生产培训_自动生产线培训资料

广东交通职业技术学院自动生产线培训资料自动生产线培训资料广东交通职业技术学院内部使用自动化实训室 编制机电系办公室2010年3月前言现代化的自动生产设备（自动生产线）的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。本书主要讲述自动生产线系统，以PLC为主，触摸屏、变频器，电机为辅。讲述自动生产线系统的主要内容。本书是编者在学习自动生产线过程中把平时学到的内容归类在一起而编成，为机电系学生培训和学习自动生产线使用。希望读者在学习过程中加以总结，使其变得更加完善。如需了解自动生产线的更多内容或最新动态，请登陆网址： 了解详情。鉴于时间仓促和限于编者水平，书中难免有错误及不当之处，恳请读者批评指正。编者第一部分PLC程序控制41.1 自动生产线的基本组成和功能控制41.2 供料站81.2.1 供料单元的工作任务81.2.2 PLC的I/O 信号分配91.2.3 供料单元的控制编程101.3 加工站131.3.1 加工单元的工作任务131.3.2 PLC的I/O信号分配141.3.3 加工单元的控制编程151.4 装配站191.4.1 装配单元的工作任务191.4.2 PLC的I/O信号分配191.4.3装配单元的控制编程201.5 分拣站261.5.1 分拣站的基本要求。261.5.2分拣单元的工作任务271.5.3 PLC的I/O信号分配281.5.3分拣单元的控制编程291.6 输送站331.6.1 加工单元的工作任务331.6.2 PLC的I/O信号分配351.6.3输送单元的控制编程36第二部分触摸屏和参数设定471.触摸屏471.4 各界面范例如下：552.伺服驱动器和变频器56第三部分样题58第一部分 PLC程序控制1.1 自动生产线的基本组成和功能控制亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。生产线的实物结构在这里不作详细阐述。各个单元的基本功能如下： 供料单元的基本功能：供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。 加工单元的基本功能：把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。 装配单元的基本功能：完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。 分拣单元的基本功能：完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。 输送单元的基本功能：该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。 各工作单元能独立完成其功能任务，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统时，对于采用三菱FX系列PLC的设备，YL-335B的标准配置是采用了基于RS485串行通信的N：N通信方式。设备出厂的控制方案如图1-1所示。图1-1 YL-335B的通信网络采用三菱FX系列PLC的YL335B系统选用N：N网络实现各工作站的数据通讯，N：N网络建立在RS485传输标准上，网络中必须有一台PLC为主站，其他PLC为从站，网络中站点的总数不超过8个。YL-335B系统的 N：N链接网络，通信方式采用半双工通讯，各站点间用屏蔽双绞线相连，如图1-2所示，接线时须注意终端站要接终端电阻（半双工：R=110欧姆；全双工：R=330欧姆）。各台PLC间的距离在20m以下不用接终端电阻，没接没有很大的影响。RS485最大支持距离为50m。端子SG连接到可编程控制器主体的每个端子，而主体用100欧姆或更小的电阻接地（本系统在内部已完成）。 图1-2 335B PLC链接网络连接FX系列 PLC N:N通信网络的组建主要是对各站点PLC用编程方式设置网络参数实现的。设置站号时，波特率要统一（建议为断电数据保持，要清零）。FX系列 PLC N:N通信网络中，任何一个站都可以作主站，西门子系统的主站只能选择输送站、分拣站和装配站。FX系列 PLC规定了与N：N网络相关的标志位（特殊辅助继电器）和存储网络参数和网络状态的特殊数据寄存器。当PLC为FX1N或FX2N（C）时，N：N网络的相关标志（特殊辅助继电器）如表1-1所示，相关特殊数据寄存器如表1-2所示。表1-1 特殊辅助继电器特性辅助继电器名称描述响应类型RM8038N：N网络参数设置用来设置N：N网络参数M，LRM8183主站点的通信错误当主站点产生通信错误时ONLRM8184M8190从站点的通信错误当从站点产生通信错误时ONM，LRM8191数据通信当与其他站点通信时ONM，L注：R：只读；W：只写；M：主站点；L：从站点在CPU错误，程序错误或停止状态下，对每一站点处产生的通信错误数目不能计数。M8184M8190是从站点的通信错误标志，第1从站用M8184，第7从站用M8190。