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PLC控制机械手在生产自动化中的应用
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2014中央电大《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业附答案参考小抄
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内容提示：2014中央电大《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业附答案参考小抄
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2014中央电大《机电控制与可编程序控制器技术》平时作
官方公共微信&&&&&&&&&&&&&&&
PLC在工业机械手控制设计中应用
&&&&来源:万方数据&&&&作者：&&&&
本文介绍了一种应用于流水线的机械手运动控制系统。系统采用兰菱FX系歹UPLO作为控制器，给出了具体的I／O分配、控制面板硬件接线图及控制过程的详解，软件部分给出了PLO控制程序的SFC图。安装有组态王的计算机作为上位机进行系统监控，以便及时了解系统工作状态。
3 软件设计
　　因为系统有自动和手动两种工作方式，故将整个程序分为公用程序、手动控制程序和自动控制程序三个部分。公用程序是在两种工作方式下都需要运行的，主要用于自动程序和手动程序的相互切换。P0、P1为指针，使用条件跳转cJ指令使手动程序和自动程序不会被同时执行。选择手动操作方式时，手动控制按钮SQ3接通，则其常闭触点断开，程序不跳转，执行手动程序，井由于SQ2按钮的常闭触点闭合，则跳过自动操作程序；若选择自动操作程序，SQ3的常闭触点接通，SQ2的常闭触点断开，跳过手动程序而执行自动程序。程序跳转示意如图3所示。
图3程序跳转示意图
　　3.1 手动操作程序
　　当选择手动控制时，由各个对应的手动操作按钮来控制机械手的相应动作：左移、右移、前进、后退、上升、下降、夹紧和放松。为保证系统的安全运行，在手动程序中设置了必要的软件联锁，以避免误动作手动。如机械手只有在最高位置才能左右和前后移动，只有当SQ11置位时才允许横轴和纵轴移动，因此在驱动电机M1、M2、M3、M4时，加入了竖梁的上限位开关X11的常开触点作为联锁，防止机械手在较低位置时移动与别的物体发生碰撞。机械手的吸附放松动作由一个电磁阀控制，所以用SET使Y0置位(吸附)，用RST使Y0复位(放松)。手动程序如图4所示。
图4手动控制程序&
　　3.2 自动操作程序
　　根据机械手的动作过程，编制出其自动操作的程序，采用顺序设计法设计。在此我们用顺序功能图来表示程序流程，自动控制的SFC图如图5所示。
图5自动程序的SFC图&
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PLC在机械手中的应用
ISSN长春工程学院学报(自然科学版)2008年第9卷第3期J.ChangchunInst.Tech.(Nat.Sci.Edi.)，2008，Vol.9，No.315/2845-48PLC在机械手中的应用王善刚1，许海斌2(1.长春工程学院机电工程学院，长春.吉林省电力勘测设计院，长春130022)摘要：介绍了利用三菱FX2N系列PLC对机械手的控制，阐述了控制方案，同时根据机械手的控制要求和特点，确定了PLC的输入输出分配，设计出梯形图并进行现场调试。关键词：PLC；机械手；控制方案中图分类号：TP211.4文献标识码：A文章编号：（5-04度最高的微型可编程序控制器。采用三菱PLC的FX2N-64MR作为控制器，既可以使学生验证所编程序的正确性，还可以感受FX2N-64MR在工业生产中的应用，增强学生学习该门专业课的兴趣和爱好。