为“虚拟轴”“线性”，选中“激活仿真”单选框，如图3-18所示。图3-18虚拟轴创建二、实施内容③启用硬限位开关，如图3-19所示。选中“启用硬限位开关”单选框，在“输入负向硬限位开关”下拉菜单栏里选择“X轴负限位”选项，“选择负向硬限位开关的电平”设置为“高电平”，在“输入正向硬限位开关”下拉菜单栏里面选择“X轴正限位”选项，“选项正向硬限位开关的电平”设置为“高电平”。图3-19限位开关设置二、实施内容④选择回零模式，如图3-20所示。在“选择回零模式”选项组中选择“通过数字量输入作为回原点标记”，“数字量输入回原点标记凸轮”设置为“X轴回零”，“电平选择”设置为“高电平”；“回原点速度”设置为100.0mm/s，“逼近速度”设置为50.0mm/s。图3-20回零设置二、实施内容2)Y轴的轴工艺。

①新增对象。单击选择“运动控制”→“TO_PositioningAxis”选项，名称改为“PositioningAxis_Y”，单击“确定”按钮。

②创建虚拟轴。在“轴类型”下选中“虚拟轴”“线性”单选框，在“仿真”列表栏选中“激活仿真”单选框。

③启用硬限位开关。选中“启用硬件开关”单选框，在“输入负向硬限位开关”下拉菜单栏里选择“Y轴负限位”选项，“选项负向硬限位开关的电平”设置为“高电平”，在“输入正向硬限位开关”下拉菜单栏里选择“Y轴正限位”选项，“选择正向硬限位开关的电平”设置为“高电平”。二、实施内容④选择回零模式。在“选择回零模式”选项组中，选择“通过数字量输入作为回原点标记”，“数字量输入回原点标记凸轮”设置为“Y轴回零”，“电平选择”设置为“高电平”；“回原点速度”设置为100.0mm/s，“逼近速度”设置为50.0mm/s。

3)Z轴的轴工艺。

①新增对象。单击选择“运动控制”→“TO_PositioningAxis”选项，名称改为“PositioningAxis_Z”，单击“确定”按钮。

②创建虚拟轴。在“轴类型”下选中“虚拟轴”“线性”单选框，在“仿真”列表栏选中“激活仿真”单选框。二、实施内容③启用硬限位开关。选中“启用硬件开关”单选框，在“输入负向硬限位开关”下拉菜单栏里面选择“Z轴负限位”选项，“选项负向硬限位开关的电平”设置为“高电平”，在“输入正向硬限位开关”下拉菜单栏里面选择“Z轴正限位”选项，“选择正向硬限位开关的电平”设置为“高电平”。

④选择回零模式。在“选择回零模式”选项组中，选择“通过数字量输入作为回原点标记”，“数字量输入回原点标记凸轮”设置为“Z轴回零”，“电平选择”设置为“高电平”；“回原点速度”设置为100.0mm/s,“逼近速度”设置为50.0mm/s。

4)C轴的轴工艺。二、实施内容①新增对象。选择“运动控制”→“TO_PositioningAxis”选项，名称改为“PositioningAxis_C”，单击“确定”按钮，如图3-21所示。图3-21新增对象二、实施内容②创建虚拟轴。在“轴类型”下选中“虚拟轴”“旋转”单选框，在“仿真”列表栏选中“激活仿真”单选框，如图3-22所示。图3-22虚拟轴创建二、实施内容③选择回零模式，如图3-23所示。在“选择回零模式”选项组中，选择“通过数字量输入作为回原点标记”，“数字量输入回原点标记凸轮”设置为“C轴回零”，“电平选择”设置为“高电平”；“回原点速度”设置90.0mm/s，“逼近速度”设置45.0mm/s。图3-23回零设置二、实施内容4.智能仓储单元数据块的创建

