6.模块六.ppt

*,电气控制与,PLC,应用,哪里有逻辑，那里就有自动化控制,重庆工业职业技术学院 郭艳萍,离心机多段速的,PLC,控制系统设计,任务二,剪切机的,PLC,控制系统设计,任务三,任务一,机械手的,PLC,控制系统设计,自动分拣生产线的,PLC,控制系统设计,任务五,任务四,基于触摸屏的,Y-,降压启动,PLC,控制系统设计,模块六,PLC,控制系统设计案例,【,能力目标,】,1.,学会根据任务要求，进行,PLC,选型、硬件配置和,PLC,的安装。,2.,学会对,PLC,复杂控制系统进行综合调试的能力。,3.,学会运用,PLC,知识解决实际工程问题的能力。,【,知识目标,】,1.,了解,PLC,控制系统的设计原则和设计步骤。,2.,了解降低,PLC,控制系统硬件费用和提高系统可靠性的方法。,3.,掌握以转换为中心和起保停电路编写复杂程序的方法。,4.,学会运用,PLC,设计复杂电气控制系统的方法。,任务一 机械手的,PLC,控制系统设计,一、任务导入,左移,/,右移和上升,/,下降的执行机构采用双线圈,双位电磁阀推动气缸来完成，夹紧,/,松开采用单,线圈电磁阀推动气缸来完成。,机械手的动作顺序如下。,（,1,）机械手在原点位置时，上限位,SQ2,（,X2,）、左限位,SQ4,（,X4,）闭合，同时不夹紧工件，原点指示灯,Y5,点亮，按下起动按钮,SB0,后，原点指示灯,Y5,灭，机械手下降电磁阀,Y0,得电，机械手开始下降。,（,2,）机械手下降到位后，压动下限位开关,SQ1,（,X1,），,Y0,灯灭，夹紧电磁阀,Y1,得电，机械手夹紧工件。,（,3,）完全夹紧后，上升电磁阀,Y2,得电，机械手上升。,（,4,）上升到上限位,SQ2,（,X2,）后，机械手右移电磁阀,Y3,得电，机械手右移。,（,5,）右移到右限位,SQ3,（,X3,）后，机械手下降电磁阀,Y0,得电，机械手下降。,（,6,）下降到下限位,SQ1,（,X1,）后，机械手夹紧电磁阀,Y1,复位，机械手将工件松开。,（,7,）完全松开后，上升电磁阀,Y2,得电，机械手上升。,（,8,）上升到位后，压动上限位开关,SQ2,（,X2,），机械手左移电磁阀,Y4,得电，机械手左移。左移到位后，压下左限位开关,SQ4,（,X4,），机械手回到原点，至此一个周期的动作结束。再按一次起动按钮就开始下一个周期运行。,二、相关知识,（一）,PLC,控制系统设计的原则与步骤,1,满足被控对象的控制要求,考虑将来发展的需要，,PLC,选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。,2,系统安全、可靠,3,尽可能简单、经济、使用与维修方便,4,具有高的性能价格比。,2,PLC,控制系统设计的步骤,（二）,PLC,机型选择,结构形式,整体式,模块式,输出方式,继电器输出型,晶体管输出型,晶闸管输出型,I/O,相应时间的选择,联网通信的选择,PLC,电源的选择,I/O,点数及,I/O,接口设备的选择,存储容量的选择,输入器件：指连接到,PLC,输入接线端子用于产生输入,信号的器件。,分类,主令器件,检测器件,有源触点输入器件,无源触点输入器件,输入信号,模拟信号,数字信号,开关信号,输入设备的选择,按钮、选择开关、数字开关,行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点,行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点,行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点,压力传感器、温度传感器,数字开关,按钮、转换开关、形成开关、触点,输出器件：指连接到,PLC,输出接线端子用于执行程序,运行结果的器件。,分类：,驱动负载,显示负载,输出端口：,继电器输出,晶体管输出,晶闸管输出,接触器、继电器、电磁阀,输出设备的选择,指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器,交直流负载,直流负载,交流负载,（三）使用起保停电路的编程方法,编程时用,辅助继电器,M,来代表步,。