表1-2 特殊数据寄存器特性数据寄存器名称描述响应类型RD8173站点号存储它自己的站点号M，LRD8174从站点总数存储从站点的总数M，LRD8175刷新范围存储刷新范围M，LWD8176站点号设置设置它自己的站点号M，LWD8177从站点总数设置设置从站点总数MWD8178刷新范围设置设置刷新范围模式号MW/RD8179重试次数设置设置重试次数MW/RD8180通信超时设置设置通信超时MRD8201当前网络扫描时间存储当前网络扫描时间M，LRD8202最大网络扫描时间存储最大网络扫描时间M，LRD8203主站点通信错误数目存储主站点通信错误数目LRD8204D8210从站点通信错误数目存储从站点通信错误数目M，LRD8211主站点通信错误代码存储主站点通信错误代码LRD8201D8218从站点通信错误代码存储从站点通信错误代码M，L注： R：只读；W：只写；M：主站点；L：从站点在CPU错误，程序错误或停止状态下，对其自身站点处产生的通信错误数目不能计数。D8204D8210是从站点的通信错误数目，第1从站用D8204，第7从站用D8210。在表8-1中，特殊辅助继电器M8038（N：N网络参数设置继电器，只读）用来设置N：N网络参数。对于主站点，用编程方法设置网络参数，就是在程序开始的第0步（LD M8038），向特殊数据寄存器D8176D8180写入相应的参数，仅此而已。对于从站点，则更为简单，只须在第0步（LD M8038）向D8176写入站点号即可。例如，图1-3给出了设置输送站（主站）网络参数的程序。图1-3 主站点网络参数设置程序上述程序说明如下： 编程时注意，必须确保把以上程序作为N：N网络参数设定程序从第0步开始写入，在不属于上述程序的任何指令或设备执行时结束。这程序段不需要执行，只须把其编入此位置时，它自动变为有效。 特殊数据寄存器D8178用作设置刷新范围，刷新范围指的是各站点的链接存储区。对于从站点，此设定不需要。根据网络中信息交换的数据量不同，可选择如表1-3（模式0），表1-4（模式1）和表1-5（模式2）三种刷新模式。在每种模式下使用的元件被N：N网络所有站点所占用。表1-3 模式0 站号与字元件对应表 表1-4 模式1 站号与位、字元件对应表 站点号元 件站点号元 件位软元件(M)字软元件(D)位软元件(M)字软元件(D)0点4点32点4点第0号D0D3第0号M1000M1031D0D3第1号D10D13第1号M1064M1095D10D13第2号D20D23第2号M1128M1159D20D23第3号D30D33第3号M1192M1223D30D33第4号D40D43第4号M1256M1287D40D43第5号D50D53第5号M1320M1351D50D53第6号D60D63第6号M1384M1415D60D63第7号D70D73第7号M1448M1479D70D73表1-5 模式2 站号与位、字元件对应表站点号元 件位软元件(M)字软元件(D)64点4点第0号M1000M1063D0D3第1号M1064M1127D10D13第2号M1128M1191D20D23第3号M1192M1255D30D33第4号M1256M1319D40D43第5号M1320M1383D50D53第6号M1384M1447D60D63第7号M1448M1511D70D73在图1-3的程序例子里，刷新范围设定为模式1。这时每一站点占用328个位软元件，48个字软元件作为链接存储区。在运行中，对于第0号站（主站），希望发送到网络的开关量数据应写入位软元件M1000M1063中，而希望发送到网络的数字量数据应写入字软元件D0D3中，,对其他各站点如此类推。 特殊数据寄存器D8179设定重试次数，设定范围为010（默认=3），对于从站点，此设定不需要。如果一个主站点试图以此重试次数（或更高）与从站通信，此站点将发生通信错误。 特殊数据寄存器D8180设定通信超时值，设定范围为5255（默认=5），此值乘以10ms 就是通信超时的持续驻留时间。 对于从站点，网络参数设置只需设定站点号即可，例如供料站（1号站）的设置，如图1-4所示。图1-4 从站点网络参数设置程序例如果按上述对主站和各从站编程，完成网络连接后，再接通各PLC工作电源，即使在STOP状态下，通信也将在进行。1.2 供料站1.2.1 供料单元的工作任务工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为： 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。 若设备准备好，按下启动按钮或接收到网络的启动信号，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被取出后，当为“单站方式”时，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作；当为“全线试方式”时，停止等待下一次信号。 若在运行中按下停止按钮，在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。 