1机械手控制方案设计0引言机械手在工业自动化生产中得到了广泛的应用，如：机械手在电镀车间把电镀零件从原位送到镀槽，从镀槽送到回收液槽等中的应用、机械手在工厂自动化运输线中把工件从一条传输带搬到另一条传输带上的应用等等。它可以减少人的重复操作，还可以完成人无法完成的操作，从而大大提高工业生产效率。可编程序控制器（PLC）已在工业生产过程的自动控制中得到了广泛的应用。它是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置，它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点。为了适应高等院校教学的需要，我们研制了关于机械手的控制系统，将其作为《PLC控制技术》这门专业课程的教学演示程序。三菱公司的FX系列可编程序控制器吸收了整体式和模块式可编程序控制器的优点，为整体式和模块式结合的叠装式结构，适合于小型控制系统，并且价格相对便宜。而三菱公司的FX2N-64MR可编程序控制器是FX系列可编程序控制器中功能最强、速收稿日期：作者简介：王善刚（1969－），男（汉），吉林白山，实验师主要研究机电控制技术、电气自动化。（1）机械手控制系统机械手工作示意图如图1所示，在工业控制中一般都用绿按钮做为启动按钮，红按钮做为停止按钮。机械手控制系统要求由一个绿按钮
（启动按钮）1控制机械手启动，一个红按钮（停止按钮）2控制机械手停止，
一个急停按钮3控制机械手紧急停止。机械手运行过程中由上限位开关1、下限位开关2、左限位开关3、右限位开关4、松限位开
关5等作为辅助控制。机械手控制系统能实现从左高位为起点的一个循环过程。机械手在左高位启动首先下降，当机械手下降到工件位置时停止下降并夹紧工件，接着机械手夹着工件开始上升，当机械手上升到指定高度后开始右移，当机械手向右移动到指定位置时开始下降，当机械手下降到可以放工件的位置时停止下降并放下工件，然后机械手开始上升，当机械手上升到指定高度后开始左移直到起点位置，完成一次循环过程。（2）机械手控制流程根据机械手的动作过程，我们首先画出机械手示意图如图1所示，根据控制要求，设计出机械手PLC控制流程图（如图2）以及机械手PLC控制输入输出点（如表1），根据机械手PLC控制流程图设计出机械手PLC控制梯形图和指令程序表（如图3），最后根据机械手PLC控制梯形图和指令程序表绘制出机械手PLC控制接线图（如图4），这样完成了机械手控制方案设计。
46长春工程学院学报（自然科学版）)图1机械手示意图表1输入信号
图2机械手PLC控制输入输出点
机械手PLC控制流程图输出信号输入点编号名称代号输入点编号004005007LDANDLDANIORBORY003ANIANIANIX004X002X001X004X005Y004X002Y005Y004Y002T0T0T1Y002X003X002Y002X007X003X000X005X006X007282930ORY000ANIANIX006X002Y000X004X006X007X002Y005X007X003X006X005X002ANDX007名称启动按钮停止按钮急停按钮上限位开关下限位开关左限位开关右限位开关代号123123431OUT32LD849ANDANIANIOUTORY005OUTY003AND10LD12OR13ANI14ANI15OUT16ANI17OUT20LD21OR22OR23ANI24ANI25OUT26LDI27AND38LD42LDANDANIANI47OUTT1K30ORY001OUTY001END图3机械手PLC控制梯形图和指令程序表
王善刚，等：PLC在机械手中的应用47图4机械手PLC控制接线图2机械手控制方案动作分析（1
）机械手的启始位置在左高位，左限位开关003自动闭合，由于松限位开关的常闭触点006是闭合的，急停按钮3
的常闭触点5
的常开触点000闭合，
由于下限位开关2的常闭
触点002是闭合的，
停止按钮2的常闭触点003得电，机械手下降
线圈003闭合并自锁，机械手开始下降。（2
）当机械手下降到指定位置时，下限位开关2
的常开触点005是闭合的，急停按钮点是闭合的，
