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技術(shù)頻道

(3)PLC程序設(shè)計(jì) 三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)范例一

1.程序的總體結(jié)構(gòu)

如圖6-22所示為機(jī)械手系統(tǒng)的PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu),將程序分為公用程序、自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序四個(gè)部分,其中自動(dòng)程序包括單步、單周期和連續(xù)工作的程序,這是因?yàn)樗鼈兊墓ぷ鞫际前凑胀瑯拥捻樞蜻M(jìn)行,所以將它們合在一起編程更加簡(jiǎn)單。梯形圖中使用跳轉(zhuǎn)指令使得自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序不會(huì)同時(shí)執(zhí)行。假設(shè)選擇“手動(dòng)”方式,則X0ONX1OFF,此時(shí)PLC執(zhí)行完公用程序后,將跳過自動(dòng)程序到P0處,由于X0常閉觸點(diǎn)為斷開,故執(zhí)行“手動(dòng)程序”,執(zhí)行到P1處,由于X1常閉觸點(diǎn)為閉合,所以又跳過回原位程序到P2處;假設(shè)選擇分“回原位”方式,則X0OFFX1ON,跳過自動(dòng)程序和手動(dòng)程序執(zhí)行回原位程序;假設(shè)選擇“單步”或“單周期”或“連續(xù)”方式,則X0X1均為OFF,此時(shí)執(zhí)行完自動(dòng)程序后,跳過手動(dòng)程序和回原位程序。

6-22 機(jī)械手系統(tǒng)PLC梯形圖的總體結(jié)構(gòu)

2.各部分程序的設(shè)計(jì)

1)公用程序 公用程序如圖6-23所示,左限位開關(guān)X12、上限位開關(guān)X10的常開觸點(diǎn)和表示機(jī)械手松開的Y4的常開觸點(diǎn)的串聯(lián)電路接通時(shí),輔助繼電器M0變?yōu)?span lang="EN-US">ON,表示機(jī)械手在原位。

公用程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理,當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí),必須將除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器(M11-M18)復(fù)位,同時(shí)將表示連續(xù)工作狀態(tài)的M1復(fù)位,否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式,然后又返回自動(dòng)工作方式時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況,引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。

當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)狀態(tài)(M0ON),在開始執(zhí)行用戶程序(M8002ON)、系統(tǒng)處于手動(dòng)

狀態(tài)或回原點(diǎn)狀態(tài)(X0X1ON)時(shí),初始步對(duì)應(yīng)的M1O將被置位,為進(jìn)入單步、單同期和連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。如果此時(shí)M0OFF狀態(tài),M1O將被復(fù)位,初始步為不活動(dòng)步,系統(tǒng)不能在單步、單周期和連續(xù)工作方式下工作。

6-23 公用程序

2)手動(dòng)程序 手動(dòng)程序如圖6-24所示,手動(dòng)工作時(shí)用X14X21對(duì)應(yīng)的6個(gè)按鈕控制機(jī)械手的上升、下降、左行、右行、松開和夾緊。為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行,在手動(dòng)程序中設(shè)置了一些必要的聯(lián)鎖,例如上升與下降之間、左行與右行之間的互鎖;上升、下降、左行、右行的限位;上限位開關(guān)X10的常開觸點(diǎn)與控制左、右行的 Y2 Y3的線圈串聯(lián),使得機(jī)械手升到最高位置才能左右移動(dòng),以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)與別的物體碰撞。

6-24 手動(dòng)程序

3)自動(dòng)程序 如圖6-25所示為機(jī)械手系統(tǒng)自動(dòng)程序的功能表圖。使用通用指令的編程方式設(shè)計(jì)出的自動(dòng)程序如圖6-26所示,也可采用其它編程方式編程,在此不再贅述。

6-25 自動(dòng)程序的功能表圖

6-26 自動(dòng)程序

系統(tǒng)工作在連續(xù)、單周期(非單步)工作方式時(shí),X2的常閉觸點(diǎn)接通,使M2(轉(zhuǎn)換允許)ON,串聯(lián)在各步電路中的M2的常開觸點(diǎn)接通,允許步與步之間的轉(zhuǎn)換。

假設(shè)選擇的是單周期工作方式,此時(shí)X3ON X1X2的常閉觸點(diǎn)閉合,M2ON,允許轉(zhuǎn)換。在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X5,在M11的電路中,M1OX5M2的常開觸點(diǎn)和X12的常閉觸點(diǎn)均接通,使M11ON,系統(tǒng)進(jìn)入下降步,Y1ON,機(jī)械手下降;機(jī)械手碰到下限位開關(guān)X11時(shí),M12變?yōu)?span lang="EN-US">ON,轉(zhuǎn)換到夾緊步,Y4被復(fù)位,工件被夾緊;同時(shí)TO得電,2s以后TO的定時(shí)時(shí)間到,其常開觸點(diǎn)接通,使系統(tǒng)進(jìn)入上升步。系統(tǒng)將這樣一步一步地往下工作,當(dāng)機(jī)械手在步M18返回最左邊時(shí),X4ON,因?yàn)榇藭r(shí)不是連續(xù)工作方式, M1處于OFF狀態(tài),

