項目5電子產(chǎn)品加工線機(jī)械手控制學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械手分揀控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)任務(wù)1學(xué)習(xí)任務(wù)2學(xué)習(xí)目標(biāo)理解機(jī)械手的控制流程與工作原理；掌握PLC在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用原理與方法；掌握PLC計數(shù)器指令、比較指令功能在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方法；掌握機(jī)械手控制程序的設(shè)計與調(diào)試方法。知識目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)具備機(jī)械手控制系統(tǒng)的電路分析與設(shè)計能力；熟練掌握傳感器的應(yīng)用及接線方法；能夠獨立完成機(jī)械手的硬件接線與調(diào)試；會具備機(jī)械手控制程序的設(shè)計與調(diào)試能力。能力目標(biāo)具有科學(xué)思維與探索精神；具有愛崗敬業(yè)、踏實肯干的職業(yè)態(tài)度；具有團(tuán)隊協(xié)作能力與溝通能力；具有解決問題的能力與創(chuàng)新能力。素質(zhì)目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)1設(shè)計機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)1.1任務(wù)情景在汽車制造工廠的焊接車間，生產(chǎn)線上的機(jī)械手能將各種零件從倉庫中取出，并將其精確地裝配到汽車底盤上。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要一個高度精確的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)。如亞龍YL-335B自動化生產(chǎn)線中的機(jī)械手，能從裝配單元抓取裝配好的物料，將其放置在分揀單元傳送帶上，并對抓取的物料進(jìn)行計數(shù)。圖5-3抓取物料的機(jī)械手1.2要求分析在亞龍YL-335B自動化生產(chǎn)線設(shè)備中，在裝配單元將裝配完成的物料放置于取料處后，按下啟動按鈕，機(jī)械手先松開夾爪，夾爪松開到位后，再伸出手臂到達(dá)機(jī)械手的伸出限位并夾緊物料；機(jī)械手夾緊到位后，抬升臺上升到達(dá)機(jī)械手的抬升上限，隨后機(jī)械手向左旋轉(zhuǎn)到達(dá)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)左限；抬升臺下降到達(dá)機(jī)械手的抬升下限，機(jī)械手夾爪松開物料后縮回，機(jī)械手向右旋轉(zhuǎn)到達(dá)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)右限，至此完成一個物料的運(yùn)送工作，并記錄機(jī)械手運(yùn)送物料的個數(shù)。系統(tǒng)自動按以上流程循環(huán)，當(dāng)按下停止按鈕，系統(tǒng)停止運(yùn)行。01S7-300計數(shù)器指令概述（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)S7-300計數(shù)器是一種由位和字組成的復(fù)合單元，計數(shù)器的狀態(tài)通過位來表示，而實際的計數(shù)值則存儲在字存儲器中。在CPU的存儲器中預(yù)留了計數(shù)器區(qū)域，該區(qū)域用于存儲計數(shù)器的計數(shù)值。每個計數(shù)器占用2個字節(jié)（Byte），稱為計數(shù)字。在S7-300中，計數(shù)器區(qū)域共有512個字節(jié)（Byte），因此最多允許使用256個計數(shù)器。計數(shù)器的第0位到第11位存放BCD碼格式的計數(shù)值，三位BCD碼的表示范圍是0～999。第12位到第15位沒有用途。例如：為計數(shù)器預(yù)設(shè)計數(shù)值127表示為“C#127”。圖5-4加載計數(shù)值127之后計數(shù)器的位組態(tài)情況02S7-300計數(shù)器指令（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（1）LAD符號（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)參數(shù)數(shù)據(jù)類型內(nèi)存區(qū)域說明Cno.COUNTERC計數(shù)器標(biāo)識號，其范圍取決于CPUCUBOOLI、Q、M、L、D升值計數(shù)輸入CDBOOLI、Q、M、L、D降值計數(shù)輸入SBOOLI、Q、M、L、D為預(yù)設(shè)計數(shù)器設(shè)置輸入PVWORDI、Q、M、L、D或常數(shù)預(yù)設(shè)計數(shù)器的值，將計數(shù)器值以C#<值>的格式輸入（范圍0~999）RBOOLI、Q、M、L、D復(fù)位輸入CVWORDI、Q、M、L、D當(dāng)前計數(shù)器值，十六進(jìn)制數(shù)字CV_BCDWORDI、Q、M、L、D當(dāng)前計數(shù)器值，BCD碼QBOOLI、Q、M、L、D計數(shù)器狀態(tài)表5-1

S7-300計數(shù)器的參數(shù)說明表（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（2）說明以S_CUD（雙向計數(shù)器）為例。如果輸入S有上升沿，S_CUD（雙向計數(shù)器）預(yù)置為輸入PV的值。如果輸入R為1，則計數(shù)器復(fù)位，并將計數(shù)器的值設(shè)置為0。如果輸入CU的信號狀態(tài)從0切換為1，并且計數(shù)器的值小于999，則計數(shù)器的值增加1。如果輸入CD的信號狀態(tài)從0切換為1，并且計數(shù)器的值大于0，則計數(shù)器的值減少1。如果輸入CU和CD的信號狀態(tài)同時從0變?yōu)?，則執(zhí)行兩條指令，且計數(shù)值保持不變。如果已設(shè)置計數(shù)器（S輸入有效），并且輸入CU/CD的RLO=1，則即使沒有從上升沿到下降沿或下降沿到上升沿的切換，計數(shù)器也會在下一個掃描周期進(jìn)行相應(yīng)的計數(shù)。如果計數(shù)值大于0，則輸出Q的信號狀態(tài)為1。（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（3）舉例圖5-5

