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PLC控制运料小车

项目七PLC控制运料小车的运行
1.项目任务
本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。

系统控制要求如下:小车往返运动循环工作过程说明如下:小车处于最左端时,压下行程开关SQ4,SQ4为小车的原位开关。

按下启动按钮SB2,装料电磁阀YC1得电,延时20s,小车装料结束。

接着控制器KM3、KM5得电,向右快行;碰到限位开关SQ1后,KM5失电,小车慢行;碰到SQ3时,KM3失电,小车停止。

此后,电磁阀YC2得电,卸料开始,延时15s后,卸料结束;接触器KM4、KM5得电,小车向左快行;碰到限位开关SQ2,KM5失电,小车慢行;碰到SQ4KM4失电,小车停止,回到原位,完成一个循环工作过程。

整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态,如此周而复始的循环。

图7-1 运料小车往返运动示意图
2.任务流程图
本项目的具体学习过程见图2-2。

图7-2 任务流程图
学习所需工具、设备见表7-1。

表7-1 工具、设备清单
1.功能图编程的特点
功能图也叫状态图。

它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。

功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序,其优点是让用户每次考虑一个状态,而不必考虑其它的状态,从而使编程更容易,而且还可以减少指令的程序步数。

功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步,因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程,也能形象、直观的表示顺序控制。

功能编程开始时,必须用STL使STL接点接通,从而使主母线与子母线接通,连在子母线上的状态电路才能执行,这时状态就被激活。

状态的三个功能是在子母线上实现的,所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。

反之,STL接点断开,对应状态就为被激活,前一状态就自动关闭。

状态编程的这一特点,使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表,变得十分清晰单纯,不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在,只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。

另外,这也使程序的可读性更好,便于理解,也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。

7-2步进梯形图
在状态编程的最后,必须使用步进返回指令RET,从子母线返回主母线。

如图7-3程序中,若没有RET指令,会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令,由于PLC程序是循环扫描的,也包括了最开始处的指令,这就会引起程序出错而不能运行。

2.功能图的编程规则
(1)初始状态的编程。

初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态,对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。

S0~S9共10个状态组件专用作初始状态,用了几个初始状态,就可以有
几个相对独立的状态系列。

初始状态编程必须在其它状态前,如图7-3中将S2作为初始状态。

开始运行后,初始状态可以有其它状态来驱动,如图7-3中将状态S22来驱动初始状态S2的。

但是首次开始运行时,初始状态必须用其它方法预先驱动,使它处于工作状态,否则状态流程就不可能进行,一般利用系统的初始条件。

7-3 动力头1状态转移图
如可由PLC从STOP-RUN切换瞬间的初始脉冲使特殊辅助继电器M8002接通来驱动初始状态。

图7-4中就是用这一方法来使S2置1的。

更好的初始状态编程可用后面介绍的IST指令来编制。

图7-4 初始状态S2的驱动梯形图
每一个初始状态下面的分支数总和不能超过16个,这是对总分支数的限制,而对总状态数则没有限制。

从每一个分支点上引出的不能超过8个,所以超过8个的分支不能集中在一个分支点上引出。

(2)一般状态的编程:先负载驱动,后转移处理。

除了初始状态外,一般状态组件必须在其它状态后加入STL指令来进行驱动,也就是说不能用除状态组件之外的其他方式驱动。

一般状态编程时,必须先负载驱动,后转移处理。

所以,都要使用步进接点STL指令,以保证负载驱动和状态转移都是在子母线上进行。

如图7-5中,拿状态S20的STL来看,当S20的STL接点被接通后,先是用OUT驱动输出线圈Y000,然后才是用啊“SET S21”指令决定转移方向,转向下一相邻状态S21。

状态组建不可重复使用。

图7-5 步进梯形图
(3)相邻两个状态中不能使用同一个定时器,否则会导致定时器没有复位机会,而引起混乱;子啊非相邻的状态中可以使用同一个定时器。

如图7-6所示。

7-6 相邻状态不能使用同一个定时器
(4)连续转移时用SET,非连续转移时用OUT.
若某个状态向相邻的下一个状态连续转移时应使用SET指令,但若向非相邻状态转移时改用OUT.如图7-5中S26向S2转换时,就不能用OUT,而要用SET。