若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。要求完成如下任务。1、规划PLC的I/O分配及接线端子分配。2、进行系统安装接线。3、按控制要求编制PLC程序。4、进行调试与运行。1.2.2 PLC的I/O 信号分配根据工作单元工作任务的要求，供料单元PLC选用FX2N-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的 I/O信号分配如表1-6所示。表1-6 供料单元PLC的 I/O信号表输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号 来源序号PLC输出点信号名称信号来源1X0顶料气缸伸出到位装置侧1Y0顶料电磁阀装置侧2X1顶料气缸缩回到位2Y1推料电磁阀3X2推料气缸伸出到位3Y24X3推料气缸缩回到位4Y35X4出料台物料检测5Y46X5供料不足检测6Y57X6缺料检测7Y68X7金属工件检测（未用）89X109Y7正常工作指示按钮/指示灯模块10X1110Y10运行指示11X12停止按钮按钮/指示灯模块12X13启动按钮13X14急停按钮（未用）14X15单站/全线选择供料站使用辅助继电器的功能如表1-7所示。表1-7 辅助继电器的功能表M1064初始化M50初态检查M1065联机信号M20准备就绪M1066运行信号M10运行信号M1067物料不足M11停止指令M1068物料没有M34联机方式M1069供料完成M1070金属物料（未用）1.2.3 供料单元的控制编程供料单元的参考程序如下： P0 另：以上程序还未用到供料仓最下端的金属传感器（X7），读者在练习时可在供料站供料前使其获取信号使某辅助继电器置1，从而把信号传送到分拣站，使分拣站能对将传送来的金属工件提前作分拣准备。完成分拣后应清零该辅助继电器。1.3 加工站1.3.1 加工单元的工作任务工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为： 1、初始状态：设备上电和气源接通后，滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置，加工台气动手爪松开的状态，冲压气缸处于缩回位置，急停按钮没有按下。若设备在上述初始状态，则 “正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。2、若设备准备好，按下启动按钮或接收到启动信号，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。当为“单站方式”运行时，如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作；当为“全线方式”运行时，等待允许加工信号。 在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。3、在工作过程中，若按下急停按钮，加工单元立即停止工作。急停按钮复位后，从急停前的断点继续运行。（注：为了使急停发生后，系统停止工作而状态保持，以便急停复位后能从急停前的断点开始继续运行，可以用条件跳转（CJ）指令实现，也用主控指令实现，或保存断点值，复位后返回实现。）要求完成如下任务。（1）规划PLC的I/O分配及接线端子分配。（2）进行系统安装接线和气路连接。（3）编制PLC程序。（4）进行调试与运行。1.3.2 PLC的I/O信号分配加工单元选用FX2N-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的I/O信号表如表1-8所示。表1-8 加工单元PLC的 I/O信号表输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1X000加工台物料检测装置侧1Y000夹紧电磁阀装置侧2X001工件夹紧检测2Y0013X002加工台伸出到位3Y002料台伸缩电磁阀4X003加工台缩回到位4Y003加工压头电磁阀5X004加工压头上限5Y0046X005加工压头下限6Y0057X0067Y0068X0078Y007正常工作指示按钮/指示灯模块9X0109Y010运行指示10X01110Y01111X012停止按钮按钮/指示灯模块12X013启动按钮13X014急停按钮14X015单站/全线选择加工站使用辅助继电器的功能如表1-9所示。表1-9 辅助继电器的功能表M1128初始化M50初态检查M1129联机信号M20准备就绪M1130运行信号M10运行信号M1131加工完成M11停止指令M1132急停处理M34联机方式1.3.3 加工单元的控制编程供料单元的参考程序如下： 1.4 装配站1.4.1 装配单元的工作任务工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为：1、装配单元各气缸的初始位置为：挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态，料仓上已经有足够的小圆柱零件；装配机械手的升降气缸处于提升状态，伸缩气缸处于缩回状态，气爪处于松开状态。