项目3-2 物料分拣

可编程控制器应用技术三菱FX2N系列PLC教学课件模块三步进顺控指令的应用项目3－2物料分拣PLC控制系统的设计南京技师学院PLC精品课程课题组1、步进指令由哪些指令组成?A）STL指令：步进接点。将步进接点接到左母线。其操作元件是为S。B）RET指令：步进返回。使副母线回到原来左母线的位置。2、状态继电器有哪些类型,是如何划分的?状态继电器S共有S0—S899个。其作用是与步进指令组合使用。在步进程序中，S0—S9是作为初始状态用，S10—S19是作为回零状态用，而其余的S20开始则做为状态控制的一般用处。一、复习提问:二、情景模拟：在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，图中是用于分捡小球大球的机械装置。工作顺序是向下，抓住球，向上，向右运行，向下，释放，向上和向左运行至左上点（原点），抓球和释放球的时间均为1秒。小大SB0X0启动开关上移限位SQ3X3SQ4X4SQ5X5上升Y2SQ2X2Y1当当吸住小球时机械臂到达下限位X2动作左移Y4右移Y3原点显示Y5吸住大球时机械臂未到达下限位X2不动下降Y0左移限位SQ1X1M物料分拣的控制要求：小大SB0X0启动开关上移限位SQ3X3SQ4X4SQ5X5上升Y2SQ2X2Y1当当吸住小球时机械臂到达下限位X2动作左移Y4右移Y3原点显示Y5吸住大球时机械臂未到达下限位X2不动下降Y0左移限位SQ1X1M左上、释放状态为原点，机械臂下降（当碰铁压着的是大球时，限位开SQ2断开，而压着的是小球时SQ2接通，以此判断是大球还是小球）。大球小球SQ2断开SQ2闭合将球吸住将球吸住上升上升SQ2动作SQ2动作右行到SQ5动作右行到SQ4动作下降SQ2动作释放上升SQ3动作左移SQ1动作到原点左、右移分别由Y4、Y3控制，上升、下降分别由Y2、Y0控制，将球吸住由Y1控制。三、知识准备选择性分支状态转移图的特点选择性分支:从多个流程顺序中选择执行某一个流程，称为选择性分支。选择性分支的状态转移图S20Y0S21S22S50S31S32S41S42Y1Y11Y2Y12Y21Y22X0X1X2X10X11X12X20X21X22AB图3-2-2选择性分支状移图三、知识准备选择性分支状态转移图的特点选择性分支的状态转移图•该状态转移图可分解为三个流程图，见图a）、b）、c）所示。S20S21S22S50S20S31S32S50S20S41S42S50Y0Y1Y2Y0Y11Y12Y0Y21Y22X0X1X2X10X11X12X20X21X22a)b)c)三、知识准备选择性分支的状态转移图S20为分支状态根据不同的条件，选择执行其中的一个流程。•X0为ON时执行图a)，X10为ON时执行图b)，X20为ON时执行图c)。•X0，X10，X20不能同时为ON。S20S21S22S50S20S31S32S50S20S41S42S50Y0Y1Y2Y0Y11Y12Y0Y21Y22X0X1X2X10X11X12X20X21X22a)b)c)三、知识准备选择性分支的状态转移图S50为汇合状态可由S22、S32、S42任一状态驱动。S20S21S22S50S20S31S32S50S20S41S42S50Y0Y1Y2Y0Y11Y12Y0Y21Y22X0X1X2X10X11X12X20X21X22a)b)c)三、知识准备选择性分支、汇合的编程编程原则是先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。分支状态的编程编程方法是先进行分支状态的驱动处理，再依顺序进行转移处理。(Y000)SETS21SETS31SETS41STLS20X000X010X020STLS20OUTY0驱动处理LDX0SETS20转移到第一分支状态LDX10SETS31转移到第二分支状态LDX20SETS41转移到第三分支状态X0X10X20S21S31S41STLS20SETSETSETY0梯形图与指令表图S20的分支状态三、知识准备汇合状态的编程编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理，再依顺序进行向汇合状态的转移处理。图3-2-2的汇合状态及汇合前状态，如图3-2-6所示。S50S22S21S31S32S41S42STLSTLSTLSTLSTLSTLSETSETSETX1X2X11X12X21X22Y1Y2Y11Y12Y21Y22SET图3-2-6汇合状态S50三、知识准备汇合状态的编程按照汇合状态的编程方法，依次将S21、S31、S32、S41、S42的输出进行处理，然后按顺序进行从S22（第一分支）、S32（第二分支）、S42（第三分支）向S50的转移。图3-2-7汇合程序图STLS21STLS22STLS31STLS32STLS41STLS42Y001Y002Y011Y012Y021Y022SETS22SETS50SETS32SETS50SETS42SETS50STLS21第一分支汇合前的驱动处理OUTY1LDX1SETS22STLS22OUTY2STLS31第二分支汇合前的驱动处理OUTY11LDX11SETS32STLS32OUTY12STLS41第三分支汇合前的驱动处理OUTY21LDX21SETS42STLS42OUTY22STLS22汇合前的驱动处理LDX2SETS50由第一分支转移到汇合点STLS32LDX12SETS50由第二分支转移到汇合点STLS42LDX22SETS50由第三分支转移到汇合点X1X2X11X12X21X22三、知识准备跳转与重复流程跳转：向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被称为跳转、以符号↓表示转移的目标状态。