某一步为活动步时，对应的辅助继电器为,“,1,”,状态，转换实现时，该转换的后续步变为活动步。由于转换条件大都是,短信号,，即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此应使用有,记忆（保持）功能,的电路来控制代表步的辅助继电器。属于这类的电路有,“,起保停电路,”,和具有相同功能的使用,SET,、,RST,指令的电路。,逻辑代数式表示为,：,设计梯形图的输出电路部分时，还应注意以下问题。,（,1,）如果某一输出量仅在某一步中为,ON,，可以将它们的线圈分别与对应步的辅助继电器的线圈并联。,（,2,）如果某一输出继电器在几步中都应为,ON,，应将代表各有关步的辅助继电器的常开触点并联后，驱动该输出继电器的线圈。,（四）使用以转换为中心的编程方法,三、任务实施,（一）确定,PLC,的型号，绘制系统接线图,输 入,输 出,输入继电器,输 入 元 件,作 用,输出继电器,输 出 元 件,作 用,X0,SB0,启动按钮,Y0,YV1,下降电磁阀线圈,X1,SQ1,下限位开关,Y1,YV2,紧,/,松电磁阀线圈,X2,SQ2,上限位开关,Y2,YV3,上升电磁阀线圈,X3,SQ3,右限位开关,Y3,YV4,右移电磁阀线圈,X4,SQ4,左限位开关,Y4,YV5,左移电磁阀线圈,X5,SB1,停止按钮,Y5,HL,原点指示,（,1,）根据控制要求，确定系统的输入输出信号。,（,2,）由输入输出分配功能表，绘制,I/O,接线图,（二）程序设计,（,1,）根据机械手的控制要求，画出如图所示的顺序功能图。,（,2,）将顺序功能图转换成梯形图,四、知识拓展,（一）用移位指令实现顺序功能图的编程,利用移位指令的特点可以将顺序功能图转换成梯形图，,转换步骤如下：,1,移位指令中位数的确定,移位指令的位数至少要与顺序功能图中的步数或状态数一样多,。,2,移位指令中源操作数的确定,3,移位指令中移位条件的确定,4,顺序控制中循环运行的实现,最后一个步（或状态）对应的辅助继电器,“,与,”,转换条件来做下一次循环运行的起动信号。,5,顺序功能图中动作输出方程的确定,Y0=M1+M3,Y1=M1,Y2=M2,Y3=M3,T0=M1,（二）用移位指令实现机械手的,PLC,控制,（,1,）根据顺序功能图确定移位指令的位数为,9,。,（,2,）移位指令源操作数的逻辑表达式为：,（,3,）移位条件的逻辑表达式为：,（,4,）将顺序功能图中的最后一步,M108,“,与,”,转换条件,X4,作为对除,了初始步,M100,以外的所有步的复位信号，以便开始下一周期的循,环运行。,（,5,）根据顺序功能图写出输出状态的逻辑表达式。,（,6,）将上述的逻辑表达式转换成梯形图,（二）多种工作方式的编程,一个完整的,PLC,控制系统，应该包括手动、自动和回原点,3,种工作方式。根据上述要求，操作盘上需设置一个工作方式选择开关，通过这个开关来选择机械手的,3,种工作方式，各种操作按钮和停车按钮的作用如图所示，其中紧急停车按钮不接入,PLC,的输入端，当发生紧急情况时，用于切断负载电源。,机械手的程序结构如图所示。,X10,是手动切换开关，,CJ,为条件跳转指令，当,X10=1,时，跳转条件满足，跳到标号,P0,处执行手动程序；当,X12=1,时，跳到标号,P1,处执行回原点程序；当,X11=1,时，跳到标号,P2,处执行自动程序。,1,手动程序,手动操作时，用,X20,X25,对应的,6,个按钮控制机械手的夹紧、放松、上升、下降、右行和左行。这些操作都是点动控制，并且为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁，例如上升与下降之间、右行与左行之间的互锁，以防止功能相反的两个输出继电器同时为,ON,；上、下、左、右的限位开关,X1,X4,的常闭触点分别与控制机械手移动的,Y0,Y4,的线圈串联，以防止机械手运行超程出现的事故。,2,回原点程序,自动返回原点的程序如上图所示。当自动返回原点的开关,X12,闭合后，机械手先停止下降，同时上升；上升到上限位,X2,时，停止右行，同时左行；左行到左限位,X4,时，开始放松，完全放松后，原点指示灯点亮，表示回原点动作完成。