设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，且料仓上已经有足够的小圆柱零件；工件装配台上没有待装配工件。则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。2、若设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。如果回转台上的左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。3、如果回转台上的右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中的操作。4、完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。5、若在运行过程中按下停止按钮，则供料机构应立即停止供料，在装配条件满足的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。6、在运行中发生“零件不足”报警时，指示灯HL3以1Hz的频率闪烁，HL1和HL2灯常亮；在运行中发生“零件没有”报警时，指示灯HL3以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。1.4.2 PLC的I/O信号分配装配单元的I/O点较多，选用三菱FX2N-48MR主单元，共24点输入，24点继电器输出。PLC的I/O分配如表1-10所示。表1-10 装配单元PLC的 I/O信号表输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1X000零件不足检测装置侧1Y000挡料电磁阀装置侧2X001零件有无检测2Y001顶料电磁阀3X002左料盘零件检测3Y002回转电磁阀4X003右料盘零件检测4Y003手爪夹紧电磁阀5X004装配台工件检测5Y004手爪下降电磁阀6X005顶料到位检测6Y005手臂伸出电磁阀7X006顶料复位检测7Y006红色警示灯8X007挡料状态检测8Y007橙色警示灯9X010落料状态检测9Y010绿色警示灯10X011摆动气缸左限检测10Y01111X012摆动气缸右限检测11Y01212X013手爪夹紧检测12Y01313X014手爪下降到位检测13Y01414X015手爪上升到位检测14Y015HL1按钮/指示灯模块15X016手臂缩回到位检测15Y016HL216X017手臂伸出到位检测16Y017HL317X02018X02119X02220X02321X024停止按钮按钮/指示灯模块22X025启动按钮23X026急停按钮24X027单机/联机装配站使用辅助继电器的功能如表1-11所示。表1-11 辅助继电器的功能表M1192初始化M50初态检查M51供料初位M1193联机信号M20准备就绪M52装配初位M1194运行信号M10运行信号M30物台检测M1195装配完成M11停止指令M100物料不足M1196急停处理M34联机方式M101物料没有M1197零件完全没有1.4.3装配单元的控制编程装配单元的参考程序如下：P01.5 分拣站1.5.1 分拣站的基本要求。分拣单元是YL-335B中的最末单元，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣。使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。无论从考核方面，还是从学习方面讲，分拣单元是整个系统中最灵活的单元。其能从不同的角度考核学生掌握PLC的功能指令程度。同时，要完成本单元的任务，还需要掌握变频器的使用，包括其参数设定和正确接线（训练时要引起足够的重视，错误操作会损坏变频器），变频器的相关内容在第二部分会作详细介绍。了解旋转编码器的工作原理，并正确计算推杆中心点的距离，定位工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉冲当量。分拣单元主动轴的直径为d=43 mm,则减速电机每旋转一周，皮带上工件移动距离L=d =3.1443=136.35 mm。故脉冲当量为=L/5000.273 mm。按如图1-5所示的安装尺寸，当工件从下料口中心线移至传感器中心时，旋转编码器约发出430个脉冲；移至第一个推杆中心点时，约发出614个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出963个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出1284个脉冲。图1-5 传送带位置计算用图应该指出的是，上述脉冲当量的计算只是理论上的。实际上各种误差因素不可避免，其误差与传送带主动轴直径（包括皮带厚度）的测量误差，传送带的安装偏差、张紧度，分拣单元整体在工作台面上定位偏差等等相关，因而在分拣单元安装调试时，除了要仔细调整尽量减少安装偏差外，尚须现场测试脉冲当量值。