《PLC应用技术 西门子 任务驱动模式 教学课件 ppt 作者 吕炳文 单元三 任务3机械手的PLC控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC应用技术 西门子 任务驱动模式 教学课件 ppt 作者 吕炳文 单元三 任务3机械手的PLC控制（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、任务3 机械手的PLC控制, S7-200的跳转及标号指令应用；,知识目标,技能目标, 掌握子程序设计技巧；, 具备分析较复杂控制系统，并编制PLC控制程序的技能。, S7-200的子程序设计。,任务描述,下图分别是机械手工作流程图和工作示意图，左上方为原点。,一、控制要求 （1）工作方式设置为自动/手动、连续/单周期、单步、回原点。 （2）自动循环工作时，按工作示意图所示顺序动作。 二、工作内容 （1）初始状态 机械手在原点位置，左限位SQ4为ON，上限位SQ2为ON。 （2）启动运行 按下启动按钮，机械手按照下降夹紧（延时1S） 上升右行下降松开（延时1S）上升左行的顺序依次从左向右转 送
2、工件。下降/上升、左移/右移、夹紧/松开均使用电磁阀控制。 （3）停止操作 按下停止按钮，机械手完成当前工作过程，停在原点位置。,任务分析,根据控制要求，按照工作方式将控制程序分为 3部分：其中第一部分为自动程序，包括连续/单周 期、单步控制方式，采用主程序进行控制；第二部 分为手动程序，采用子程序SBR0进行控制；第 三部分为回原点程序，采用子程序SBR1进行控 制。,相关知识,一、跳转与标号指令,跳转与标号指令的梯形图及语句表 ，操作数N为常数0255。,相关知识,一、跳转与标号指令,跳转与标号指令的应用如下图所示。当触发信号接通时，跳转指 令JMP线圈有信号流流过，跳转指令使程序流程跳转
3、到与JMP指令编 号相同的标号LBL处，顺序执行标号指令以下的程序，而跳转指令与 标号指令之间的程序不执行。若触发信号断开时，跳转指令JMP线圈 没有信号流流过，顺序执行跳转指令与标号指令之间的程序。,相关知识,一、跳转与标号指令,跳转与标号指令可以在主程序、子程序或者中断程序中使用，但跳 转指令和与之对应的标号指令必须位于同一段程序块中，并且不能从主 程序跳到子程序或中断程序中，同样也不能从子程序或中断程序中跳出。 另外，可以在SCR程序段中使用跳转指令，但相应的标号指令也必须在 同一个SCR段中。 编号相同的两个或多个JMP指令可以用在同一程序里。但在同一程 序中，不可以使用相同编号的两个
4、或多个LBL指令。多个JMP指令的使 用如下图所示。,相关知识,一、跳转与标号指令,相关知识,二、子程序的编写与应用,子程序常用于需要多次反复执行相同任务的地方，只需要写一次 子程序，别的程序在需要子程序的时候调用它，而无需重写该程序。 子程序的调用是有条件的，未调用它时不会执行子程序的指令，因此 使用子程序可以减少扫描时间。,使用子程序可以将程序分成容易管理的小块，使程序结构简单 清晰，易于查错和维护。如果程序中只引用参数和局部变量，可以 将子程序移植到其他项目。为了移植子程序，应避免使用全局符号 和变量，如I、Q、M、SM、AI、AQ、V、T、C、S、AC等存储器 中的绝对地址。,相关知识
5、,1.子程序的创建,可采用下列方法创建子程序：在菜单栏中选择“编辑/插入/子程序”， 或在程序编辑器视窗中单击右键，从弹出菜单中选择“插入/子程序”。程 序编辑器将进入新的子程序，底部将出现标志新的子程序的新标签，在 程序编辑器窗口中可以对新的子程序编程。可以使用该子程序的局部变 量表定义参数，各子程序最多可以定义16个IN、OUT参数。,相关知识,1.子程序的创建,假设创建了一个名为EXPLME的子程序，首先在该子程序的局部变 量表中，定义一个名为“in”的双字输入变量、一个名为“out”的双字输出 变量和一个名为TMP1的双字临时变量。在子程序中，输入变量被乘以 4000，再除以300，运