,3.,自动程序,机械手的自动程序如图,6-7,或图,6-8,所示，将这部分自动程序放到图,6-10,所示的“自动程序”的位置上即可。,多种工作方式的编程方法,（,1,）将系统的程序按照工作方式和功能分成若干部分，如公共程序、手动程序、自动程序等部分。,（,2,）公共程序和手动程序相对较为简单，一般采用经验设计法编程。,（,3,）自动程序相对较为复杂，对于顺序控制系统一般采用顺序功能图设计程序，先画出其自动工作过程的顺序功能图，再运用前面学过的转换方法将顺序功能图转换成梯形图程序。,除了使用,CJ,指令实现多种工作方式的编程外，还可以使用三菱,PLC,的方便指令,IST,2024/12/4 周三,一、任务导入,按下启动按钮，电动机以,15Hz,运行，,200s,后以,20Hz,运行，以后每隔,200s,，增加,5Hz,，直到,45Hz,运行，其运行速度如图,4-14,所示。按下停止按钮，电动机停止运行。,工业离心机的结构示意图,工业离心机运行速度图,任务二 离心机多段速的,PLC,控制系统设计,PLC,对变频器进行控制，这必然牵涉到,PLC,与变频器的互联接线即接口电路问题。,两者的互联接线包括以下三种情况：,（,1,）,PLC,的开关量输出与变频器的开关量输入接口的互联；,（,2,）,PLC,的模拟量输出与变频器的模拟量输入接口的互联；,（,3,）,PLC,与变频器的通信联接。,二、相关知识,一个,PLC,变频控制系统通常由,3,部分组成，即变频器本体、,PLC,、变频器与,PLC,的接口电路。,2024/12/4 周三,一、三菱继电器输出型,PLC,与变频器的连接方式,三菱继电器输出型,PLC,与变频器的开关量接线方式,采用,三菱变频器的,默认,输入逻辑是,漏,型,输入。,2024/12/4 周三,二、三菱晶体管输出型,PLC,与变频器的连接方式,三菱晶体管输出型,PLC,与变频器的开关量接线方式,三菱,D740,变频器的默认输入方式为,漏,型输入，与三菱晶体管输出型的,PLC,（输出为,NPN,）电平是兼容的,。,2024/12/4 周三,三、三菱,PLC,的模拟量模块,与变频器的连接方式,三菱模拟量模块与变频器的连接方式,三、任务实施,（一）确定,PLC,的型号，绘制系统接线图,（,1,）根据控制要求，确定系统的输入输出信号,输 入,输 出,输入继电器,输入元件,作 用,输出继电器,输出元件,作 用,X0,SB1,变频器上电,Y6,STF,启动,X1,SB2,变频器失电,Y0,RH,高速选择,X2,SB3,启动,Y1,RM,中速选择,X3,SB4,停止,Y2,RL,低速选择,X4,A,、,C,故障信号,Y4,KM,接通,KM,Y5,HL,报警指示,（,2,）由输入输出分配功能表，绘制,I/O,接线图,2024/12/4 周三,（二）,参数设置,变频器需要实现,7,段速运行，因此需要设置如下参数：,P79=3,（组合操作模式）。,P1=50Hz,（上限频率）。,P2=0Hz,（下限频率）。,P7=2s,（加速时间）。,P8=2s,（减速时间）。,P160=0,（扩展功能显示）,P179=62,（将,STR,端子的功能变更为变频器复位,RES,功能）。,各段速度：,P4=15Hz,，,P5=20Hz,，,P6=30Hz,，,P24=40Hz,，,P25=35Hz,，,P26=25Hz,，,P27=45Hz,。,2024/12/4 周三,变频器端子的不同组合与,PLC,传送数据之间的关系,传送数据,RL,端子（,Y2,）,RM,端子（,Y1,）,RH,端子（,Y0,）,对应频率,/Hz,1,0,0,1,15,2,0,1,0,20,3,0,1,1,40,4,1,0,0,30,5,1,0,1,35,6,1,1,0,25,7,1,1,1,45,（三）,程序设计,（二）程序设计,四、知识拓展,节省,PLC,输入输出点数的方法,（一）减少输入点数的方法,1,分时分组输入,2,输入触点的合并,如果某些外部输入信号总是以某种“与或非”组合的整体形式出现在梯形图中，可以将它们对应的触点在,PLC,外部串、并联后作为一个整体接到,PLC,的输入端子上，,只占,PLC,的一个输入点。