西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8接线方法
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产率。
机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。为使机械手动作准确，在机械手的极限位置安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位，并发出动作到位的输入信号。传送带A上装有光电开关SP，用于检测传送带A上物品是否到位。机械手的起、停由图中的起动按钮SB1、停止按钮SB2控制。
传送带A、B由电动机拖动。机械手的上、下、左、右、抓紧、放松等动作由液压驱动，并分别由六个电磁阀来控制。
2 机械手的动作流程
传送带B处于连续运行状态，故不需要用PLC控制。
机械手及传送带C 顺序动作的要求是：
1) 按下起动按钮SB1时，机械手系统工作。首先上升电磁阀通电，手臂上升，至上升限位开关动作；
2) 左转电磁阀通电，手臂左转，至左转限位开关动作；
3) 下降电磁阀通电，手臂下降，至下降限位开关动作；
4) 启动传送带A运行，由光电开关SP检测传送带A上有无物品送来，若检测到物品，则抓紧电磁阀通电，机械手抓紧，至抓紧限位开关动作；
5) 手臂再次上升，至上升限位开关再次动作；
6) 右转电磁阀通电，手臂右转，至右转限位开关动作；
7) 手臂再次下降，至下降限位开关再次动作；
8) 放松电磁阀通电，机械手松开手爪，经延时2秒后，完成一次搬运任务，然后重复循环以上过程。
9) 按下停止按钮SB2或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时，机械手按停止前的动作继续工作。
3 PLC选型及其I/O点编号分配
3.1 PLC的选型
由于机械手系统的输入/输出接点少，要求电气控制部分体积小，，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，故选用日本OMRON（立石）公司生产的多功能小型C20P主机。该机输入点为12，输出点为8。内部主要有：136个辅助继电器、16个特殊功能继电器、160个保持继电器、8个暂存继电器、48个定时/计数器、64个16位数据存贮器。
3.2 I/O点编号分配
机械手动作流程图，可以确定电气控制系统的I/O点分配。
在状态由HR010转移至HR000的条件中，增加了保持继电器的常闭触点
其作用是：当机械手工作在某一中间工步时
PLC断电或停止运行，机械手停止在中间工步上。PLC复电或重新投入运行后，由于保持继电器HR具有状态断电保护的功能，因此在重新起动时，中有某一个是断开的，使得HR000不能置位，机械手只能从停止前被置位的保持继电器的后续工步继续动作。
4.2 程序运行
按下起动按钮SB1，输入点0000为ON,则作为互锁条件的辅助继电器1000为ON，互锁指令IL接通，IL与ILC之间的线圈正常工作，“全部输出禁止”解除。若常闭触点都为ON，保持继电器HR000接通，输出点0503使上升电磁阀得电，手臂上升。当手臂上升到位时，上升限位开关使输入点0005闭合，保持继电器HR001 接通，HR000复位，输出点0501使左转电磁阀得电，手臂左转。......以后每当一步动作到位，限位条件满足时，状态转移，进行下一工步动作。当状态转移到HR008为ON时，输出点0506使放松电磁阀得电，机械手放松，同时定时器TIM00计时。当计时2秒到，状态又转移到HR000，程序又重新从**工步开始循环。
停止时，按下停止按钮SB2，0001断开，辅助继电器1000为OFF，互锁指令断开，全部输出被禁止，但各保持继电器的状态是断电保护的
PLC控制系统产生I/O滞后现象的 主要原因如下：
（1） 由于PLC采用循环扫描的工作方式。
PLC只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入/输出，导致输出信号相对输入信号滞后。
（2） 输入滤波器对信号的延迟作用。
滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。
有的PLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整。
（3） 输出继电器的动作延迟（继电器输出型PLC）。
从输出锁存器ON、到输出触点ON经历一定时间——输出ON延时。
要求有较快响应的场合较好不要使用继电器输出型PLC。
（4） 用户程序的长短及语句编排。
I/O滞后现象，对慢速控制系统影响不大。
要求快速响应的场合，需要解决I/O速度问题。
功能指令又称**指令，CPM1A系列PLC提供的功能指令主要用来实现程序控制，数据处理和算术运算等。这类指令在简易编程器上一般没有对应的指令键，只是为每个指令规定了一个功能代码，用两位数字表示。在输入这类指令时先按下“FUN”键，再按下相应的代码。下面将介绍部分常用的功能指令。
1．空操作指令NOP（0 0）
本指令不作任何的逻辑操作，故称空操作，也不使用继电器，无须操作数。该指令应用在程序中留出一个，以便调试程序时插入指令，还可用于微调扫描时间。
2．结束指令END（01）
本指令单独使用，无须操作数，是程序的最后一条指令，表示程序到此结束。PLC在执行用户程序时，当执行到END指令时就停止执行程序阶段，转入执行输出刷新阶段。如果程序中遗漏END指令，编程器执行时则会显示出错信号：“NO END INSET”：当加上END指令后，PLC才能正常运行。本指令也可用来分段调试程序。
3．互锁指令IL（02）和互锁指令ILC（0 3）
这两条指令不带操作数，IL指令为互锁条件，形成分支电路，即新母线以便与LD指令连用，表示互锁程序段的开始；ILC指令表示互锁程序段结束。
互锁指令IL和互锁指令ILC用来在梯形图的分支处形成新的母线，使某一部分梯形图受到某些条件的控制。IL和ILC指令应当成对配合使用，否则出错。IL/ILC指令的功能是：如果控制IL的条件成立（即ON），则执行互锁指令。若控制IL的条件不成立（即OFF），则IL与ILC之间的互锁程序段不执行，即位于IL/ILC之间的所有继电器均为OFF，此时所有定时器将复位，但所有的计数器，移位寄存器及保持继电器均保持当前值。
4．跳转开始指令JMP（0 4）和跳转结束指令JME（0 5）
这两条指令不带操作数，JMP指令表示程序转移的开始，JME指令表示程序转移的结束。
JMP/JME指令组用于控制程序分支。当JMP条件为OFF时，程序转去执行JME后面的**条指令；当JMP的条件为ON，则整个梯形图按顺序执行，如同JMP/JME指令不存在一样。