S7-300計數(shù)器（S_CUD）應(yīng)用舉例03S7-300計數(shù)器線圈（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（1）LAD符號03S7-300計數(shù)器線圈（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（1）LAD符號參數(shù)數(shù)據(jù)類型內(nèi)存區(qū)域說明Cno.COUNTERC要預(yù)置的計數(shù)器編號<預(yù)設(shè)值>WORDI、Q、M、L、D或常數(shù)預(yù)置BCD的值（0至999）表5-2

S7-300計數(shù)器線圈的參數(shù)說明表（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（2）說明如果在RLO中有上升沿時，SC才會執(zhí)行，預(yù)設(shè)值被傳送至指定的計數(shù)器。如果在RLO中有上升沿，并且計數(shù)器的值小于999，則CU將指定計數(shù)器的值加1。如果RLO中沒有上升沿，或者計數(shù)器的值已經(jīng)是999，則計數(shù)器值不變。如果在RLO中有上升沿，并且計數(shù)器的值大于0，則CD將指定計數(shù)器的值減1。如果RLO中沒有上升沿，或者計數(shù)器的值已經(jīng)是0，則計數(shù)器值不變。（一）S7-300計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（3）舉例圖5-6

S7-300計數(shù)器線圈應(yīng)用舉例01S7-1200/1500計數(shù)器指令概述（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)S7-1200/1500計數(shù)器采用IEC（國際電工委員會）標(biāo)準(zhǔn)。每個計數(shù)器都使用數(shù)據(jù)塊來保存計數(shù)器的數(shù)據(jù)，用戶在調(diào)用計數(shù)器指令時，系統(tǒng)會生成保存計數(shù)器數(shù)據(jù)的背景數(shù)據(jù)塊，如圖5-7所示。計數(shù)器指令使用的是軟件計數(shù)器，其計數(shù)的速率受PLC掃描周期控制。對于需要記錄速率變換很快的信號，需要使用高速計數(shù)器。圖5-7

S7-1200/1500計數(shù)器的背景數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)02S7-1200/1500計數(shù)器指令（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（1）LAD符號雙向計數(shù)器加計數(shù)器減計數(shù)器（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明CU、CDBOOL加計數(shù)或減計數(shù)，按加或減一計數(shù)R(CTU、CTUD)BOOL將計數(shù)值重置為零LD(CTD、CTUD)BOOL預(yù)設(shè)值的裝載控制PVSInt、Int、DInt、USInt、Uint、UDInt預(yù)設(shè)計數(shù)值Q、QUBOOLCV>=PV時為真QDBOOLCV<=0時為真CVSInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt當(dāng)前計數(shù)值表5-3

S7-1200/1500計數(shù)器的參數(shù)說明表（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（2）說明以CTUD（雙向計數(shù)器）為例。CU（加計數(shù)）或CD（減計數(shù)）輸入的值從0跳變?yōu)?時，CTUD會使當(dāng)前計數(shù)值CV加1或減1。如果當(dāng)前計數(shù)值CV大于或等于預(yù)設(shè)值PV，則計數(shù)器輸出參數(shù)QU=1。如果當(dāng)前計數(shù)值CV小于或等于0，則計數(shù)器輸出參數(shù)QD=1。如果參數(shù)LD的值從0變?yōu)?，則預(yù)設(shè)值PV將作為新的當(dāng)前計數(shù)值CV被裝載到計數(shù)器。

如果復(fù)位參數(shù)R的值從0變?yōu)?，則當(dāng)前計數(shù)值CV復(fù)位為0。（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)（3）舉例圖5-8

S7-1200/1500計數(shù)器（CTUD）應(yīng)用舉例03S7-1200/1500控制高速計數(shù)器指令（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)LAD符號（二）S7-1200/1500計數(shù)器指令1.3知識學(xué)習(xí)參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明EN、ENOBOOL使能輸入、使能輸出HSCHW_HSC高速計數(shù)器的硬件地址DIRBOOL啟用新的計數(shù)方向CVBOOL啟用新的計數(shù)值RVBOOL啟用新的參考值PERIODBOOL啟用新的頻率測量周期NEW_DIRINTDIR=TRUE時裝載的計數(shù)方向NEW_CVDINTCV=TRUE時裝載的計數(shù)值NEW_RVDINTRV=TRUE時裝載的參考值NEW_PERIODINTPERIOD=TRUE時裝載的頻率測量周期BUSYBOOL處理狀態(tài)STATUSWORD運(yùn)行狀態(tài)表5-4

S7-1200/1500控制高速計數(shù)器指令的參數(shù)說明表任務(wù)要求：用PLC實現(xiàn)機(jī)械手抓取物料、松開物料的控制。1.4任務(wù)實施步驟1設(shè)計I/O地址分配表I/O設(shè)備名稱I/O地址說

明SQ1I0.3機(jī)械手抬升下限檢測（常開觸點）SQ2I0.4機(jī)械手抬升上限檢測（常開觸點）SQ3I0.5機(jī)械手旋轉(zhuǎn)左限檢測（常開觸點）SQ4I0.6機(jī)械手旋轉(zhuǎn)右限檢測（常開觸點）SQ5I0.7機(jī)械手伸出檢測（常開觸點）SQ6I1.0機(jī)械手縮回檢測（常開觸點）SQ7I1.1機(jī)械手夾緊檢測（常開觸點）SB2I2.4停止按鈕（常開觸點）SB1I2.5啟動按鈕（常開觸點）YV1Q0.3抬升臺上升電磁閥YV2Q0.4回轉(zhuǎn)氣缸左旋電磁閥YV3Q0.5回轉(zhuǎn)氣缸右旋電磁閥YV4Q0.6手爪伸