(2)“MCD_DB”数据块根据需要添加如下变量，数据类型为“Real”变量：X轴位置、X轴速度、Y轴位置、Y轴速度、Z轴位置、Z轴速度、C轴位置、C轴速度，如图3-25所示。图3-24“轴控制数据”数据块二、实施内容图3-25“MCD_DB”数据块(3)“HMI显示”数据块根据需要添加如下变量，数据类型为“Bool”变量：单机/联机、出库至环线、环线至入库、出库至AGV、AGV至入库、仓位数据(数组Array［0..20］ofBool)；数据类型为“Word”变量：库位号、库位显示；二、实施内容数据类型为“Int”变量：状态显示；数据类型为“Struct”变量：X轴、Y轴、Z轴、C轴(包含Bool数据类型：绝对值运行、Real数据类型;绝对值运行数据)、轴数据Array［0..20］ofStruct数组，如图3-26所示。图3-26“HMI显示”数据块二、实施内容5.轴控制程序设计

(1)重复块_轴控制程序该程序段使用模块化程序设计，功能为将轴控制指令集中到单个FB块中，并添加相对应的输入/输出引脚定义，方便调用时查找。图3-27“重复块_轴控制”接口和引脚定义二、实施内容1)使能和回零程序如图3-28所示。

2)轴暂停和点动控制程序如图3-29所示。图3-28使能和回零程序二、实施内容3)轴绝对运行和复位程序如图3-30所示。

4)数据类型转换程序如图3-31所示。图3-30轴绝对运行和复位程序二、实施内容(2)轴控制程序创建新的“函数块”，名称改为“轴控制”。1)调用“重复块_轴控制”，创建X轴控制程序，被调用块“重复块_轴控制”引脚已经定义好，根据引脚填入相同数据，如图3-32所示。图3-32X轴控制程序二、实施内容2)调用“重复块_轴控制”，创建Y轴控制程序，被调用块“重复块_轴控制”引脚已经定义好，根据引脚填入相同数据，如图3-33所示。图3-33Y轴控制程序二、实施内容3)调用“重复块_轴控制”，创建Z轴控制程序，被调用块“重复块_轴控制”引脚已经定义好，根据引脚填入相同数据，如图3-34所示。图3-34Z轴控制程序二、实施内容4)调用“重复块_轴控制”，创建C轴控制程序，被调用块“重复块_轴控制”引脚已经定义好，根据引脚填入相同数据，如图3-35所示。图3-35C轴控制程序二、实施内容5)手动绝对位置触发程序如图3-36所示。图3-36手动绝对位置触发程序二、实施内容6.库位监测控制程序设计

1)A层传感器信号程序如图3-37所示。

①“A01传感器信号”有信号“A01指示灯”接通，“"HMI显示".仓位数据［1］”接通。

②“A02传感器信号”有信号“A02指示灯”接通，“"HMI显示".仓位数据［2］”接通。

③“A03传感器信号”有信号“A03指示灯”接通，“"HMI显示".仓位数据［3］”接通。

④“A04传感器信号”有信号“A04指示灯”接通，“"HMI显示".仓位数据［4］”接通。

⑤“A05传感器信号”有信号“A05指示灯”接通，“"HMI显示".仓位数据［5］”接通。二、实施内容图3-37A层传感器信号程序2)B层传感器信号程序如图3-38所示。二、实施内容图3-38B层传感器信号程序3)C层传感器信号程序如图3-39所示。二、实施内容图3-39C层传感器信号程序4)D层传感器信号程序如图3-40所示。二、实施内容图3-40D层传感器信号程序二、实施内容7.环线出入库平台控制程序设计

