機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u10223機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計案例 1311671.1PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 146271.1.1順序功能圖 1302691.1.2機(jī)械手總體SFC圖 2325051.2PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序 3202341.2.1手動梯形圖程序 3169581.2.2自動梯形圖程序 4自動化技術(shù)在當(dāng)今世界占有很高的地位，但隨著人類的需求愈來愈高，生產(chǎn)的速度要求越來越高，對自動化地要求也隨之提高，尤其是集目前所有驅(qū)動方式為一體的自動化控制裝置很吸引人。本課題研究的氣動機(jī)械手控制裝置覆蓋范圍廣，使用到的相關(guān)技術(shù)多種多樣，需要許多相關(guān)領(lǐng)域的硬性技術(shù)，對不同技術(shù)的要求很高，并且還要將這些技術(shù)結(jié)合起來，形成一個綜合的、全方位的系統(tǒng)。要求比較高的硬件結(jié)構(gòu)和開放的軟件平臺及功能適配的應(yīng)用系統(tǒng)[12]?，F(xiàn)在的有很多品牌的PLC產(chǎn)品，如西門子、歐姆龍、三菱等。本次設(shè)計選擇的是三菱FX2N系PLC為控制體的，由于本次的機(jī)械手工作較少，所需要的輸入輸出點(diǎn)較少，還有就是從性能、性價比、可靠性等多方面考慮，所以選擇它為核心控制器。1.1PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計1.1.1順序功能圖順序功能圖（也稱SFC圖）要求按照規(guī)定次序運(yùn)行，執(zhí)行任務(wù)時嚴(yán)格按照要求來才能完成一個完整的操作，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作。一步步按順序來，簡單易學(xué)，對于初學(xué)者來說十分友好，并且給專業(yè)工程師設(shè)計效率帶來了的極大的提高，這是設(shè)計師常用的一種設(shè)計思路。這個方法中有專門的元件和功能圖，為編制程序帶來了極大的方便，已成為當(dāng)前PLC程序設(shè)計方法。根據(jù)編制的程序要求規(guī)定，完成一項(xiàng)任務(wù)，需要從位于右側(cè)、后退、上面的原點(diǎn)位置出發(fā)，按照規(guī)定和順序執(zhí)行命令，完成相關(guān)的任務(wù)流程。執(zhí)行的路線也是一個循環(huán)的路線，從原點(diǎn)出發(fā)最終回到原點(diǎn)的一個循環(huán)過程?？紤]到有時候會出現(xiàn)一些意外狀況，自動操作無法進(jìn)行，只能采取手動的方式進(jìn)行操作，故設(shè)置一個手動操作的步驟順序，可畫出如圖3-1所示的程序流程圖。圖3-1氣動機(jī)械手手動流程圖1.1.2機(jī)械手總體SFC圖在X11、12、13、14、15、16、17、20、21、22、23時只能有一個處于接通狀態(tài)，為確?？刂品绞绞翘囟ǖ姆绞剑什扇∞D(zhuǎn)換開關(guān)按鈕。為了避免工作錯誤和危險。X10為手動自動切換開關(guān)，根據(jù)X10的轉(zhuǎn)換改變我們需要的操作，也就是手動和自動。顯然，ON對應(yīng)的是手動操作，OFF則對應(yīng)自動操作。機(jī)械手系統(tǒng)PLC程序的總體結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。圖3-2氣動機(jī)械手總結(jié)構(gòu)圖自動控制和手動工作的流程圖如圖3-3所示。選擇自動還是手動，是根據(jù)我們的要求選擇開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，流程圖中用進(jìn)入自動控制狀態(tài)嗎？如果使用自動化操作，在系統(tǒng)運(yùn)行的時候，發(fā)現(xiàn)此時機(jī)械手沒有復(fù)原，也就是在其他位置，這時就需要手動時機(jī)械手回歸原位，那么，當(dāng)機(jī)械手工作了一個循環(huán)，后續(xù)循環(huán)中通過工作方式實(shí)現(xiàn)選擇單周期還全自動化的操作過程。即流程圖中實(shí)現(xiàn)全自動嗎？圖3-3自動控制后形成的系統(tǒng)流程圖1.2PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序在編輯梯形圖程序的設(shè)計過程中，根據(jù)選擇開關(guān)所選擇的不同工作方式，從而讓機(jī)械手執(zhí)行不同的操作方式。例如當(dāng)X10=1時，執(zhí)行的是手動操作方式；X10=1時，執(zhí)行的是自動操作方式，這項(xiàng)命令可以事先編制好程序，然后依照指令一步步完成所有步驟，形成如圖3-4所示的程序結(jié)構(gòu)圖。梯形圖有很多的編輯手法，但本課題的研究只需采取一種編制方法，采用比較通用的步進(jìn)指令的梯形圖來控制運(yùn)動。圖3-4氣動機(jī)械手程序結(jié)構(gòu)圖1.2.1手動梯形圖程序啟動手動程序的話，首先要開啟開關(guān)按鈕，然后對機(jī)械手進(jìn)行操控，盡量是單獨(dú)只對機(jī)械手的運(yùn)作調(diào)試運(yùn)行，尤其是機(jī)械手的位置不對，需要調(diào)整方位時，自動管理是滿足不了需求的，需要手動幫助機(jī)械手回歸原始位置；選擇手動工作方式，找到對應(yīng)的按鈕，然后控制機(jī)械手對應(yīng)的手動操作。對應(yīng)的手動操作程序如圖3-5所示。圖3-5氣動機(jī)械手手動控制程序1.2.2自動梯形圖程序自動程序由三個程序組成。分別是單周期、連續(xù)的單步這三個程序，我們需要辨別它們，單單從表面是很難看出區(qū)別的，因此我們可以根據(jù)他們的特征特點(diǎn)和本身特有的標(biāo)志來分辨它們。單步與非單步之間的區(qū)分在于連續(xù)和轉(zhuǎn)換方式的不同，在機(jī)械手完成周期循環(huán)運(yùn)行時，系統(tǒng)內(nèi)部的切換時具有明顯辨別度的。根據(jù)相關(guān)控制，可繪制出圖3-6所示的步驟功能順序圖。圖3-6氣動機(jī)械手自動控制(單周/連續(xù))SFC圖圖3-7氣動機(jī)械手自動控制(單周/連續(xù))SFC圖圖3-8氣動機(jī)械手自動控制(單周/連續(xù))SFC圖圖3-9氣動機(jī)械手自動控制(單周/連續(xù))SFC圖按照步進(jìn)指令STL與RET