试验台PLC控制程序设计|加工中心
3.2 试验台PLC控制程序设计3.2.1 PLC 选型PLC是执行元件执行动作的发起者，是整个试验台控制系统的核心部件， PLC自身的性能也在一定程度上决定着试验台整体性能，与此同时，PLC逻辑 程序的正确编写也是整个试验台正常运行的基础，同时是本次试验台搭建过程中 的一个难点、关键点。PLC即可编程逻辑控制器，它是一种可编程的存储器，其内部有用于程序存 储的单元，并能够面向用户进行顺序控制、定时等操作。PLC实质上是一种用于工业控制的计算机，其硬件构成与微型计算机类似，主要由：电源、中央处理单 元、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等构成。PLC以扫描的形式进行工作，PLC的扫描周期分为：输入采样、用户程序 执行、输出刷新[42_43]。不同的PLC在整个工作运行过程中以一个一定的扫描速 度重复上述三个阶段。(1) 输入采样阶段：在此阶段，PLC以扫描的方式读入所有输入数据，并 将数据存入I/O映像区的相应单元中。此阶段的显著特点是：在程序执行过程中 即使输入信号发生变化，存储在I/O映像区的响应单元内的数据在下一个扫描周 期开始前也不会随之改变，这就是所谓的集中输入方式。(2) 用户程序执行阶段：在此阶段，PLC总是从上而下，从左到右依次扫 描用户程序，并进行相应的逻辑运算，然后依据运算结果，刷新逻辑线圈在存储 区域中的逻辑状态。此阶段的显著特点是：在程序执行的过程中可以使用立即指 令。S卩，若使用此I/O指令，输入过程映像存储器的值不变，而程序会直接从I/O 模块中取值，输出过程映像存储器的值会被立即更改。(3) 输出刷新阶段：此阶段在用户程序执行阶段之后，也是PLC —个扫描 周期的最后阶段。此阶段结束后产生的输出数据和输出状态才是真正的PLC输 出。这也是就所谓的集中输出。此输出值通过输出电流来驱动相应的外部设备在了解PLC的工作原理之后，要依据试验台的具体需求进行PLC的选型。 经过统计，本试验台搭建的过程中所需要的输入点数和输出点数均为18个。由 于该试验台搭建时所需要的输入输出信号点不多，因此所选PLC输入输出点数 均超过18即可。由于欧姆龙系列PLC更加适用于小型系统，编程更容易，故考 虑选用欧姆龙系列PLC。CP1H系列PLC是欧姆龙在CS/CJ中型机的基础上研 制开发的，是性能较好，扩展能力较强的高端小机型PLC。，处理速度对于基本 指令为O.l^is; I/O容量最多7个扩展单元，开关量******320点，模拟量******37 路。拥有自由端口两个，可用于RS-232和RS-485通讯，并配有通用USB端口， 方便程序的上传和下载。本文在考虑满足输入输出点数要求的同时，综合考虑到后续试验台的二次开 发，本文选用CP1H-XA40DT-D型号的欧姆龙PLC以及CP1W-16ER的扩展模块。 此型号PLC具有24个输入点，16个输出点，并具有模拟量输出输入功能。 CP1W-16ER的扩展模块的输出点数量为16个。3.2.2 PLC程序设计在完成PLC选型之后，需要进行PLC程序的编写以使其能对执行机构进行 控制，PLC程序编写过程的一般步骤是：首先要完成输入输出点的定义，然后是 26 整体方案的确定，最后是PLC逻辑梯形图的绘制。 下面将从以上三个方面进行 阐述。 (1)输入输出点的定义 1)输入点的定义 将PLC的输入端与外部设备的反馈信号线相连接，其中外部设备包括外部 传感器、 伺服电机的反馈信号线、减速电机的反馈信号线，以此线路组成回路， 完成对PLC输入的控制， 此即为PLC的输入电路。根据本试验台搭建的实际情 况，结合所需输入点数， PLC相关输入点的定义如下。 表3.5输入点统计及PLC输入点的定义 项目 伺服控制器报 警信号 气缸位置信号 防护门 位置信 号 机械 手原 点信 号 点数 2 4 1 1 内容 Ml报 M2报 曰曰 气缸1 进位标 志 气缸1 气缸2 复位标进位标 志 志 气缸2 复位标 志 防护门 关闭 机械 手原 点 地址 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 项目 掉刀检测信号 热继电器信号 刀套位 置信号 变频 器报 馨 点数 2 2 1 1 内容 掉刀检掉刀检 FR1触 FR2触FR3触 FR4触 刀套位 M3 测1 测2 点 占 占 点 置 报警 地址 1.05 1.06 1.03 1.00 1.01 1.02 0.08-0.10 1.04 2)输出点的定义将PLC的输出端与外部设备的输入信号线相连接，其中外部设备包括伺服 控制器的输入信号线、变频器的输入信号线、伺服电机的输入信号线、减速电机 的输入信号线，以此组成回路，实现PLC的输出，即为PLC的输出电路。根据 本试验台搭建的实际情况，结合所需输出点数，PLC相关输出点的定义如下。 表3.6输出点统计及PLC输出点的定义 项目 变频器调速 电机刹 车 伺服控制器 工作 线路得电 点数 1 1 2 4 内容 M3调速 M3解 刹车 伺服控制器 使能 KA1 线圈 KA3 线圈 KA2 线圈 KA4 线 圈 地址 101.06 101.07 101.00-101.01 103.00 103.02 103.01 103. 03 项目 伺服控制器 脉冲输出 变频器 工作 气缸控制 点数 4 1 5 锁 紧 缸 内容 输出脉冲 M3启 动 气缸1回刀 气缸1 回刀 气缸2 推刀 气缸2 回刀 地址 100.00-100. 03 101.05 100.05 100.07 101.03 101.04 101. 02 (2) PLC梯形图程序的编制在PLC输入输出电路设定完成之后，下一步就是进行PLC逻辑梯形图的绘 制，根据前述的PLC的选型结果，在PLC逻辑梯形图的绘制过程中，选择使用 CX-One软件。PLC程序的编写主要使用CX-One中的CX-Programmer软件[44]。根据试验台搭建的实际情况以及链式刀库运转的动作顺序，PLC梯形图程序 地编制主要分为三个大的方面：换刀准备、就近选刀、机械手换刀。1) 换刀准备阶段。换刀准备阶段的主要工作是先判断所给的目标刀号的具 体位置以及进行刀仓空刀位地跟踪，为下一步刀仓根据就近换刀原则进行换刀做 好准备。2) 就近选刀阶段。就近选刀主要是根据所给的目标刀号所在的具体位置， 刀仓依照最短运行路径，把目标刀号送至换刀位置，为下一步换刀机械手进行换 刀做好准备。3) 机械手换刀阶段。当上述两个阶段进行完成后，自动换刀机械手会根据 目标刀具的长度和重量，选择合适的转速进行换刀，此阶段换刀机械手的转速由 变频器进行控制。本文采摘自“加工中心链式刀库及机械手可靠性试验方法研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找wnsr888手机版相关的文章！本文由海天精工整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！