,例如：多地控制,3,将信号设置在,PLC,之外,系统的某些输入信号，如手动操作按钮、保护动作后要手动复位的电动机热继电器,FR,的常闭触点提供的信号，可以设置在,PLC,外部的硬件电路中，如图所示,（二）减少输出点数的方法,1.,在,PLC,的输出功率允许下，通,/,断状态完全相同的多个负载并联后，可以共用一个输出点，通过外部的或,PLC,控制的转换开关的切换，一个输出点可以控制两个或多个不同时工作的负载。,2.,在需要用指示灯显示,PLC,驱动的负载的状态时，可以将指示灯与负载并联，并联时指示灯与负载的额定电压相同，总电流不应超过允许的值。,3.,可以用接触器的辅助触点来实现,PLC,外部的硬件联锁。,任务三 剪切机的,PLC,控制系统设计,一、任务导入,图,6-16,所示是一台剪切机，它可以对某种成卷的板料按固定长度裁开。该系统由步进电机拖动放卷辊放出一定长度的板料，然后用剪切刀剪断。切刀的剪切时间是,1s,，剪切的长度可以通过数字开关设置（,0,99mm,），步进电机滚轴的周长是,50mm,。试设计这一系统。,三、相关知识,（一）步进电机,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。由于转轴的转动是每输入一个脉冲，步进,电机,前进一步，所以叫做步进电机。,步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，即给步进电机加一个脉冲信号，步进电机则转过一个步距角。脉冲数越多步进电机转动的角度越大。脉冲的频率越高步进电机的转速越快。,步进电机的步距角一般为,1.8,、,0.9,、,0.72,、,0.36,等。步距角越小，则步进电机的控制精度越高，根据步距角可以控制步进电机行走的精确距离。比如说，步距角为,0.72,的步进电机，每旋转一周需要的脉冲数为,360/0.72=500,脉冲，也就是对步进电机驱动器发出,500,个脉冲信号，步进电机才旋转一周。,（二）步进控制系统的组成,（三）步进驱动器,1,步进驱动器的外部接线,步进驱动器外部接线端功能说明,接,线,端,功能说明,PUL+,步进脉冲信号输入端。脉冲的数量、频率与步进电机的角位移、转速成比例,PUL,DIR+,步进电机方向控制端。电平的高低决定电机的旋转方向,DIR,FREE+,电机释放信号输入端。当这一信号为,ON,时，驱动器断开输入到步进电机的三相电源，即步进电机断电,FREE,A+,、,A,、,B+,、,B,两相步进电机的接线端,+V,驱动器直流电源输入端正极,V,驱动器直流电源输入端负极,2,步进驱动器的细分设置,步进电机驱动器除了给步进电机提供较大驱动电流外，更重要的作用是“细分”。在没有步进驱动器时，由于步进电机的步距角在,1,左右，角位移较大，不能进行精细控制。如果使用步进驱动器，只需在驱动器上设置细分步数，就可以改变步距角的大小，例如，若设置细分步数为,10 000,步,/,转，则步距角只有,0.036,，可以实现高精度控制。,步进驱动器,M415B,的侧面连接端子中间有,6,个白色的,SW,功能设定开关，可以用来设定驱动器的工作方式和工作参数。图,6-19,所示为细分表及拨码开关。其中,SW1,SW3,是设置步进驱动器输出电流的（根据步进电机的工作电流，去调节驱动器输出电流，电流越大，力矩越大），将这,3,个开关中的,SW2,拨到,ON,位置，设置步进驱动器的输出相电流为,1.05A,；,SW4,SW6,是设置细分的，将,SW4,、,SW6,设置为,ON,，则选择细分数为,4,。假设步进电机在没有设置细分时步距角是,1.8,，即,200,个脉冲,/,转，设置成,4,细分后，则是,800,脉冲,/,转。,（,a,）细分表 （,b,）拨码开关,（四）脉冲输出指令,PLSY,S1,：指定脉冲频率。,FX2N,为,2,20KHz,。,S2,：指定脉冲数目。,16,位指令可设,1,32 767,个脉冲，,32,位指令可设,1,2 147 483 647,个脉冲。若指定脉冲数为,0,，则持续产生脉冲。,D,：指定脉冲输出元件。,FX2N,的,PLC,只能用晶体管输出型,PLC,的,Y0,或,Y1,口。,编程,PLSY,指令时，须注意如下几点。,（,1,）脉冲的占空比为,50%,，输出控制不受扫描周期的影响，采用中断方式处理。