所以机械手夹紧的线圈004
的常开触点3的常闭触
005000闭合并自锁，机械手停止上升并开始右移。（5）当机械手到达右侧，右限位开关4的常开触点006自动断开，由于松限位开关5
的常闭触点004是闭合的，急停按钮的常闭触点001也是闭合的。闭合，
机械手下降的线圈003
的常开触点3
非积算型定时器限位开关1
的常闭触点002是闭合的，所以机械手上升线
的常开触点002
的常闭触点0线圈得电，经过5s延0自动闭合，上
004自动闭合，
常闭触点006是闭合的，由于松限位开关5
的常闭触点002
是闭合的，机械手放松005得电，机械手放松005闭合并自锁，
常闭触点007闭合时，
非积算型定时器1
的常开触点003是闭合的，
急停按钮3的常闭触点002得电，
机械手上升线圈002闭合并自锁，机械手放下工件开始上升。（8
）当机械手上升到指定位置时，上限位开关1的常开触点003自动断开，右限位开关4
的常开触点005是闭合的，
的常闭触点007是闭合的，从而机械手左移001得电，
机械手左移线圈的常开触点005
自动断开，从而机械手左移线圈
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copyright &copyright 。文档资料库内容来自网络，如有侵犯请联系客服。三菱FX系列PLC中IST指令(方便指令)-应用详解
三菱FX系列PLC中IST指令(方便指令)-应用详解
时间: 来源:未知 作者:admin 点击:2812次
&&& 在程序设计中，方便指令旨在减轻编程负担。状态初始化指令IST就是一条方便指令，本文选，通过实例介绍该指令的应用。1、 IST指令简介&& IST指令的功能是自动设定初始状态和特殊辅助继电器，其助记符、指令代码、操作数见表1，使用说明如图1所示。&& 源操作元件[S]指定操作方式输入的首元件，一共8个连号的元件。这些元件可以是X、 Y、M、S。图1中8个连号元件是:X20-手动;X21-回原点;X22-单步运行;X23-单周期运行(伴自动); X24-自动运行;X25-回原点启动;X26-自动运行启动;X27-停止。目标操作元件[D1]指定自动运行方式的最小状态号:[D2]指定自动运行方式的最大状态号。为了使X20~X27不同时导通，要求使用选择开关。&&& 特殊辅助继电器M 8000为运行(RUN)监控(PLC运行时即自动接通)，当M8000由OFF--&ON时，下列元件自动受控;但M8000为OFF时，下列元件的状态保持不变。这些元件是:S0-手动操作初始状态;S1-回原点初始状态;S2-自动操作初始状态;M8040-禁止转移;M8041-转移开始; M8042-启动脉冲;M8047-STL监控有效。& 状态初始化指令的初始状态S0~S2，运行方式按照图2所示的形式进行切换。& 状态初始化指令自动动作的特殊辅助继电器M和M8047的动作内容可用图3所示的梯形图来说明。&&& 在图3梯形图程序段1中，转移开始辅助继电器M8041是从自动方式的初始状态S2向另一状态转移的转移条件辅助继电器。手动回原点时，M8041不动作;步进、单周期时，仅在按动启动按钮时动作；自动时，按动启动按钮后保持为ON，按停止按钮后为OFF.& 程序段2中，启动脉冲辅助继电器M8042是在启动按钮按下的瞬时接通一个周期。& 程序段3中，M8040是禁止转移的辅助继电器，当M8040为ON时，禁止所有状态转移。手动状态下，X20=ON时，M8040总是接通的。在回原点、单周期运行时，按动停止按钮后(X21或X23=ON, X27=ON)一直到再按启动按钮期间，M8040一直保持为ON。单步执行(X22=ON)时，M8040常通，但是在按动启动按钮(X26=ON)时，M8040为OFF，使状态可以按顺序转移一步。当PLC由STOP--&RUN切换时，M8040保持ON，按启动按钮后，M8040为OFF。& 程序段4中，当M8047为ON时，状态s0~S899中正在动作的状态从最低号开始顺序存入特殊数据寄存器D，最多可存8个状态。