S20S21S22S23S20S21S22S23S22S30S31S32S33S40S41S42S43S30S31S32S33S41S42S42S40S43跳转流程图三、知识准备跳转与重复流程重复：向上面状态的转移被称为重复，与上面一样、以符号↓表示转移的目标状态。重复流程图S0S50S51S59S60S61S62S63S50S51S59S0S0S60S61S62S63S60四、任务实施控制系统程序分析根据工艺要求，该控制流程可根据SQ2的状态（即对应大、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据SQ2的通断，分别将球吸住、上升、右行到SQ4或SQ5处下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。四、任务实施控制系统的程序设计输入/输出端口分配输入输出元件代号作用输入继电器元件代号作用输出继电器SA运行开关X000YV1机械臂下降Y000SQ1左限位开关X001YV2吸球口Y001SQ2下限位开关X002YV3机械臂上升Y002SQ3上限位开关X003KM1机械臂右移Y003SQ4中间位置开关X004KM2机械臂左移Y004SQ5右限位开关X005LD机械臂停在原点Y005系统软件设计Y5Y0T0S0S21S22S23S24S25S26S27S28S29S30S31M8002X0X1X3T0X2T1X3X4X2T2X3X1T0X2T1X3X5X5K20K10T1Y2Y3Y0T2K10Y2Y4X1RSTY1T1K10SETY1SETY1Y2Y3原点指标启动原点下降延时下限小球未到达下限-大球吸球上升右移上升右移右限（小盒子）右限（大盒子）下降下限释放上升左移上限左限上限上限RETENDX4Y1Y5表示X2的常闭触点左限上限释放大、小球分类选择传送状态转移图系统软件设计大、小球分类选择传送梯形图SETS0M8002Y5SETS21X0X1Y000T0K20SETS22T0X002T1K10SETY001SETS23T1SETS25T0X002Y003X005SETS28X005SETS29X002Y002T2K10SETY001SETS30T2SETS31X003Y002Y004S0X001X001RETENDSTLS0STLS21STLS22SETS24X003Y002STLS23T1K10SETY001SETS26T1STLS25SETS27X003Y002STLS26Y003X004SETS28X004STLS24STLS27STLS28STLS29STLS30STLS31AAX3Y1Y5硬件设计大、小球分类选择传送输入输出接线图SX4X3SQ1PLCY3Y2Y1Y0COM1KM1FU2COM220VYA3YA2YA1X2X1X0X5SA运行SQ2SQ3SQ4SQ5KM1FRY4COM2LNFU1Y5LD系统安装与调试设计元件布置图，如图。检查元器件的好坏，按照图中元件布置图的要求，正确安装元件。XT1PLCQFFU1XT2KM1KM2YV1YV2YV3SQ1SQ2SQ4SQ5SASQ3FRFU2系统安装与调试设计元件布置图，如图。检查元器件的好坏，按照图中元件布置图的要求，正确安装元件。根据PLC外部接线图完成PLC的输入输出接线，并检查有无断路及短路现象。给PLC上电，将状态转移图输入PLC。将运行模式选择开关拨到“RUN”位置，使PLC进入运行方式，模拟动作转换开关SA、行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，观察交流接触器KM1、KM2、电磁阀YV1、YV2和YV3的线圈是否按要求动作。接入主电路的三相电，并接上电动机进行调试运行；工艺要求安装元件的要求：•选用元器件正确，元件要牢固安装在配线板上。•各元件的安装位置应整齐、匀称，间距及布局合理。•安装要以端子排区分出板内、板外元件。•负荷开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧，并使熔断器的受电端为底座的中心端。工艺要求导线的接线要求：•选择的线径要符合要求。•板内布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直。•板内布线同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可时，该根导线应在元件接线端子引出时，就水平架空跨越，但必须走线合理。•板内布线通道尽可能少，同路并行导线按主、控电路分类集中，紧贴配线板布线（主电路若有换相可架空布线）。•板外软导线要用绑扎软管套好，进出端子排的导线要套数码管，软线要压冷压端子。•所有接点要紧固、不反圈、不压绝缘皮、不露铜太长。五、小结讲解了选择性分支的特点和编程方法重点讲述了选择性分支和选择性汇合的编程原则以大小球分检为例讲述了选择性分支在系统设计中的具体运用。通过对大小球分检系统的设计进一步了解了系统设计的步骤。六、思考题设计一个用PLC控制的皮带运输机的控制系统。1、控制要求：供料由电磁阀F1控制；电动机M1、M2、M3分别用于驱动皮带运输线PD1、PD2、PD3。其动作示意图如图3-2-15所示，其具体要求如下：（1）正常启动：按启动按钮时的启动顺序为F1、M1、M2、M3，间隔时间为5s；（2）正常停止：为使皮带上不留物料，要求按F1、M1、M2、M3顺序停止，间隔时间5s；（3）故障后的启动：为避免前段皮带上造成物料堆积，要求故障后的启动顺序为M3、M2、M1、F1，间隔时间为10s；（4）紧急停止：当出现意外时，按下紧急停止按钮，则停止所有电动机和电磁阀；（5）具有点动功能。