,（,2,）在指令执行过程中，若变更,S1,指定的字元件内容，输出频率也随之改变（调速很方便）；若变更,S2,指定的字元件内容后，其输出脉冲数并不改变，只有驱动断开再一次闭合后才按新的脉冲数输出。若,X000,变为,OFF,，则脉冲输出停止，,X000,再次置,ON,时，脉冲再次输出，但脉冲数从头开始计算。,（,3,）设定的脉冲数输出完成后，完成标志,M8029,置“,1”,，当,X0,断开后，,M8029,复位。,其他相关标志位与寄存器。,M8147,：,Y0,输出脉冲时闭合，发完脉冲后自动断开。,M8148,：,Y1,输出脉冲时闭合，发完脉冲后自动断开。,D8140,（低位）、,D8141,（高位）：记录,Y0,输出的脉冲总数，,32,位寄存器。,D8142,（低位）、,D8143,（高位）：记录,Y1,输出的脉冲总数，,32,位寄存器。,D8136,（低位）、,D8137,（高位）：记录,Y0,和,Y1,输出的脉冲总数，,32,位寄存器。,（,4,）,PLSY,指令可以在程序中反复使用，但是在设计驱动指令时序时，须注意避免同时驱动产生双重线圈输出以及两次驱动之间的时间间隔。,PLSY,指令没有加,/,减速控制，当,X0,闭合后立即以,S1,指定的脉冲频率输出脉冲。,（五）带加,/,减速的脉冲输出指令,PLSR,PLSR,指令与,PLSY,指令的区别在于,PLSR,指令在脉冲输出的开始和结束阶段可以实现加速和减速过程，其加速时间和减速时间一样，由,S3,指定。,【,例,】,现有步进电机（其驱动器的细分表如图,6-19,所示），步距角是,1.8,，要求设置,4,细分，电机的额定电流是,1.5A,。控制要求：,利用,PLC,控制步进电机顺时针转,2,周，停,5s,，逆时针转,1,周，停,2s,，如此循环进行，按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住）。,按下脱机按钮，电机的轴松开。,图,6-22,拨码开关的位置,解：,（,1,）确定,PLC,的输入和输出并分配,I/O,地址。,输入信号：输出信号：,启动按钮,SB1,X0,；脉冲输出,Y0,；,停止按钮,SB2,X1,；方向控制,Y1,；,脱机按钮,SB3,X2,。脱机控制,Y2,。,（,2,）设置细分和电流。参照图,6-19,所示的细分表，设置,1.5A,的电流时，需将控制电流的拨码开关,SW1,SW3,都置为,OFF,；设置细分,4,时，需将控制细分的拨码开关,SW4,SW6,中的,SW4,和,SW6,置为,ON,。,6,个拨码开关的位置如图,6-22,所示。,（,3,）,PLC,与步进驱动器的硬件接线。,PLC,与步进驱动器的硬件接线图如图,6-22,所示。,PLC,输出端,Y0,发出步数脉冲信号送入步进驱动器的,PUL,端，脉冲的数量、频率与步进电机的圈数和转速成比例。,PLC,输出端,Y1,发出方向控制信号送入驱动器的,DIR,端，它的高低电平决定步进电机的旋转方向。,PLC,采用晶体管,NPN,输出型的,PLC,，将步进驱动器的脉冲信号端、方向控制端、脱机端的正极并联在一起，通过直流电源接到,PLC,输出的公共端,COM1,上。注意必须将电源的负极接,COM1,。,（,4,）程序设计。在没有设置细分时，步距角是,1.8,，也就是,200,脉冲,/,转，设置成,4,细分后，则是,800,脉冲,/,转，正转,2,周，则需要输入,1600,个脉冲。控制程序可以用步进指令编写，用,PLSY,指令产生脉冲，脉冲用,Y0,输出，,Y1,控制方向。,二、任务实施,（一）确定,PLC,的型号，绘制系统接线图,（,1,）根据控制要求，确定系统的输入输出信号,剪切机的,I/O,端口分配功能表,输,入,输,出,其他软元件,输入继电器,作,用,输出继电器,作,用,名,称,作,用,X0,X7,拨码开关,Y0,脉冲输出,D0,拨码开关设定长度,X10,启动按钮,Y1,方向控制,D2,剪切次数,X11,停止按钮,Y2,脱机控制,D4,总的加工数量,X12,脱机按钮,Y4,切 刀,D10,脉冲数,（二）步进电机的选择,步进电机的选择主要考虑电机的功率和步距角。电机的功率要求能拖动负载，在本系统中，要把成圈的板材拖动，决定于电机的工作电流，工作电流越大，功率就越大。