编程时还要考虑到变频器的减速时间（11.5S）。根据脉冲当量计算值=工件移动距离/高速计数脉冲数，测量到相应值填写到表1-12的相应栏目中。进行三次测试后，求出脉冲当量平均值为：=（1+2+3）/3=0.2576。表1-12 脉冲当量现场测试数据 内容 序号工件移动距离（测量值）高速计数脉冲数（测试值）脉冲当量（计算值）第一次357.813910.2571第二次35813920.2571第三次360.513940.2586测试脉冲当量值的参考程序如下（图1-6）：图1-6 脉冲当量现场测试程序1.5.2分拣单元的工作任务工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为：1、设备的工作目标是完成对白色芯金属工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金属或塑料工件进行分拣。为了在分拣时准确推出工件，要求使用旋转编码器作定位检测。并且工件材料和芯体颜色属性应在推料气缸前的适应位置被检测出来。2、设备上电和气源接通后，若工作单元的三个气缸均处于缩回位置，则 “正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。3、若设备准备好，按下启动按钮，系统启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器即启动，驱动传动电动机以频率固定为30Hz的速度，把工件带往分拣区。如果工件为白色芯金属件，则该工件对到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到1号槽中；如果工件为白色芯塑料，则该工件对到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件为黑色芯，则该工件对到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到3号槽中。工件被推出滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。仅当工件被推出滑槽后，才能再次向传送带下料。如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本工作周期结束后停止运行。1.5.3 PLC的I/O信号分配分拣单元PLC选用三菱FX2N-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的I/O信号表如表1-13所示。表1-13 分拣单元PLC的 I/O信号表输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号输出目标1X000旋转编码器B相装置侧1Y000STF变频器2X001旋转编码器A相2Y001RH变频器3X002旋转编码器Z相34X003进料口工件检测45X004电感式传感器56X005光纤传感器26Y004推杆1电磁阀7X006光纤传感器17Y005推杆2电磁阀8X007推杆1推出到位8Y006推杆3电磁阀9X010推杆2推出到位9Y007HL1按钮/指示灯模块10X011推杆3推出到位10Y010HL211X012启动按钮按钮/指示灯模块11Y011HL312X013停止按钮13X014急停按钮14X015单站/全线分拣站使用辅助继电器的功能如表1-14所示。表1-14 辅助继电器的功能表M1256初始化M50初态检查M3黑色工件M1257联机信号M20准备就绪M4金属工件M1258运行信号M10运行信号M5白色小零件M1259分拣完成M11停止指令M34联机方式1.5.3分拣单元的控制编程供料单元的参考程序如下：（说明：下面的参考程序只能实现最简单的分拣功能，存放在特殊数据寄存器的参数应根据脉冲当量值和实际的距离进行设定。若要在触摸屏上显示各槽的工件数，应用到加一指令INC，使相应的特殊数据寄存器的数据传送给触摸屏；若要进行快速分拣，应用到先进先出指令FIFO）。 1.6 输送站1.6.1 加工单元的工作任务输送单元工艺功能是：驱动其抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。具体测试要求如下：1、输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。2、正常功能测试 抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：手臂伸出手爪夹紧抓取工件提升台上升手臂缩回。 抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。 机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，即把工件放到加工站物料台上。抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出提升台下降手爪松开放下工件手臂缩回。 