可編程控制器技術(shù) 課件 項(xiàng)目5　立體倉(cāng)庫(kù)控制

任務(wù)5.1單工位步進(jìn)軸取放料控制主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX目錄CONTENT01一、任務(wù)要求與分析02二、任務(wù)準(zhǔn)備03三、任務(wù)實(shí)施04四、任務(wù)評(píng)價(jià)04五、任務(wù)拓展一、任務(wù)要求與分析01設(shè)備在非運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可完成相關(guān)控制系統(tǒng)的手動(dòng)操作，包括機(jī)械手的上下移動(dòng)、手爪的伸縮與夾緊等，為設(shè)備調(diào)試和維護(hù)提供便利。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)察與手動(dòng)操作按下起動(dòng)按鈕后，機(jī)械手自動(dòng)行駛至2列2行位置，完成夾料、轉(zhuǎn)位、放料等一系列操作，實(shí)現(xiàn)單工件的自動(dòng)化搬運(yùn)，提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)取料與放料控制程序起動(dòng)時(shí)綠燈常亮，復(fù)位完成后復(fù)位指示燈常亮，按下停止按鈕則立即停止系統(tǒng)，確保操作安全可控。系統(tǒng)運(yùn)行與停止控制任務(wù)要求立體倉(cāng)庫(kù)由物料倉(cāng)、機(jī)械手、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直線模組支撐架、氣動(dòng)閥組等組成，機(jī)械手通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和氣缸實(shí)現(xiàn)垂直與水平移動(dòng)，完成取料與放料任務(wù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理觸摸屏提供設(shè)備狀態(tài)顯示、手動(dòng)操作界面、自動(dòng)運(yùn)行控制等功能，操作人員可通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行相關(guān)操作。人機(jī)交互與操作界面系統(tǒng)運(yùn)行分為復(fù)位、起動(dòng)、運(yùn)行、停止等階段，各階段通過(guò)PLC程序控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的精準(zhǔn)定位與動(dòng)作執(zhí)行，確保任務(wù)順利完成?？刂七壿嬇c流程任務(wù)分析二、任務(wù)準(zhǔn)備02物料倉(cāng)與機(jī)械手物料倉(cāng)用于儲(chǔ)存工件，機(jī)械手通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)上下移動(dòng)、氣缸伸縮與旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件的夾取與搬運(yùn)，是系統(tǒng)的核心執(zhí)行部件。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與直線模組步進(jìn)電動(dòng)機(jī)提供精確的動(dòng)力輸出，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手沿直線模組上下移動(dòng)，確保機(jī)械手在垂直方向上的精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)工件的垂直搬運(yùn)。氣動(dòng)閥組與端子排氣動(dòng)閥組控制氣缸的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)手爪的伸縮、夾緊與旋轉(zhuǎn)等功能；端子排用于電氣連接，確保信號(hào)與電源的穩(wěn)定傳輸。立體倉(cāng)庫(kù)主體結(jié)構(gòu)設(shè)定信號(hào)類(lèi)型為“PTO(脈沖A和方向B)”，脈沖輸出為Q0.2，方向輸出為Q0.3，與硬件接線保持一致，確保步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置在PLC工藝對(duì)象中創(chuàng)建軸，設(shè)置位置單位為mm，確保步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制與實(shí)際物理位置相匹配，實(shí)現(xiàn)精確的定位控制?