轉(zhuǎn)換條件·X12滿足,系統(tǒng)返回并停留在初始步M10

在連續(xù)工作方式,X4ON,在初始狀態(tài)按下起動(dòng)按鈕X5,與單周期工作方式時(shí)相同,M11變?yōu)?span lang="EN-US">ON,機(jī)械手下降,與此同時(shí),控制連續(xù)工作的M1ON,往后的工作過程與單周期工作方式相同。當(dāng)機(jī)械手在步M18返回最左邊時(shí),X12ON,因?yàn)?span lang="EN-US">M1為ON,轉(zhuǎn)換條件M7·X4滿足,系統(tǒng)將返回步M11,反復(fù)連續(xù)地工作下去。按下停止按鈕X6后,M1變?yōu)?span lang="EN-US">OFF,但是系統(tǒng)不會(huì)立即停止工作,在完成當(dāng)前工作周期的全部動(dòng)作后,在步M18返回最左邊,左限位開關(guān)X12ON,轉(zhuǎn)換條件·X12滿足,系統(tǒng)才返回并停留在初始步。

如果系統(tǒng)處于單步工作方式,X2ON,它的常閉觸點(diǎn)斷開,“轉(zhuǎn)換允許”輔助繼電器M2在一般情況下為OFF,不允許步與步之間的轉(zhuǎn)換。設(shè)系統(tǒng)處于初始狀態(tài),M10ON,按下起動(dòng)按鈕X5M2變?yōu)?span lang="EN-US">ON,使M11ON,系統(tǒng)進(jìn)入下降步。放開起動(dòng)按鈕后, M2馬上變?yōu)?span lang="EN-US">OFF。在下降步, YO的得電,機(jī)械手降到下限位開關(guān)X11處時(shí),與YO的線圈串聯(lián)的X11的常閉觸點(diǎn)斷開,使YO的線圈斷電,機(jī)械手停止下降。X11的常開觸點(diǎn)閉合后,如果沒有按起動(dòng)按鈕, X5M2處于OFF狀態(tài),一直要等到按下起動(dòng)按鈕,M5M2變?yōu)?span lang="EN-US">ON,M2的常開觸點(diǎn)接通,轉(zhuǎn)換條件X11才能使M12接通,M12得電并自保持,系統(tǒng)才能由下降步進(jìn)入夾緊步。以后在完成某一步的操作后,都必須按一次起動(dòng)按鈕,系統(tǒng)才能進(jìn)入下一步。

在輸出程序部分,X10X13的常閉觸點(diǎn)是為單步工作方式設(shè)置的。以下降為例,當(dāng)小車碰到限位開關(guān)X11后,與下降步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器M11不會(huì)馬上變?yōu)?span lang="EN-US">OFF,如果YO的線圈不與X11的常閉觸點(diǎn)串聯(lián),機(jī)械手不能停在下限位開關(guān)X11處,還會(huì)繼續(xù)下降,這種情況下可能造成事故。

4)回原點(diǎn)程序 如圖6-27所示為機(jī)械手自動(dòng)回原點(diǎn)程序的梯形圖。在回原點(diǎn)工作方式(X1ON),按下回原點(diǎn)起動(dòng)按鈕X7M3變?yōu)?span lang="EN-US">ON,機(jī)械手松開和上升,升到上限位開關(guān)時(shí)X100N,機(jī)械手左行,到左限位處時(shí),X12變?yōu)?span lang="EN-US">ON,左行停止并將M3復(fù)位。這時(shí)原點(diǎn)條件滿足,M0ON,在公用程序中,初始步M0被置位,為進(jìn)入單周期、連續(xù)和單步工作方式作好了準(zhǔn)備。

6-27 回原位程序

3.程序綜合與模擬調(diào)試

由于在分部分程序設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮各部分之間的相互關(guān)系,因此只要將公用程序(圖6-23)、手動(dòng)程序(圖6-24)、自動(dòng)程序(圖6-26)和回原位程序(圖6-27)按照機(jī)械手程序總體結(jié)構(gòu)(圖6-22)綜合起來即為機(jī)械手控制系統(tǒng)的PLC程序。

模擬調(diào)試時(shí)各部分程序可先分別調(diào)試,然后再再進(jìn)行全部程序的調(diào)試,也可直接進(jìn)行全部程序的調(diào)試。

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