本系统中选择两相步进电机，步距角是,1.8,，设置为,5,细分，所以电机旋转一周需要,1000,个脉冲。步进电机的滚轴周长是,50mm,，因此每个脉冲行走,0.05mm,。假定通过数字拨码开关设定的剪切长度为,D0,，则步进电机将板材拖动设定长度所需要的脉冲数,D10,为,（,D0/50,）,1000=20,D0,（三）程序设计,该程序的设计思路：数字开关设置长度（,D0,）转化成脉冲数（,20D0,）通过,PLSY,指令产生脉冲，送给驱动器，驱使步进电机将板材拖动设定的长度完成移动距离，,M8029,接通，切刀动作，将板材剪断,1s,后，步进电机又转动继续进行剪切完成加工的数量或按停止按钮，步进电机停止。,四、知识拓展,PLC,控制系统的可靠性设计,（一）电源的抗干扰措施,隔离变压器和低通滤波器,在干扰较强或对可行性要求较高的场合，可以在,PLC,的交流电源输入端加接带屏蔽层的,隔离变压器和低通滤波器,（二）控制系统的接地,PLC,接地处理,（三）安装与布线的抗干扰措施,PLC,应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、变频器、高频焊机和大型动力设备等。,PLC,不能与高压电器安装在同一个开关柜内，在柜内,PLC,应远离动力线（二者之间的距离应大于,200mm,），与,PLC,装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈，应并联,RC,消弧电路，如图所示。,信号线与动力线应分开走线，信号线一般采用专用电缆或双绞线布线。,（四）,PLC,输入输出的可靠性措施,若,PLC,的输入端或输出端接有感性元件，对于直流电路，应在它们两端并联续流二极管，如图所示，以抑制电路断开时产生的电弧对,PLC,的影响。,一、任务导入,任务四 触摸屏控制电动机的,Y-,降压起动,试设计一个用触摸屏控制电动机,Y,-,降压起动控制系统，控制要求如下。,（,1,）按触摸屏上的,“,起动,”,按钮，电动机先,Y,形起动，继而形运行。按,“,停止,”,按钮，电动机即停止运行。,（,2,）在触摸屏画面上能动态显示电动机,Y,形起动、形运行或停止时的状态。,（,3,）具有电动机的起动时间设置及起动时间显示功能。,二、相关知识,（一）触摸屏的作用,使用触摸屏的组态软件可以在触摸屏上设计出所需要的画面。画面的生成是可视化的，不需用户编程，用户可以自由地组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化的信息，具有美观、直观、方便等优点，操作人员很容易掌握。其作用如下。,（,1,）通过组态画面实时监视生产过程的各种状态。,（,2,）通过组态画面中各种触摸键控制生产过程的启动、停止、运行等。,（,3,）通过组态画面设置系统所需参数。,（,4,）可以连接打印机设备输出系统运行报表等。,（二）触摸屏与计算机、,PLC,的连接,作为,PLC,的图形操作终端，,GOT,必须与,PLC,联机使用,，通过操作人员手指与触摸屏上的图形元件的接触发出,PLC,的操作指令或者显示,PLC,运行中的各种信息。,三、任务实施,（一）,PLC,和触摸屏软元件分配及系统接线图,电动机,Y-,降压起动的软元件分配表,输入,输出,其他软元件,辅助继电器,作 用,输出继电器,控 制 对 象,名 称,作 用,M0,起动,Y0,电源,D100,起动时间设定值,M1,停止,Y1,Y,形起动,D200,定时器,T0,设定值,Y2,形运行,D201,实际起动时间,（二）,PLC,程序,（三）触摸屏画面设计,1,新建工程,2,文本创建,单击图形,/,对象 工具栏中按钮，弹出如图所示的文本设置窗口。,3,数值输入,点击,（,4,）数值显示,点击,5,棒图创建,单击图像,/,对象工具栏中,（,6,）注释显示,首先单击图像,/,对象工具栏中 按钮,（,7,）触摸键,单击图像,/,对象工具栏中按钮,触摸屏画面,四、知识拓展,电动机,Y-,降压起动触摸屏画面如图所示。,如何制作指示灯？,单击图像,/,对象工具栏中按钮 ，弹出图示的,指示灯属性设置窗口。