6、算结果作为子程序的输出。,相关知识,2.子程序的调用,可以在主程序、另一子程序或中断程序中调用子程序，但是不能 在子程序中调用自己。调用子程序时将执行子程序的全部指令，直至 子程序结束，然后返回调用程序中子程序调用指令的下一条指令之处。,创建子程序后，V4.0 STEP 7-MicroWIN在指令树最下面的“子程 序”图标下自动生成刚创建的子程序EXPLME对应的图标。对于梯形 图程序，在子程序局部变量表中为该子程序定义参数后，将生成客户 化调用指令块。指令块中自动包含了子程序的输入参数和输出参数。,相关知识,3.调用带参数的子程序,在子程序中可以使用参数IN、IN_OUT和OUT。,IN（输
7、入）是传入子程序的输入参数。如果参数是直接寻址（如 VB10），指定地址的值被传入子程序。如果参数是间接寻址（如*AC 1），指针指定地址的值被传入子程序。如果参数是常数（如DW#12 345）或地址（如&VB100），它们的值被传入子程序，“#”为常数描 述符。,OUT（输出）是子程序的执行结果，它被返回给调用它的程序组 织单元。常数和地址（如&VB100）不能作输出参数。,IN_OUT（输入/输出）将参数的初始值传给子程序，子程序的执 行结果返回给同一地址。常数和地址不能作输入/输出参数。,TEMP是局部存储变量，不能用来传递参数，它们只能在子程序中 使用。,相关知识,3.调用带参数的子程
8、序,子程序传递的参数放在子程序的局部变量表中，局部变量表最左 边的一列是每个被传递的参数的局部存储器地址。调用子程序，输入 参数被复制到子程序的局部存储器，子程序执行完后，从局部存储器 复制输出参数到指定的输出参数地址。数据单元的大小和类型用参数 的代码表示。在子程序中局部存储器的参数值分配如下：,（1）按子程序指令的调用顺序，给参数值分配局部存储器，起始地址 是L0。 （2）18个连续位参数分配一个字节，字节中的位地址为Lx.0Lx.7。 （3）字节、字和双字值在局部存储器中按字节顺序分配，如LBx，LWx 或 LDx。,在带参数调用子程序指令中，参数必须按一定的顺序排列，输入 参数在最前面
9、，其次是输入/输出参数，最后是输出参数。,相关知识,子程序调用和返回,相关知识,4.子程序的嵌套调用,程序中最多可创建64个子程序。子程序可以嵌套调用（在子程 序中调用别的子程序），最大嵌套深度为8。,在子程序中，用触点电路控制CRET（从子程序有条件返回） 指令，触点电路接通时条件满足，子程序被终止。编译时，在程序 结束的地方会自动加入无条件结束指令END、MEND、RET或RETI。 如果在程序里加了这些指令，编译时反而会出错。,5.子程序的有条件返回,相关知识,三、具有多种工作方式控制系统的梯形图设计,为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，如 手动和自动（包括连续、单周期、单
10、步等）工作方式。手动程序 比较简单，一般用经验法设计；复杂的自动程序，一般根据系统 的顺序功能图用顺序控制法设计。,具有多种工作方式控制系统的梯形图总体结构如下图所示。选 择手动工作方式时，手动开关I1.0为ON，将跳过自动程序，执行公 用程序和手动程序。选择自动工作方式时，I1.0为OFF，将跳过手 动程序，执行公用程序和自动程序。,工具、设备清单,任务准备,任务实施,一、PLC硬件接线,按照机械手工作过程制作的控制操作面板如下图所示。组合开 关的5个位置分别对应于系统的手动、单周期、单步、连续和回原 点工作方式，操作面板左下部的6个按钮是手动按钮。,任务实施,一、PLC硬件接线,下图是PL
11、C的硬件接线图，其中输出Q0.1为1时夹紧工件， 为0时松开工件。为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障 时）能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。 在PLC开始运行时按下“接通电源”按钮，使KM线圈得电并自 锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急 情况时用“急停按钮”断开负载电源。,任务实施,二、编辑符号表,任务实施,三、设计梯形图程序,机械手控制系统梯形图程序如下图所示。 主程序主要完成自动工作方式中的连续、单周期、单步控制。,任务实施,任务实施,任务实施,任务实施,任务实施,任务实施,任务实施,子程序（SBR0）主要完成手动控制,任务实施,子程序SBR1主