& 特殊辅助继电器M 8044是原点条件，M 8043是回原点结束，这两个元件应由用户程序控制。& 若选择开关在回原点完成且辅助继电器M8043未置1之前改变运行方式，则所有输出将变为OFF.2、在工件传送机构中的应用&&& 为了更好的理解IST指令的工作原理，现引入实例工件传送机构来说明其应用。& 2.1控制要求&&& PLC控制机械手传送工件运行模式如图4(a)所示，其操作按钮如图4(b)所示，本机械手的控制操作方式有下面五种:&&& a、手动:用单个按钮接通或切断各负载的模式;&&& b、回原点:按下回原点按钮时使机械手自动复归原点的模式;&&& c、单步运行:每次按启动按钮，前进一个工序;&&& d、单周期运行:在原点位置上按启动按钮时，进行一次循环的自动运行并在原点停止。途中按停止按钮，其工作停止，若再按起动按钮，在此继续动作至原点自动停止二&&& e、自动运行:在原点位置按起动按钮，开始连续运行。若按停止按钮，则运转至原点位置后停止。&&& 机械手的传送机构见图4(c)，其左上方为原点。原点条件是:上限(X2 =ON)、左限(X4 =ON)及松开&(Yl=OFF)成立。按下降、夹紧、上升、右行、下降、松开、上升、左行的顺序从左向右传送。下降止升、左行右行使用的是双电磁阀玛区动非驱动2个输入)，夹紧使用的是单电磁阀识在通电时动作)。& 2.2& PLC程序设计& 2.2.1&& PLC的输入点和输出点的分配见图4所示。& PLC接线如图5所示。& 2.2.2初始化程序梯形图如图6所示。在M8000常开触点闭合时，IST指令使S0、Sl、S2、M8040、M8041、M8042、M8047等元件自动受控，同时IST指令还指定了(X20~X27)八种操作方式。& 2.2.3状态流程图&&& a、手动操作方式初始状态已被指定由状态继电器S0控制。其流程图如图7(a)所示:&&& b、回原点也称回零，规定用状态继电器S10~S19控制回零动作。回原点初始状态流程图如图7(b)所示:&&& 如果对状态流程图很熟悉，则能够直接写出指令语句表略)。2.2.4系统工作方式的选择&&& 该控制系统采用选择开关五种工作状态中任何一种工作方式。&&& a、选择开关拨到手动方式这一挡时，因IST指令置状态继电器S0为ON，由图7(a)可知，按下夹紧按钮586, X12闭合，SET指令使Y1接通，Y1输出信号使电磁阀线圈得电，机械手夹紧工件。同样，可完成机械手松开、上升、下降、右行、左行等动作:&&& b、当拨到回原点方式时，因IST指令置状态继电器S1为ON，由图7(b)可知，当按下回原点按钮SB7时，转移到状态S10，机械手上升，压合上限位行程开关SQ2，由S10转移到S1l状态，机械手左行，压合左限位行程开关SQ4，由S11转移到S12状态，返回原点结束继电器M8043置位，完成机械手回原点动作。如果选择开关在M8043接通前，企图改变运行方式，则由于IST指令的作用，使所有输出被关断；&& c、当拨到单步这一挡时，因IST指令使M8040接通，禁止所有状态转移。但是，每次按下启动按钮时，M8040=OFF，可以使状态按顺序转移一步，即按图7(c)所示状态流程图完成一步动作;&&& d、当拨到单周期这一挡时，因IST指令使转移开始辅助继电器M8041仅在按启动按钮时接通，然后M8041=OFF。由图7(c)可知，当完成一个循环工作后，因转移条件M8041 =OFF，状态S2不能再转移到状态S21，只能完成单周期运行;&&& e、当拨到自动循环挡时，因IST指令使转移开始辅助继电器M 8041一直保持ON，机械手回原点后，由图6可知，M8044 =ON，因此，自动循环工作一直能按图7(c)所示流程图连续进行。&&& 由上面实例可知，该控制系统编程时因用了一条初始状态功能指令(IST指令)，使控制程序变得非常简单。以上是三菱PLC指令--IST指令的应用,更多三菱PLC指令资料，请登录
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