在使用JMP/JME指令时要注意，若JMP的条件为OFF，则JMP/JME之间的继电器状态为：输出继电器保持目前状态；定时器/计数器及移位寄存器均保持当前值。另外JMP/JME指令应配对使用，否则PLC显示出错。
5．逐位移位指令 SFT（10）
又称移位寄存器指令，本指令带两个操作数，以通道为单位，**个操作数为首通道号D1，*二个操作数为末通道号D2。所使用的继电器有：000CH~019CH, 200CH~252CH, HR00~HR19。其功能相当于一个串行输入移位寄存器。
移位寄存器有数据输入端（IN）、移位时钟端（CP）及复位端（R），必须按照输入（IN）、时钟（CP）、复位（R）和SFT指令的顺序进行编程。当移位时钟由OFF→ON时，将（D1~D2）通道的内容，按照从低位到高位的顺序移动一位，较高位溢出丢失，较低位由输入数据填充。当复位端输入ON时，参与移位的所有通道数据均复位，即都为OFF。
如果需要多于16位的数据进行移位，可以将几个通道级连起来。
移位指令在使用时须注意：起始通道和结束通道，必须在同一种继电器中且起始通道号≤结束通道号。
6．锁存指令KEEP（11）
本指令使用的操作数有：01000~01915、20000~25515、HR0000~HR1915，其功能相当于锁存器，当置位端（S端）条件为ON时，KEEP继电器一直保持ON状态，即使S端条件变为OFF，KEEP继电器也还保持ON，，直到复位端（R端）条件为ON时，才使之变OFF ，KEEP 指令主要用于线圈的保持，即继电器的自锁电路可用KEEP指令实现。若SET端和RES端同时为ON，则KEEP继电器**变为OFF。锁存继电器指令编写必须按置位行（S端），复位行（R端）和KEEP继电器的顺序来编写。
7．*微分脉冲指令DIFU（13）和后沿微分脉冲指令DIFD（14）
本指令使用操作数有：01000~01915、20000~25515、HR0000~HR1915，DIFU的功能是在输入脉冲的前（上升）沿使*的继电器接通一个扫描周期之后释放，而DIFD的功能是在输入脉冲的后（下降）沿使*的继电器接通一个扫描周期之后释放。
8．快速定时器指令 TIMH（15）
本指令操作数占二行，一行为定时器号000~127（不得与TIM或CNT重复使用同号），另一行为设定时间。设定的定时时间，可以是常数，也可以由通道000CH~019CH，20000CH~25515CH，HR0000~HR1915中的内容决定，但必须为四位BCD码。其功能与基本指令中的普通定时器作用相似，一区别是TIMH定时精度为0. 01s，定时范围为0~99.99s。
9．通道移位指令WSFT（16）
又称字移位指令，本指令是以字（通道）为单位的串行移位。操作数为首通道号D1，末通道号D2。可取000CH~019CH, 200CH~252CH, HR00~HR19。通道移位指令执行时，当移位条件为ON，WSFT从首通道向末通道依此移动一个字，原首通道16位内容全部复位，原末通道中的16位内容全部移出丢失。
WSFT指令在使用时须注意：首通道和末通道必须是同一类型的继电器；首通道号≤末通道号。
当移位条件为ON时，CPU每扫描一次程序就执行一次WSFT指令。如只要程序执行一次，则应该用微分指令。
10．可逆计数器指令 CNTR（12）
本指令的功能是对外部信号进行加1或减1的环形计数。带两个操作数：计数器号000~127，设定值范围0000~9999，设定值可以用常数，也可以用通道号，用通道号时，设定值为通道中的内容。
11．比较指令CMP（20）
本指令的功能是将S（源通道）中的内容与D（目标通道）的内容进行比较，其比较结果送到PLC的内部**继电器25505、05506、25507中进行处理后输出，输出状态见表4-9。
表4-9 比较输出**继电器状态表
SMR | 25505 | 25506 | 25507 |
S>D | ON | OFF | OFF |
S=D | OFF | ON | OFF |
S,D | OFF | OFF | ON |
比较指令CMP用于将通道数据S与另一通道数据D中的十六进制数或四位常数进行比较，S和D中至少有一个是通道数据。
12．数据传送指令 MOV（21）和数据求反传送指令MOVN（22）
这两条指令都是用于数据的传送。当MOV的状态为0N时，执行MOV指令，在每个扫描周期中把S中的源数据传送到目标D所*的通道中去。当MOV的状态为0FF时，执行MOVN指令，在每个扫描周期中把S中的源数据求反后传送到目标D所*的通道中去。执行传送指令后，如果目标通道D中的内容全为零时，则标志位25506为ON。
13．进位置位指令STC（40）和进位复位位指令CLC（41）
这两条指令的功能是将进位标志继电器25504置位（即置ON）或强制将进位标志继电器25504复位（即置OFF）。当这两条指令状态为ON时，执行指令，否则不执行。通常在执行加、减运算操作之前，先执行CLC指令来清进位位，以确保运算结果的正确。
14．加法指令ADD（30） 本指令是将两个通道的内容或一个通道的内容与一个常数相加（带进位位），再把结果送至目标通道D。操作数中被加数S1、加数S2、运算结果D的内容见表4-10。
表4-10 加法指令的操作数内容
S1/S2 | 000~019CH | 200~231CH | HR00~HR19 | TIM/CNT000~127 | DM0000~1023 DM6144~6655 | 四位 常数 |
D | 010~019CH | 200~231CH | HR00~HR19 | — | DM0000~1023 | — |
注：DM6144~6655不能用程序写入（只能用外围设备设定）
说明：执行加法运算前必须加一条清进位标志指令CLC（41）参加运算；被加数和加数必须是BCD数，否则25503置ON，不执行ADD指令；若相加后结果有进位，则进位标志继电器25504为ON；若和为零，则**继电器25506变为ON。
15．减法指令SUB（31）
本指令与ADD指令相似，是把两个四位BCD数作带借位减法，差值送入*通道，其操作数同ADD指令。在编写SUB指令语言时，必须*被减数，减数和差值的存放通道三个数
说明：执行减法运算前必须加一条清进位位指令CLC（41）；被减数和减数必须是BCD数，否则25503置ON，不执行SUB指令；若运算有借位，则进位标志继电器25504为ON；若运算结果为零，则**继电器25506变为ON。
以上介绍是CPM1A系列PLC一些常用的**指令，还有一些未作介绍，C200H系列PLC除了基本指令和CPM1A系列PLC相同外，很多功能指令也相同，另外又增加了一些功能指令，读者可以根据不同型号的PLC按其使用功能的不同参阅使用手册加以学习和掌握。