12、要完成回原点控制,检查评议,评分表1,检查评议,评分表2,扩展知识,一、工业电气控制系统的PLC改造,工业电气控制系统的PLC改造步骤如下图所示,扩展知识,1深入了解被控制系统,这一步是系统设计的基础。设计前应熟悉图纸资料，深入调查研 究，与工艺、机械方面的技术人员和现场操作人员密切配合，共同讨 论，解决设计中有可能遇到的问题。应详细了解被控对象的全部功能， 如机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护与联锁，系统要求哪 些工作方式（如手动、自动、半自动等），设备内部机械、液压、气 动、仪表、电气几大系统之间的关系，PLC与其他智能设备（如其他 PLC、计算机、变频器等）之间的关系，PLC是否需
13、要通信联网，需 要显示哪些数据及显示的方式，电源突然停电及紧急情况的处理，安 全电路的设计等。有时需要设置PLC之外的手动、机械和电气的联锁 装置，以防止危险的操作。,对于大型复杂的控制系统，需要考虑将系统分解为几个独立 的部分，各部分分别用单独的PLC或其他控制装置来控制，并考虑它 们之间的通信方式。,这一阶段应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱 动，分类统计出各输入量和输出量的性质，是数字量还是模拟量，是 直流量还是交流量，以及电压的等级等。并考虑需要设置什么样的操 作员接口，如是否需要设置人机界面，或用上位计算机作操作员接口。,扩展知识,2与硬件有关的设计,（1）确定系统输
14、入元件和输出元件的型号规格。 （2）根据设备的操作任务和操作方式，确定操作面板所需的元件， 如指示灯、数字显示装置、开关和按钮等。有的系统可能需要智能的操 作面板，如与S7-200配套的TD200文本显示器，或有图形显示功能和触 摸屏功能的操作员面板。 （3）确定PLC的输入点和输出点。列表统计PLC的输入信号和输出 信号，在表中标明各信号的意义和类型，如信号是数字量还是模拟量， 模拟信号的范围等。 （4）确定PLC的型号和硬件设备。如确定CPU模块的型号、扩展模 块的型号和块数等。 （5）给各输入、输出量分配地址，梯形图中物理地址与PLC的外部 接线端子号是一致的。这一步为绘制硬件接线图做好
15、了准备，也为梯形图 的设计做好了准备。 （6）画出PLC的外部硬件接线图。给输入量、输出量分配好地址后， 画出PLC的外部硬件接线图，以及其他电气原理图和接线图。 （7）画出操作站和控制柜面板的布置图和内部安装图。 （8）建立符号表。建立符号表后，可 以在程序中显示各绝对地址的符号名，有利于程序的设计和阅读。,扩展知识,3设计梯形图程序,首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定用户程序的基本 结构，画出程序流程图或数字量控制系统的顺序功能图。它们是编程的 主要依据，应尽可能地准确和详细。,一般先对用户程序作模拟调试，根据顺序功能图，用小开关和按钮 来模拟PLC实际的输入信号。例如，用它们发
16、出操作指令，或在适当的 时候用它们来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。通 过模块上各输出位对应的发光二极管，观察各输出信号的变化是否满足 设计的要求。 调试顺序控制程序的主要任务是检查程序的运行是否符合顺序功能 图的规定，即在某一转换实现时，是否发生步的活动状态的正确变化， 该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步， 以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。,4梯形图程序的模拟调试,扩展知识,5现场调试,在调试时，应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方 式、顺序功能图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查， 不能遗漏。发现问题后，及时修改程序，直到在各种可能的情况下输入 信号与输出信号之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计 数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减