,其他两个指示灯的设置与此相同，注意：,Y,形起动对应的软元件为,“,Y1,”,，形运行对应的软元件为,“,Y2,”,任务五 自动分拣生产线的,PLC,控制系统设计,一、任务导入,图,6-43,所示是一个传送、分拣金属工件和塑料工件的系统。工件由供料盘推出至位置,的供料架后，由机械手气爪夹持送至传送带位置,的下料孔，工件经电感式接近开关检测确定为金属工件后，即由装在传送带位置,的气缸活塞杆推至分拣斜槽；若检测为塑料工件，则由传送带继续向前传送，由位置,的气缸活塞杆推至分拣斜槽。,（,1,）由按钮,SB1,控制系统启动。系统需在原点状态下才能启动。系统原点状态时，原点指示灯（黄灯）闪光（每秒闪烁,1,次）。原点状态要求如下。,供料盘停止转动。,机械手无夹持工件，气爪松开；机械手直线气缸活塞杆退回；机械手停止在左边的限止位置上。,传送带电动机停止转动；传送带上各直线气缸活塞杆退回。,（,2,）当系统启动后，运行指示灯（绿灯）发光。,（,3,）系统启动后，当供料架无工件时，供料盘应立刻转动，直至供料架的光电传感器检测到工件才停止。,（,4,）当供料架的光电传感器检测到工件后，气动机械手的手臂就伸出、下降，用气爪将工件夹紧（夹紧,1s,），然后上升、缩回，转动至右限止位置，再伸出、下降，气爪放松，通过位置,的下料孔将工件放到皮带传送机的传送带上。,（,5,）机械手放下夹持工件,1s,后上升、缩回，转回左限止位置后继续进行工件传送。,（,6,）当传送带位置,的传感器检测到工件后，传送带电动机立刻启动运行（变频器输出频率为,25Hz,）。若是金属工件，就由位置,的直线气缸,A,分拣到斜槽,7,；若是塑料工件，传送带立刻转为,10Hz,低速运行，到达位置,IV,时，就由位置,的直线气缸,B,分拣到斜槽,8,。分拣用直线气缸动作，由气缸上的磁性开关控制。物料被分拣后，气缸活塞复位。,（,7,）若传送带位置,的传感器连续,6s,都检测不到工件，则指示灯（红色）闪光（,1s,闪烁,3,次），提示皮带传送机缺料，直到传送带位置,的传感器检测到工件后才熄灭。,（,8,）按钮,SB2,控制系统正常停机。按下,SB2,，运行指示灯（绿灯）熄灭。若机械手已无夹持工件，系统就会在完成工件的传送与分拣后，回到原点位置上，进入待机状态。若机械手夹持有工件，则系统会继续进行工件的传送与分拣，在工作完成后才停止运行并使系统回到原点位置上，进入待机状态。,二、相关知识,（一）气动元件的认识,气动系统主要由气源装置、气动执行元件、气动控制元件及各种辅助元件组成。,1,气源装置,气泵,2,气动执行元件,气缸是气动系统的主要执行元件，它把压缩空气的压力能转化为机械能，带动工作部件运动。常见的有单作用气缸、双作用气缸和摆动气缸。,气缸主要由缸筒、活塞杆、前后端盖及密封件等组成。在图示气缸的作用气口安装了限出型节流阀，当调节节流阀,A,时，是调整活塞杆的伸出速度，而当调节节流阀,B,时，是调整活塞杆的缩回速度。,（,1,）单作用气缸。单作用气缸的工作特点是：气缸活塞的一个运动方向靠空气压力驱动，另一个运动方向靠弹簧力或其他外部的方法使活塞复位，如图,6-44,所示。,图,6-44,单作用气缸,（,2,）双作用气缸。双作用气缸的工作特点是：气缸活塞的两个运动方向都由空气压力推动，因此在活塞两边，气缸有两个气孔作供气和排气用，以实现活塞的往复运动，如图,6-45,所示。,图,6-45,双作用气缸,（,3,）叶片式摆动气缸。叶片式摆动气缸工作原理：将气压力作用在叶片上，由于叶片与转轴连在一起，因此受气压作用的叶片就带动转轴摆动，并输出力矩。气缸用内部止动块或外部挡块来改变其摆动角。,它是由直线汽缸驱动齿轮齿条实现回转运动，回转角度能在,0180,度之间任意可调，而且可以安装磁性开关，检测旋转到位信号，多用于方向和位置需要变换的机构。,3,气动控制元件,最常用的气动控制元件是电磁方向控制阀。它的主要作用是控制压缩空气的流动方向和气路的通断。电磁阀按电源的控制方式有直流,24V,和交流,220V,两种；按控制形式分,单电控电磁阀和双电控电磁阀,。,（,1,）单电控电磁阀：电磁阀只有一个控制线圈。当电磁线圈通电时，气动回路就发生切换；电磁线圈失电时，电磁阀由弹簧复位，气动回路恢复到原状态，这相当于“点动”，如图,6-46,所示。,（,2,）双电控电磁阀：电磁阀有两个控制线圈，常见的有两位五通电磁阀。