；緟?shù)設(shè)置設(shè)置電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)為5000，每轉(zhuǎn)位移3mm，與驅(qū)動(dòng)器及絲桿導(dǎo)程設(shè)置一致，保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度與穩(wěn)定性。機(jī)械參數(shù)設(shè)置PLC中設(shè)置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)使用“MC_Power”運(yùn)動(dòng)控制指令啟用或禁用軸，確保步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在程序運(yùn)行時(shí)始終處于可運(yùn)行狀態(tài)，避免因使能問(wèn)題導(dǎo)致的運(yùn)行中斷。軸使能指令在初始態(tài)復(fù)位時(shí)以及運(yùn)行完畢返回原點(diǎn)時(shí)使用“MC_Home”指令，復(fù)位時(shí)置位M20.0，復(fù)位完成后使用M10.0將其余狀態(tài)復(fù)位，確保設(shè)備每次運(yùn)行前都處于正確的初始狀態(tài)?；亓愠绦驊?yīng)用利用“MC_Home”運(yùn)動(dòng)控制指令將軸坐標(biāo)與實(shí)際物理驅(qū)動(dòng)器位置匹配，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的回原點(diǎn)操作，確保設(shè)備在復(fù)位后能夠準(zhǔn)確回到初始位置?；亓愠绦蛟O(shè)計(jì)步進(jìn)軸使能與回零程序010203絕對(duì)定位指令使用“MC_MoveAbsolute”運(yùn)動(dòng)控制指令起動(dòng)軸定位運(yùn)動(dòng)，將軸移動(dòng)到某個(gè)絕對(duì)位置，用于實(shí)現(xiàn)取料位置和放料位置的切換，確保機(jī)械手能夠準(zhǔn)確到達(dá)指定工位。相對(duì)定位指令通過(guò)“MC_MoveRelative”運(yùn)動(dòng)控制指令起動(dòng)相對(duì)于起始位置的定位運(yùn)動(dòng)，在提料或放料操作時(shí)使用，保證動(dòng)作的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)工件的精準(zhǔn)搬運(yùn)。移動(dòng)程序優(yōu)化在設(shè)計(jì)移動(dòng)程序時(shí)，需考慮機(jī)械手的狀態(tài)和動(dòng)作順序，避免因動(dòng)作沖突或錯(cuò)誤導(dǎo)致的設(shè)備故障，確保整個(gè)取放料過(guò)程的流暢與安全。步進(jìn)軸移動(dòng)程序三、任務(wù)實(shí)施03在博途中新建項(xiàng)目“單工位步進(jìn)軸取放料控制”，添加CPU1215DC/DC/DC控制器，確保硬件配置與現(xiàn)場(chǎng)一致，為程序編寫(xiě)與調(diào)試提供基礎(chǔ)。新建項(xiàng)目與硬件組態(tài)根據(jù)任務(wù)要求，合理分配PLC的輸入輸出地址，確保各信號(hào)與硬件設(shè)備正確連接，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。I/O地址分配新建兩個(gè)變量表，定義倉(cāng)庫(kù)原點(diǎn)、上限位、下限位、滑臺(tái)限位、手爪狀態(tài)、軸脈沖與方向等變量，確保程序中各變量的地址與硬件接線一致，便于后續(xù)編程與調(diào)試。變量表定義硬件設(shè)置OB1程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)啟動(dòng)與狀態(tài)初始化，調(diào)用復(fù)位和手動(dòng)程序，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)限制手動(dòng)操作，確保系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)無(wú)法進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)，保障自動(dòng)化運(yùn)行的穩(wěn)定性。01主程序OB1FC1程序?qū)崿F(xiàn)倉(cāng)庫(kù)手動(dòng)的上、下控制，通過(guò)觸摸屏上的按鍵操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的垂直移動(dòng)，為設(shè)備調(diào)試和維護(hù)提供便利，同時(shí)確保手動(dòng)操作的安全性。02手動(dòng)程序FC1FC2程序控制機(jī)械手的自動(dòng)取料與放料過(guò)程，包括上移、滑臺(tái)移動(dòng)、手爪伸縮與夾緊、旋轉(zhuǎn)等一系列動(dòng)作，確保工件能夠準(zhǔn)確地從料倉(cāng)取出并放置到指定位置。