放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。然后把工件放到装配站物料台上。其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。 放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。 机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。 放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。伺服电机驱动机械手装置以400mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90，然后以100mm/s的速度低速返回原点停止。当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。3、非正常运行的功能测试若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行。在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。但是若急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。在急停状态，绿色指示灯HL2以1Hz的频率闪烁，直到急停复位后恢复正常运行时，HL2恢复常亮。1.6.2 PLC的I/O信号分配输送单元需要使用输出驱动伺服电机的高速脉冲，PLC应采用晶体管输出型。输送单元所需的I/O点较多，并且使用各种定位指令，所以选用三菱FX1N-48MT PLC，共24点输入，24点晶体管输出。表1-15 给出了PLC的I/O信号表。表1-15 输送单元PLC的 I/O信号表输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号来源序号PLC输出点信号名称信号来源1X000原点传感器检测装置侧1Y000脉冲装置侧2X001右限位保护2Y001方向3X002左限位保护3Y0024X003机械手抬升下限检测4Y003抬升台上升电磁阀5X004机械手抬升上限检测装置侧5Y004回转气缸左旋电磁阀6X005机械手旋转左限检测6Y005回转气缸右旋电磁阀7X006机械手旋转右限检测7Y006手爪伸出电磁阀8X007机械手伸出检测8Y007手爪夹紧电磁阀9X010机械手缩回检测9Y010手爪放松电磁阀10X011机械手夹紧检测10Y01111X012伺服报警11Y01212X013 X023未接线12Y0131313Y0141414Y015报警指示按钮/指示灯模块1515Y016运行指示1616Y017停止指示1721X024启动按钮按钮/指示灯模块22X025复位按钮23X026急停按钮24X027方式选择输送站使用辅助继电器的功能如表1-16所示。表1-16 辅助继电器的功能表M1000全线运行M50初态检查M51初始位置M1001请示供料M10运行信号M52主站就绪M1002允许加工M11停止指令M53系统就绪M1003允许分拣M34联机方式M54测试完成M1004全线急停M7越程故障M101物料没有M1007HMI联机M1010单机/全线M141通讯1.6.3输送单元的控制编程输送单元需要紧急停止处理过程。急停按钮动作，输送站立即停止工作，急停复位后，如果之前机械手处于运行过程中，须让机械手首先返回原点，归零完成后，重新执行急停前的指令。为了实现上面的功能，需要主控指令配合（MC，MCR）。输送单元程序的控制是使用伺服电机的定位控制，本程序采用FX1N绝对位置控制指令来定位。各工位的绝对位置脉冲数和各工位绝对位置如表1-17所示。表1-17 伺服电机运行的运动位置序号站点脉冲量移动方向0低速回零（ZRN） 1ZRN（零位）供料站 22mm 22002供料站加工站 430mm43000DIR3供料站装配站 780mm78000 DIR4供料站分拣站 1040mm DIR输送单元的参考程序如下： P0 P1 P3P2 P5P4 以上输送站运用了定位指令和回零指令，其功能说明如下：定位指令： DDRVA K43000 K30000 Y0 Y2 绝对位置 脉冲频率 脉冲 旋向 回零指令： DZRN K20000 K1000 X0 Y0 回归速度 运行速度 近点信号 脉冲以上程序只能完成简单的功能，在实际编程中应根据任务要求编写，具体任务要求参考第三部分的样题任务要求。首先确定主站，使各站PLC 的型号与程序相匹配，并且与触摸屏的各参数相匹配。同时也要注重各种编程技巧和重点、难点。如在分拣站中的快速分拣和废品回收等等。在此，需要特别强调的是，在给各站PLC上传送程序时，禁止带电拔插。即必须保证PLC处于断电状态下拔插传送程序的数据线，否则就会烧坏数据线。其中M8029 为执行完成标志，即执行每条定位指令或回零指令后就给M8029置1。第二部分 触摸屏和参数设定1. 