PLC顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。
1.步
将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，可以用编程元件来代表各步。
2.初始步
与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待起动命令的相对静止的状态。
3.活动步
当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。
4. 动作
在某一步中要完成某些命令或动作统称为动作
5.有向连线
有向连线规定了步的活动状态的进展路线和方向。
6.转换
转换用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。
7.转换条件
与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边
1.单序列
单序列由一系列相继的步组成，每一步的后面仅有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。
2.选择序列
选择序列的开始称为分支，转换符号只能标在水平连线之下。一般只允许同时选择一个序列，即选择序列中的各序列是互相排斥的，其中的任何两个序列都不会同时执行。
选择序列的结束称为合并，几个选择序列合并到一个公共序列时，用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示，转换符号只允许标在水平连线之上。
3.并行序列
并行序列是开始称为分支，当转换的实现导致几个序列同时时，这些序列称为并行序列。每个序列中活动步的进展将是独立的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。并行序列用来表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。
并行序列的结束成为合并，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
一、输入输出（I/O）点数的估算
/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。
二、存储器容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
三、控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
(一)运算功能
简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用**的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。
(三)通信功能
大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。
PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。
PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）**PLC网络（各厂商的**PLC通信网络）。
为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。
(四)编程功能
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
(五)诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。
PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。
(六)处理速度
PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。
处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。
四、机型的选择
(一)PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
(二)输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。
可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。
考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
(三)电源的选择
PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。
如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
(四)存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。
(五)冗余功能的选择
1．控制单元的冗余
(1)重要的过程单元：CPU（包括存储器）及电源均应1B1冗余。
(2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。
2．I/O接口单元的冗余
(1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。
(2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3）根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。
(六)经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，较终选出较满意的产品。
输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。
http://zhangqueena.b2b168.com
欢迎来到浔之漫智控技术(上海)有限公司网站， 具体地址是上海市松江区永丰街道上海市松江区广富林路4855弄52号3楼，联系人是聂航。
主要经营电气相关产品。
单位注册资金单位注册资金人民币 100 万元以下。
价格战，是很多行业都有过的恶性竞争，不少厂家为了在价格战役中获胜，不惜以牺牲产品质量为代价，而我们公司坚决杜绝价格战，坚持用优质的原材料及先进的技术确保产品质量，确保消费者的合法利益。
7