(5)在STL指令后面不能紧接着使用MPS。

STL和RET指令之间不能使用MC、MCR 指令。

在中断服务程序或者子程序中不能使用STL指令;在状态内部最好不要使用跳转指令CJ,以免引起混乱。

2.功能图的构成要素
功能图通常由初始状态、一系列一般状态、转移状态和转移条件组成。

每个状态提供3个功能:驱动有关负载、指定转移条件和转移目标。

图7-6 单流程SFC
如图7-6所示,S2是初始状态,S20、S21、S22便是一般状态, X000~X004是转移
条件,Y001~Y004是转移负载。

初始状态S2的转移条件是X000,S2的驱动负载是Y001,S2的目标是S20。

3.运料小车运行的功能图设计
(1)控制要求
小车处于最左端时,压下行程开关SQ4,SQ4为小车的原位开关。

按下启动按钮SB2,装料电磁阀YC1得电,延时20s,小车装料结束。

接着控制器KM3、KM5得电,向右快行;碰到限位开关SQ1后,KM5失电,小车慢行;碰到SQ3时,KM3失电,小车停止。

此后,电磁阀YC2得电,卸料开始,延时15s后,卸料结束;接触器KM4、KM5得电,小车向左快行;碰到限位开关SQ2,KM5失电,小车慢行;碰到SQ4KM4失电,小车停止,回到原位,完成一个循环工作过程。

整个过程分为装料——右快行——右慢行——卸料——左快行——左慢行六个状态,如此周而复始的循环。

(2)输入/输出端口设置
运料小车往返运动PLC控制系统的输入/输出端口设置如图7-7、7-8所示。

图7-7 输入图7-8 输出(3)状态表
(4)状态转移图
运料小车往返运动PLC控制系统的状态转移图如图7-10所示。

图7-9运料小车的状态图
在由停止转入运行时,通过M8002使初始状态S0动作,。

按下启动按钮SB2时状态由S0转移到S20,电磁阀YC1得电,同时接触器KM4复位,定时器计时20s,此状态为装料,在这期间小车装料。

计时20后,小车装料结束,状态从S20转移到S21,接触器KM3、KM5得电,小车向右快行。

小车向右运动碰到右限位开关SQ1后,接触器KM5失电,状态从S21转移到S22, 小车慢行。

小车向右运动压下右行程开关SQ3后,接触器KM3失电,小车停止,电磁阀YC2得
电,状态从S22转移到S23,计时卸料15s。

卸料结束后,接触器KM4,KM5得电,状态从S23转移到S24,小车向右快行。

小车向左运动碰到右限位开关SQ2后,接触器KM5失电,状态从S24转移到S25, 小
车慢行。

小车向左运动压下右行程开关SQ4后,接触器KM4失电,小车停止,电磁阀YC1得
电,状态从S22转移到状态S20,第二次计时装料20s
如此周而复始地循环。

(5)接线图
运料小车往返运动PLC控制系统的接线图如图7-10所示。

图7-10 运料小车往返运动PLC控制系统的接线图
(4)输入梯形图
7-11 运料小车往返运动PLC控制系统的指令语句
7-12 运料小车往返运动PLC控制系统的梯形图
输入状态图、梯形图、调试监控系统、验证循环扫描就按项目二的步骤操作,这里不在累述。

项目质量考核要求及评分标准见表7-4。

1.跳转与重复的编程方法2.复位处理的编程方法3.跳转与重复的应用举例
习题部分
机械手的具体动作顺序:原始位置(大臂伸出并处于水平、手腕横移向右、手指松开)----手指夹紧(抓住卡盘上的工件)----手腕横移向左(从卡盘上卸下工件)----小臂上什----大臂下摆----手指松开(将工件放在料架上)----小臂收缩----料架转位----小臂伸出----手指抓紧----(抓住待加工的工工件)----大臂上摆(从料架上取走工件)----小臂上摆----手腕横移向右(机械手把工件装到深孔镗床的卡盘上)----手指松开(复位)。

图7-13 机械手。

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