03自動(dòng)程序FC2FC3程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的復(fù)位操作，包括硬件復(fù)位、復(fù)位指示燈顯示以及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)使能提供，確保設(shè)備在復(fù)位后能夠正常運(yùn)行，為下一次操作做好準(zhǔn)備。04復(fù)位程序FC3程序設(shè)計(jì)按下起動(dòng)按鈕，啟動(dòng)自動(dòng)程序，觀察機(jī)械手是否能夠按照預(yù)設(shè)的流程完成取料與放料操作，檢查各動(dòng)作的執(zhí)行順序和準(zhǔn)確性，確保自動(dòng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。自動(dòng)運(yùn)行測(cè)試在運(yùn)行過(guò)程中按下停止按鈕，檢查系統(tǒng)是否能夠立即停止運(yùn)行；按下復(fù)位按鈕后，檢查設(shè)備是否能夠正常復(fù)位，各狀態(tài)指示燈是否正確顯示，確保停止與復(fù)位功能的可靠性。停止與復(fù)位測(cè)試在非運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)觸摸屏進(jìn)行手動(dòng)操作測(cè)試，檢查機(jī)械手的上下移動(dòng)、手爪的伸縮與夾緊等功能是否正常，確保手動(dòng)操作的可靠性。手動(dòng)操作測(cè)試程序調(diào)試四、任務(wù)評(píng)價(jià)04010203I/O接線圖繪制（10分）：接線圖清晰準(zhǔn)確，符合電氣規(guī)范。元件安裝（10分）：元件安裝牢固，布局合理。硬件接線（10分）：接線正確無(wú)誤，無(wú)短路、斷路等現(xiàn)象。硬件安裝與接線HMI中4個(gè)氣動(dòng)元件控制功能正常（各2分，共8分）：氣動(dòng)元件操作靈敏，功能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確。HMI中7個(gè)氣動(dòng)位置傳感器顯示正常（各2分，共14分）：傳感器狀態(tài)顯示準(zhǔn)確，無(wú)誤報(bào)現(xiàn)象。HMI中倉(cāng)庫(kù)步進(jìn)軸上、下行按鍵功能正常（各2分，共4分）：按鍵操作靈敏，步進(jìn)軸動(dòng)作準(zhǔn)確。HMI中復(fù)位、起動(dòng)和停止鍵功能正常（各2分，共6分）：按鍵功能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確，操作便捷。HMI中復(fù)位、起動(dòng)和停止指示功能正常（各2分，共6分）：指示燈顯示狀態(tài)正確，與系統(tǒng)狀態(tài)一致。能自動(dòng)完成單工件的取料（6分）：取料動(dòng)作準(zhǔn)確，無(wú)誤操作。能自動(dòng)完成單工件的放料（6分）：放料動(dòng)作準(zhǔn)確，無(wú)誤操作。編程與調(diào)試存在危險(xiǎn)用電等情況（每次扣5分，上不封頂）：嚴(yán)格遵守用電安全規(guī)范，杜絕危險(xiǎn)操作。存在帶電插拔工作站的電纜、電線等情況（每次扣3分）：避免帶電插拔，確保設(shè)備安全。穿著不符合生產(chǎn)要求（每次扣5分）：按規(guī)定穿著工作服，佩戴安全帽等防護(hù)用品。安全素養(yǎng)0405表達(dá)溝通能力（2.5分）：表達(dá)清晰，溝通順暢，能夠準(zhǔn)確傳達(dá)信息。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力（2.5分）：團(tuán)隊(duì)成員分工明確，協(xié)作默契，共同完成任務(wù)。發(fā)展素養(yǎng)桌面物品和工具擺放整齊、整潔（2.5分）：保持工作臺(tái)面整潔，工具歸位。地面清理干凈（2.5分）：保持工作區(qū)域地面干凈，無(wú)雜物。5S素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)五、任務(wù)拓展05

加入急停按鈕在系統(tǒng)中加入急停按鈕，確保在緊急情況下能夠迅速停止設(shè)備運(yùn)行，保障操作人員和設(shè)備的安全。

急停復(fù)位后操作恢復(fù)設(shè)計(jì)急停復(fù)位后的操作恢復(fù)機(jī)制，確保在緊急情況解除后，設(shè)備能夠正常恢復(fù)之前的運(yùn)行狀態(tài)，繼續(xù)完成未完成的任務(wù)，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