任何一个电磁线圈通电，都会使电磁阀换向；双线圈电磁阀有记忆功能，即线圈通电后立即失电，电磁阀也会保持通电时的状态不变。只有当另一电磁线圈通电时，电磁阀才会切换为另一状态，这相当于“自锁”，如图,6-47,所示。,4,气动控制回路的实现,（,1,）单电控电磁阀控制单作用气缸。,（,2,）双电控电磁阀控制双作用气缸。,（二）自动分拣生产线主要部件的认识,1,自动分拣生产线的组成,如图,6-43,所示，自动分拣生产线由供料机构、气动机械手、交流变频皮带传送机构、物料辨别传感器、物料分拣气缸组成。,（,1,）供料机构。,带动拨动杆将工件推出到供料架，等待机械手夹运。,注意：,1,、当光电传感器一检测到工件，电机就应该立刻停转。否则会造成电动机堵转，使电动机损坏。,2,、由于不同性质的工件对检测信号的反应有些差别，因此会造成工件的止位不同，有时因太紧迫会使机械手无法夹持，有时也会因机械手夹持不到工件的中线位置在传送过程中工件掉下。需通过对光电传感器安装位置的调节来避免。,（,2,）气动机械手。机械手的垂直升降、手臂伸缩、左右转动和气爪的夹紧动作均由气压驱动，因此它的气动回路由垂直升降气缸、伸缩气缸、摆动气缸和夹紧气缸组成。,（,3,）交流变频皮带传送机构。皮带传送机构用于传送物料，由三相异步电动机拖动，交流电机的转速由三菱,S540,变频器控制。,2,自动分拣生产线有关传感器的认知,图,6-51,自动分拣生产线传感器的位置示意图,（,1,）光电传感器。用来检测工件不足或工件有,/,无的漫射式光电传感器的工作原理如图,6-52,所示。,图,6-52,漫射式光电开关的工作原理 图,6-53,光电传感器与,PLC,的接线,（,2,）电感式传感器与电容式传感器。电感式传感器是利用电涡流效应工作的，用来检测金属物体。当没有物体接近时，电感式传感器不动作，若在一定距离内检测到金属物体，则传感器动作而改变输出状态。它也分,NPN,输出型和,PNP,输出型两种，该控制系统选择,NPN,输出型，接线参方法照图,6-53,所示的接线图。,电容式传感器用来检测非金属物体。该控制系统选择,NPN,输出型，接线方法参照图,6-53,所示的接线图。,（,3,）磁性开关,无接点的二线式磁性开关,传感器引出线,2,根，接线容易，电源为,DC24V,。“,+”,端接,PLC,的输入端，“,”,端接,PLC“COM”,点。,磁性开关能在一般的磁性环境中使用，装配调整容易。,磁性开关安装在气缸两侧,无接点开关的感应元件是磁阻器件，当气缸活塞杆的磁体接近开关时，受磁场的影响，开关的磁阻元件输出一电压信号。经信号放大器放大后指示灯（红色）发光，控制输出点与电源负端接通。将磁性开关安装在气缸两侧，就可以发出气缸活塞杆伸出到位或缩回到期位的信号。,三、任务实施,（一）确定,PLC,的型号，绘制系统接线图,自动分拣生产线的,I/O,分配表,根据自动分拣生产线的控制要求，其,I/O,设备及分配见表,6-6,，,选择,FX2N-48MR,的,PLC,。,（二）控制方案,1,自动程序,由自动分拣控制系统的要求可知，该系统在原点状态时按下启动按钮,X0,，机械手和传送带分别按各自的顺序工作，因此采用并行分支，如图,6-56,、图,6-57,所示。每个分支根据工作方式的不同（单周期或连续）有,4,种不同的结果。如果是连续工作方式（,X24=ON,），各分支自动循环；如果是单周期工作方式（,X23=ON,），各分支程序完成后回到原点状态。,M1,的作用是停止记忆（见图,6-59,），无论什么时间按下停止按钮,X1,，其状态就用辅助继电器,M1,保持记忆，保证整个工作流程完成后再停止。,2,机械手自动程序,3,自动返回原点程序,4,程序结构,由以上分析可知，自动分拣生产线的程序结构如图,6-59,所示，由初始化程序、自动回原点程序和自动程序等部分组成。,5,变频器参数设置,该控制系统选择三菱,S540,系列功率为,0.75KW,的变频器。变频器运行在多段速工作模式上，因此设置如下参数：,P79=3,（组合操作模式）；,P1=50Hz,（上限频率）；,P2=0Hz,（下限频率）；,P4=50Hz,（高速）；,P5=25Hz,（中速）；,P6=10Hz,（低速）。,6,完整程序设计,