(1)编写“出库至环线”程序，创建FB块该程序段功能为从仓库某个指定库位中取料放入环形输送线，该FB块为可调用的子程序块，“出库至环线”是被调用的程序块。

1)出库至环线起动程序如图3-42所示。图3-41FB块背景数据定义二、实施内容图3-42出库至环线起动程序2)Y轴、X轴、Z轴运动控制程序如图3-43所示。二、实施内容图3-43Y轴、X轴、Z轴运动控制程序3)Y轴、Z轴、Y轴运动控制程序如图3-44所示。二、实施内容图3-44Y轴、Z轴、Y轴运动控制程序4)X轴、C轴、Z轴运动控制程序如图3-45所示。二、实施内容图3-45X轴、C轴、Z轴运动控制程序5)C轴、Y轴、Z轴运动控制程序如图3-46所示。二、实施内容图3-46C轴、Y轴、Z轴运动控制程序6)Y轴、C轴、Z轴运动控制程序如图3-47所示。二、实施内容图3-47Y轴、C轴、Z轴运动控制程序二、实施内容7)X轴运动控制动作完成、更改状态程序如图3-48所示。图3-48X轴运动控制动作完成、更改状态程序(2)编写“环线至入库”程序，创建FB块该程序段功能为从环形输送线取料放入仓库某个指定库位中。二、实施内容图3-49FB块背景数据定义1)环线至入库起动程序如图3-50所示。二、实施内容图3-50环线至入库起动程序2)Y轴、Z轴、C轴运动控制程序如图3-51所示。二、实施内容图3-51Y轴、Z轴、C轴运动控制程序3)X轴、Y轴、Z轴运动控制程序如图3-52所示。二、实施内容图3-52X轴、Y轴、Z轴运动控制程序4)Y轴、C轴、Z轴运动控制程序如图3-53所示。二、实施内容图3-53Y轴、C轴、Z轴运动控制程序5)C轴、X轴、Y轴运动控制程序如图3-54所示。二、实施内容图3-54C轴、X轴、Y轴运动控制程序6)Z轴、Y轴、Z轴运动控制程序如图3-55所示。二、实施内容图3-55Z轴、Y轴、Z轴运动控制程序7)X轴运动控制动作完成、更改状态程序如图3-56所示。二、实施内容图3-56X轴运动控制动作完成、更改状态程序二、实施内容图3-57FB块背景数据定义二、实施内容8.AGV出入库平台控制程序设计

(1)编写“出库至AGV”程序，创建FB块该程序段功能为从仓库某个指定库位中取料放入AGV，该FB块为可调用的子程序块，“出库至AGV”是被调用的程序块。

1)出库至AGV起动程序如图3-58所示。图3-58出库至AGV起动程序二、实施内容2)Y轴、X轴、Z轴运动控制程序如图3-59所示。图3-59Y轴、X轴、Z轴运动控制程序二、实施内容3)Y轴、Z轴、Y轴运动控制程序如图3-60所示。图3-60Y轴、Z轴、Y轴运动控制程序二、实施内容4)X轴、C轴、Z轴运动控制程序如图3-61所示。图3-61X轴、C轴、Z轴运动控制程序二、实施内容5)Y轴、Z轴、Y轴运动控制程序如图3-62所示。图3-62Y轴、Z轴、Y轴运动控制程序二、实施内容6)C轴、Z轴、X轴运动控制程序如图3-63所示。图3-63C轴、Z轴、X轴运动控制程序二、实施内容7)动作完成、更改状态程序如图3-64所示。图3-64动作完成、更改状态程序智能仓储单元_

AGV至入库二、实施内容(2)编写“AGV至入库”程序，创建FB块该程序段功能为从AGV取料放入仓库某个指定库位中，该FB块为可调用的子程序块，“AGV至入库”是被调用的程序块。图3-65FB块背景数据定义二、实施内容1)AGV至入库起动程序如图3-66所示。图3-66AGV至入库起动程序二、实施内容2)Y轴、C轴、Z轴运动控制程序如图3-67所示。图3-67Y轴、C轴、Z轴运动控制程序二、实施内容3)X轴、Y轴、Z轴运动控制程序如图3-68所示。图3-68X轴、Y轴、Z轴运动控制程序二、实施内容4)Y轴、C轴、Z轴运动控制程序如图3-69所示。图3-69Y轴、C轴、Z轴运动控制程序二、实施内容5)X轴、Y轴、Z轴运动控制程序如图3-70所示。图3-70X轴、Y轴、Z轴运动控制程序二、实施内容6)Y轴、Z轴、X轴运动控制程序如图3-71所示。图3-71Y轴、Z轴、X轴运动控制程序二、实施内容7)动作完成、更改状态程序如图3-72所示。图3-72动作完成、更改状态程序智能仓储单元_

出入库动作调用二、实施内容9.库位控制程序设计图3-73FB块背景数据定义二、实施内容1)库位号解析程序如图3-74所示