系統(tǒng)優(yōu)化建議根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，如優(yōu)化程序邏輯、提高設(shè)備運(yùn)行效率、增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性等，以滿足生產(chǎn)需求。系統(tǒng)優(yōu)化與改進(jìn)謝謝大家主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX任務(wù)5.2多工位步進(jìn)軸取放料控制主講人：XXX時(shí)間：20XX.XX目錄CONTENTS01一、任務(wù)要求與分析04四、任務(wù)評(píng)價(jià)02二、知識(shí)準(zhǔn)備05五、任務(wù)拓展03三、任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)要求與分析01單站控制要求復(fù)位操作：按下復(fù)位按鈕，各氣缸及電動(dòng)機(jī)軸回到原點(diǎn)位置，為設(shè)備運(yùn)行做好準(zhǔn)備。點(diǎn)動(dòng)操作：在觸摸屏上可對(duì)氣缸和電動(dòng)機(jī)軸進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制功能，方便設(shè)備調(diào)試和維護(hù)。速度設(shè)置：電動(dòng)機(jī)軸停止后，可在觸摸屏上手動(dòng)設(shè)置運(yùn)行速度，提高操作靈活性。自動(dòng)模式控制要求復(fù)位與停止：自動(dòng)模式下，按下復(fù)位按鈕，各狀態(tài)復(fù)位；按下停止按鈕，各運(yùn)行狀態(tài)立即停止。取放料流程：自動(dòng)模式下，機(jī)械手按預(yù)設(shè)流程完成取料、放料操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化搬運(yùn)。重復(fù)運(yùn)行：完成一次流程后，系統(tǒng)可再次啟動(dòng)運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率。觸摸屏界面設(shè)計(jì)要求布局合理：設(shè)計(jì)合理的觸摸屏界面，按鈕指示燈分區(qū)放置，文字標(biāo)識(shí)清晰，方便操作。無(wú)干涉設(shè)計(jì)：按鈕和指示燈之間無(wú)干涉，確保操作的準(zhǔn)確性。手動(dòng)自動(dòng)切換：設(shè)計(jì)手動(dòng)和自動(dòng)兩個(gè)界面，滿足不同操作需求。任務(wù)要求寄存器設(shè)置倉(cāng)位管理在單工件控制基礎(chǔ)上，新增手動(dòng)/自動(dòng)操作切換、系統(tǒng)速度實(shí)時(shí)監(jiān)控、倉(cāng)位設(shè)置等功能，優(yōu)化控制邏輯?？刂七壿媰?yōu)化參數(shù)復(fù)位問(wèn)題停止開(kāi)關(guān)按下后，系統(tǒng)需考慮再次運(yùn)行時(shí)的參數(shù)復(fù)位，確保設(shè)備能夠正常運(yùn)行。取工件操作時(shí)，若貨架取完，需進(jìn)行收尾操作，保證程序正常流轉(zhuǎn)，避免因倉(cāng)位問(wèn)題導(dǎo)致的運(yùn)行中斷。提前規(guī)劃好觸摸屏上的寄存器設(shè)置，確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信的準(zhǔn)確性，為程序運(yùn)行提供支持。任務(wù)分析二、知識(shí)準(zhǔn)備0201功能描述：將輸入IN1的值乘以輸入IN2的值，結(jié)果存儲(chǔ)在輸出OUT中，可擴(kuò)展輸入數(shù)目，實(shí)現(xiàn)多個(gè)值的乘積計(jì)算。應(yīng)用場(chǎng)景：用于計(jì)算行列位置等需要數(shù)值乘法的場(chǎng)合，為程序提供精確的數(shù)值運(yùn)算支持。MUL乘法指令02功能描述：將輸入IN1的值除以輸入IN2的值，結(jié)果存儲(chǔ)在輸出OUT中，執(zhí)行成功后使能輸出ENO。應(yīng)用場(chǎng)景：用于計(jì)算速度、距離等需要數(shù)值除法的場(chǎng)合，確保數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。DIV除法指令03功能描述：將累加器2的值除以累加器1的值，保存除法運(yùn)算的余數(shù)，狀態(tài)位指示余數(shù)的正負(fù)。應(yīng)用場(chǎng)景：用于行列計(jì)算中的余數(shù)處理，實(shí)現(xiàn)精確的倉(cāng)位定位和控制。MOD取余指令運(yùn)算指令三、任務(wù)實(shí)施03020301硬件組態(tài)添加CPU1215DC/DC/DC控制器，確保硬件配置與現(xiàn)場(chǎng)一致，保障設(shè)備正常運(yùn)行。變量定義在單工件立體倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)上增加相關(guān)變量，完成變量定義，確保程序的易讀性和可維護(hù)性。新建項(xiàng)目在博途中新建項(xiàng)目“多工位步進(jìn)軸取放料控制”，為程序編寫(xiě)和調(diào)試提供平臺(tái)。