触摸屏自动生产线采用了昆仑通态研发的人机界面TPC7062KS的触摸屏，在组态前，要正确规划通信数据，并使各数据与触摸屏相连接。下面为组态简单步骤。1.1 工程分析和创建根据工作任务，对工程分析并规划如下： 工程框架：有23个用户窗口，即欢迎画面和主画面，其中欢迎画面是启动界面。1个策略：循环策略。 数据对象：各工作站以及全线的工作状态指示灯、单机全线切换旋钮、启动、停止 、复位按钮、变频器输入频率设定、机械手当前位置等。 图形制作：欢迎画面窗口：图片：通过位图装载实现；文字：通过标签实现；按钮：由对象元件库引入。主画面窗口：文字：通过标签构件实现；各工作站以及全线的工作状态指示灯、时钟：由对象元件库引入；单机全线切换旋钮、启动、停止 、复位按钮：由对象元件库引入；输入频率设置：通过输入框构件实现；机械手当前位置：通过标签构件和滑动输入器实现。 流程控制：通过循环策略中的脚本程序策略块实现。进行上述规划后，就可以创建工程，然后进行组态。步骤是：在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”、“窗口1”，然后分别设置两个窗口的属性。1.2 欢迎画面组态 建立欢迎画面选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入用户窗口属性设置，包括：窗口名称改为“欢迎画面”，窗口标题改为：欢迎画面。在“用户窗口”中，选中“欢迎”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口2、“欢迎画面”组态 编辑欢迎画面选中“欢迎画面”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口开始编辑画面。 装载位图： 选择“工具箱”内的“位图”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口左上角位置拖拽鼠标，拉出一个矩形，使其填充整个窗口。在位图上单击右键，选择“装载位图”，找到要装载的位图，点击选择该位图，见图2-1，然后点击“打开”按钮，则图片该装载到了窗口。图2-1 制作按钮单击绘图工具箱中“”图标，在窗口中拖出一个大小合适的按钮，双击按钮，出现如图2-2（a）的属性设置窗口。在可见度属性页中点选“按钮不可见”；在操作属性页中单击“按下功能”：打开用户窗口时候选择主画面，并使数据对象“HMI就绪”的值置1。图2-2 制作循环移动的文字框图 选择“工具箱”内的“标签”按钮，拖拽到窗口上方中心位置，根据需要拉出一个大小适合的矩形。在鼠标光标闪烁位置输入文字“欢迎光临广东交通职业技术学院自动化实训室！”，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，完成文字输入。 静态属性设置如下：文字框的背景颜色：没有填充；文字框的边线颜色为：没有边线；字符颜色：艳粉色；文字字体：华文细黑，字型：粗体，大小为二号。 为了使文字循环移动，在“位置动画连接”中勾选“水平移动”，这时在对话框上端就增添“水平移动”窗口标签。水平移动属性页的设置如图2-3所示。图2-3 设置水平移动属性设置说明如下： 为了实现“水平移动”动画连接，首先要确定对应连接对象的表达式，然后再定义表达式的值所对应的位置偏移量。定义一个内部数据对象“移动”作为表达式，它是一个与文字对象的位置偏移量成比例的增量值，当表达式“移动”的值为0时，文字对象的位置向右移动0点（即不动），当表达式“移动”的值为1时，对象的位置向左移动5点(-5),这就是说“移动”变量与文字对象的位置之间关系是一个斜率为-5的线性关系。 触摸屏图形对象所在的水平位置定义为：以左上角为座标原点，单位为象素点，向左为负方向，向右为正方向。TPC7062KS 分辨率是800480，文字串“欢迎光临广东交通职业技术学院自动化实训室！”向左全部移出的偏移量约为-700象素,故表达式“移动”的值为+140。文字循环移动的策略是，如果文字串向左全部移出，则返回初始位置重新移动。 组态“循环策略”的具体操作如下： 在“运行策略”中，双击“循环策略”进入策略组态窗口。 双击图标进入“策略属性设置”，将循环时间设为：100ms，按“确认”。 在策略组态窗口中，单击工具条中的“新增策略行”图标，增加一策略行，如图8-14。图2-4 单击“策略工具箱”中的“脚本程序”，将鼠标指针移到策略块图标上，单击鼠标左键，添加脚本程序构件，如图2-5：图2-5 双击 进入策略条件设置，表达式中输入1，即始终满足条件。 双击进入脚本程序编辑环境，输入下面的程序：if 移动=140 then 移动=移动+1else 移动=-140endif 单击“确认”，脚本程序编写完毕。1.3 主画面组态1、建立主画面 选中“窗口1”，单击“窗口属性”，进入用户窗口属性设置。 将窗口名称改为：主画面窗口标题改为：主画面；“窗口背景”中，选择所需要颜色。 2、定义数据对象和连接设备 定义数据对象各工作站以及全线的工作状态指示灯、单机全线切换旋钮、启动、停止 、复位按钮、变频器输入频率设定、机械手当