試驗臺PLC控制程序設計|加工中心
3.2 試驗臺PLC控制程序設計3.2.1 PLC 選型PLC是執行元件執行動作的發起者，是整個試驗臺控制系統的核心部件， PLC自身的性能也在一定程度上決定著試驗臺整體性能，與此同時，PLC邏輯 程序的正確編寫也是整個試驗臺正常運行的基礎，同時是本次試驗臺搭建過程中 的一個難點、關鍵點。PLC即可編程邏輯控制器，它是一種可編程的存儲器，其內部有用于程序存 儲的單元，并能夠面向用戶進行順序控制、定時等操作。PLC實質上是一種用于工業控制的計算機，其硬件構成與微型計算機類似，主要由：電源、中央處理單 元、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等構成。PLC以掃描的形式進行工作，PLC的掃描周期分為：輸入采樣、用戶程序 執行、輸出刷新[42_43]。不同的PLC在整個工作運行過程中以一個一定的掃描速 度重復上述三個階段。(1) 輸入采樣階段：在此階段，PLC以掃描的方式讀入所有輸入數據，并 將數據存入I/O映像區的相應單元中。此階段的顯著特點是：在程序執行過程中 即使輸入信號發生變化，存儲在I/O映像區的響應單元內的數據在下一個掃描周 期開始前也不會隨之改變，這就是所謂的集中輸入方式。(2) 用戶程序執行階段：在此階段，PLC總是從上而下，從左到右依次掃 描用戶程序，并進行相應的邏輯運算，然后依據運算結果，刷新邏輯線圈在存儲 區域中的邏輯狀態。此階段的顯著特點是：在程序執行的過程中可以使用立即指 令。S卩，若使用此I/O指令，輸入過程映像存儲器的值不變，而程序會直接從I/O 模塊中取值，輸出過程映像存儲器的值會被立即更改。(3) 輸出刷新階段：此階段在用戶程序執行階段之后，也是PLC —個掃描 周期的最后階段。此階段結束后產生的輸出數據和輸出狀態才是真正的PLC輸 出。這也是就所謂的集中輸出。此輸出值通過輸出電流來驅動相應的外部設備在了解PLC的工作原理之后，要依據試驗臺的具體需求進行PLC的選型。 經過統計，本試驗臺搭建的過程中所需要的輸入點數和輸出點數均為18個。由 于該試驗臺搭建時所需要的輸入輸出信號點不多，因此所選PLC輸入輸出點數 均超過18即可。由于歐姆龍系列PLC更加適用于小型系統，編程更容易，故考 慮選用歐姆龍系列PLC。CP1H系列PLC是歐姆龍在CS/CJ中型機的基礎上研 制開發的，是性能較好，擴展能力較強的高端小機型PLC。，處理速度對于基本 指令為O.l^is; I/O容量最多7個擴展單元，開關量最大320點，模擬量最大37 路。擁有自由端口兩個，可用于RS-232和RS-485通訊，并配有通用USB端口， 方便程序的上傳和下載。本文在考慮滿足輸入輸出點數要求的同時，綜合考慮到后續試驗臺的二次開 發，本文選用CP1H-XA40DT-D型號的歐姆龍PLC以及CP1W-16ER的擴展模塊。 此型號PLC具有24個輸入點，16個輸出點，并具有模擬量輸出輸入功能。 CP1W-16ER的擴展模塊的輸出點數量為16個。3.2.2 PLC程序設計在完成PLC選型之后，需要進行PLC程序的編寫以使其能對執行機構進行 控制，PLC程序編寫過程的一般步驟是：首先要完成輸入輸出點的定義，然后是 26 整體方案的確定，最后是PLC邏輯梯形圖的繪制。 下面將從以上三個方面進行 闡述。 (1)輸入輸出點的定義 1)輸入點的定義 將PLC的輸入端與外部設備的反饋信號線相連接，其中外部設備包括外部 傳感器、 伺服電機的反饋信號線、減速電機的反饋信號線，以此線路組成回路， 完成對PLC輸入的控制， 此即為PLC的輸入電路。根據本試驗臺搭建的實際情 況，結合所需輸入點數， PLC相關輸入點的定義如下。 表3.5輸入點統計及PLC輸入點的定義 項目 伺服控制器報 警信號 氣缸位置信號 防護門 位置信 號 機械 手原 點信 號 點數 2 4 1 1 內容 Ml報 M2報 曰曰 氣缸1 進位標 志 氣缸1 氣缸2 復位標進位標 志 志 氣缸2 復位標 志 防護門 關閉 機械 手原 點 地址 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 項目 掉刀檢測信號 熱繼電器信號 刀套位 置信號 變頻 器報 馨 點數 2 2 1 1 內容 掉刀檢掉刀檢 FR1觸 FR2觸FR3觸 FR4觸 刀套位 M3 測1 測2 點 占 占 點 置 報警 地址 1.05 1.06 1.03 1.00 1.01 1.02 0.08-0.10 1.04 2)輸出點的定義將PLC的輸出端與外部設備的輸入信號線相連接，其中外部設備包括伺服 控制器的輸入信號線、變頻器的輸入信號線、伺服電機的輸入信號線、減速電機 的輸入信號線，以此組成回路，實現PLC的輸出，即為PLC的輸出電路。根據 本試驗臺搭建的實際情況，結合所需輸出點數，PLC相關輸出點的定義如下。 表3.6輸出點統計及PLC輸出點的定義 項目 變頻器調速 電機剎 車 伺服控制器 工作 線路得電 點數 1 1 2 4 內容 M3調速 M3解 剎車 伺服控制器 使能 KA1 線圈 KA3 線圈 KA2 線圈 KA4 線 圈 地址 101.06 101.07 101.00-101.01 103.00 103.02 103.01 103. 03 項目 伺服控制器 脈沖輸出 變頻器 工作 氣缸控制 點數 4 1 5 鎖 緊 缸 內容 輸出脈沖 M3啟 動 氣缸1回刀 氣缸1 回刀 氣缸2 推刀 氣缸2 回刀 地址 100.00-100. 03 101.05 100.05 100.07 101.03 101.04 101. 02 (2) PLC梯形圖程序的編制在PLC輸入輸出電路設定完成之后，下一步就是進行PLC邏輯梯形圖的繪 制，根據前述的PLC的選型結果，在PLC邏輯梯形圖的繪制過程中，選擇使用 CX-One軟件。PLC程序的編寫主要使用CX-One中的CX-Programmer軟件[44]。根據試驗臺搭建的實際情況以及鏈式刀庫運轉的動作順序，PLC梯形圖程序 地編制主要分為三個大的方面：換刀準備、就近選刀、機械手換刀。1) 換刀準備階段。換刀準備階段的主要工作是先判斷所給的目標刀號的具 體位置以及進行刀倉空刀位地跟蹤，為下一步刀倉根據就近換刀原則進行換刀做 好準備。2) 就近選刀階段。就近選刀主要是根據所給的目標刀號所在的具體位置， 刀倉依照最短運行路徑，把目標刀號送至換刀位置，為下一步換刀機械手進行換 刀做好準備。3) 機械手換刀階段。當上述兩個階段進行完成后，自動換刀機械手會根據 目標刀具的長度和重量，選擇合適的轉速進行換刀，此階段換刀機械手的轉速由 變頻器進行控制。本文采摘自“加工中心鏈式刀庫及機械手可靠性試驗方法研究”，因為編輯困難導致有些函數、表格、圖片、內容無法顯示，有需要者可以在網絡中查找相關文章！本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！