硬件設(shè)置增加調(diào)用FC4數(shù)據(jù)綜合處理模塊，調(diào)整手動(dòng)調(diào)用位置，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)。增加手/自動(dòng)切換狀態(tài)指示，完善程序功能。增加倉(cāng)庫(kù)取料計(jì)數(shù)滿后停止?fàn)顟B(tài)，保障程序在滿倉(cāng)后能夠正常停止。主程序OB1修改建立數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)觸摸屏相關(guān)數(shù)值，提前設(shè)置起始值，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)塊DB2定義加入倉(cāng)庫(kù)軸速度設(shè)置鏈接，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)模式下速度的靈活調(diào)整。手動(dòng)程序FC1修改建立臨時(shí)變量，方便后續(xù)編程。增加倉(cāng)庫(kù)計(jì)數(shù)操作，限制大于倉(cāng)儲(chǔ)容量的操作。增加倉(cāng)位號(hào)變?yōu)樾辛刑?hào)的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多工件的精確控制。修改分揀放料位置，適應(yīng)硬件變化。增加新的自動(dòng)步驟，實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)行。自動(dòng)程序FC2修改增加手/自動(dòng)還原的區(qū)別，優(yōu)化復(fù)位功能。復(fù)位程序FC3修改加入倉(cāng)庫(kù)軸速度和距離顯示，將倉(cāng)庫(kù)軸使能移入FC4，方便后續(xù)數(shù)據(jù)添加。數(shù)據(jù)綜合處理FC4程序設(shè)計(jì)測(cè)試氣缸和電動(dòng)機(jī)軸的點(diǎn)動(dòng)操作功能，確保手動(dòng)控制的可靠性。手動(dòng)操作測(cè)試01啟動(dòng)自動(dòng)程序，觀察機(jī)械手是否能夠按照預(yù)設(shè)流程完成取放料操作，檢查各動(dòng)作的執(zhí)行順序和準(zhǔn)確性。自動(dòng)運(yùn)行測(cè)試02在運(yùn)行過(guò)程中按下停止按鈕，檢查系統(tǒng)是否能夠立即停止運(yùn)行；按下復(fù)位按鈕后，檢查設(shè)備是否能夠正常復(fù)位。停止與復(fù)位測(cè)試03程序調(diào)試四、任務(wù)評(píng)價(jià)04I/O接線圖繪制（5分）：接線圖清晰準(zhǔn)確，符合電氣規(guī)范。元件安裝（5分）：元件安裝牢固，布局合理。硬件接線（10分）：接線正確無(wú)誤，無(wú)短路、斷路等現(xiàn)象。硬件安裝與接線HMI中4個(gè)氣動(dòng)元件控制功能正常（各2分，共8分）：氣動(dòng)元件操作靈敏，功能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確。HMI中7個(gè)氣動(dòng)位置傳感器顯示正常（各1分，共7分）：傳感器狀態(tài)顯示準(zhǔn)確，無(wú)誤報(bào)現(xiàn)象。HMI中倉(cāng)庫(kù)步進(jìn)軸上、下行按鍵功能正常（各2分，共4分）：按鍵操作靈敏，步進(jìn)軸動(dòng)作準(zhǔn)確。HMI中復(fù)位、起動(dòng)、停止鍵和手/自動(dòng)切換功能正常（各2分，共8分）：按鍵功能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確，操作便捷。HMI中復(fù)位、起動(dòng)和停止指示功能正常（各2分，共6分）：指示燈顯示狀態(tài)正確，與系統(tǒng)狀態(tài)一致。能自動(dòng)完成第1個(gè)工件的取料（4分）：取料動(dòng)作準(zhǔn)確，無(wú)誤操作。能自動(dòng)完成第1個(gè)工件的放料（3分）：放料動(dòng)作準(zhǔn)確，無(wú)誤操作。能自動(dòng)完成第2-5工件的取放料（各4分，共20分）：取放料動(dòng)作準(zhǔn)確，無(wú)誤操作。編程與調(diào)試存在危險(xiǎn)用電等情況（每次扣5分，上不封頂）：嚴(yán)格遵守用電安全規(guī)范，杜絕危險(xiǎn)操作。存在帶電插拔工作站的電纜、電線等情況（每次扣3分）：避免帶電插拔，確保設(shè)備安全。穿著不符合生產(chǎn)要求（每次扣5分）：按規(guī)定穿著工作服，佩戴安全帽等防護(hù)用品。安全素養(yǎng)桌面物品和工具擺放整齊、整潔（2.5分）：保持工作臺(tái)面整潔，工具歸位。地面清理干凈（2.5分）：保持工作區(qū)域地面干凈，無(wú)雜物。5S素養(yǎng)表達(dá)溝通能力（2.5分）：表達(dá)清晰，溝通順