6ES7331-7PF11-0AB0 深圳西门子S7-300模块代理商

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PLC应用系统设计实例

机械手控制系统设计

1. 工艺过程及控制要求

1) 工艺过程

上海腾斯工业自动化设备有限公司 苏工

图6.1所示为一简易物料搬运机械手的工艺流程图。该机械手是一个水平垂直位移的机械设备，其操作是将工件从左工作台搬运到右工作台，由光耦合器VLC来检测工作台上有没有工件。机械手通常位于原点，它的动作全部由气缸驱动，而气缸则由相应的电磁阀控制。其中，上升下降和左移右移分别由双线圈二位电磁阀控制，放松夹紧由一个单线圈二位电磁阀(称为夹紧电磁阀)控制。

2) 控制要求

机械手整个搬运过程要求都能自动控制。在启动过程中能切换到手动控制及自动控制或半自动控制(又称单周期控制)，以便对设备进行调整和检修。图6.2是机械手控制系统的逻辑流程图。系统启动之前，机械手处于原始位置，条件是机械手在高位﹑左位。

2. 可编程序控制器选型

1) 硬件配置

系统输入信号有3个启动按钮，4个限位开关，5个手动输入信号，1个有工件检测信号，共计14个数字量输入信号；输出信号有机械手上升下降驱动信号﹑左移右移驱动信号和机械手夹紧驱动信号，共有5个数字量输出信号。不需模拟量模块，选择S7-300系列的CPU313，加上数字量输入模块SM321及输出模块SM322就可以满足要求，而且还有一定的裕量。

2) IO地址分配

将14个输入信号、5个输出信号与PLC的IO端一一对应，编排好地址，

其它地址分配

(1) 夹紧定时器T1，定时5 s；

(2) 放松定时器T2，定时5 s；

(3) 自动方式标志M0.0；

(4) 单动方式标志M0.1；

(5) 手动方式标志M0.2；

(6) 结束标志M0.5。

3. 机械手程序设计

1) 逻辑功能块(子程序)

逻辑功能块包括两个部分：自动方式或单动方式控制(FC10)和手动方式控制(FC11)。

(1) 自动方式或单动方式控制(FC10)的具体程序(梯形图表示)如图6.3所示。

(2) 手动方式控制(FC11)的具体程序(梯形图表示)如图6.4所示。

2) 组织块(主程序)

组织块OB1用于设定机械手启动方式，主要负责功能块或子程序的调用，是自动运行还是单动运行，以及系统的循环扫描、故障诊断和输出刷新。其梯形图如图6.5所示。

5.1 编程方式与程序块

5.2 数据块与数据结构

5.3 S7系列PLC程序设计

5.1.1 S7-300编程方式简介

S7-300系列PLC的编程语言是STEP 7。STEP 7继承了STEP 5语言结构化程序设计的优点，用文件块的形式管理用户编写的程序及程序运行所需的数据。如果这些文件块是子程序，则可以通过调用语句，将它们组成结构化的用户程序。这样，PLC的程序组织明确，结构清晰，易于修改。

为支持结构化程序设计，STEP 7用户程序通常由组织块(OB)、功能块(FB)或功能块(FC)等三种类型的逻辑块和数据块(DB)组成。