南京西门子中国一级代理商通讯电缆供应商

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年产100万t钢;工程自动化系统采用SIEMENS S7—400PLC系统，由PLC做为控制站，工业型计算机做为操作站构成分布式结构，满足原料场、烧结厂、高炉、转炉及连铸等控制需求。如果环境恶劣，干扰强烈或安装使用不当，维护不到位，保护程序考虑不周等，都不能保证PLC正常、、地运行。因此。讨论如何提高PLC控制系统性问题十分重要。下面谈谈笔者对如何提高PLC控制系统性的认识。

1 主要技术性能及技术要求

(1)西门子S7—400控制系统(开关量和模拟量)。要求设备工作环境温度20-25℃，防震、防尘、防电磁干扰，相对湿度20%-70%无冷凝;一个基架上模板的安排原则是：能够插入的模板数，受它们从级背板总线的电流值的限制(具体参见各模板的技术要求)。

(2)多个机架配置的S7—400模板安排原则。接口模板总是位于3号槽，1个信号模板的左边。每个机架上不应过8个槽板，模板总是位于接口模板的左边。能插入的模板数受S7—400背板总线允许提供电流的限制，每1排或每1机架

总是电流耗量不能过1.2 A。

(3)CPU工作时可选的电源：200—240 VAC、24 VDC。

(4)选用电源模板总电量不能或等于输入、输出单元的电流总耗量。

(5)CPU模板有后备电池，起防电程序丢失的功能。

(6)系统应单接地，接地电阻R≤4 n。

2 影响PLC控制系统性的主要因素

PLC控制系统的性直接关系到整个生产效率和，不论是硬件、还是软件或者外围设备，只要其中某一环节出问题都将导致停产。因而它是讨论技术要求的要因素。图1为分析PLC控制系统故障图。

由图1可见，只有5%的故障发生在可编程控制器中，这说明可编程控制器本身的性远外部设备的性，的故障发生在I/O模板中，只有10%的故障发生在控制器中。说明发生在可编程控制器CPU、存储器、系统总线和电源中的故障只占系统总故障的0.5%，而发生在I/O模板中的故障也只占系统全部故障的4.5%。分析可见，通常，在实际应用中往往从以下几方面来考虑。

(1)要注意外部设备的选择，缩短大量的维修时间。

(2)数据和程序的保护。大部分PLC控制系统都采用锂电池支持的RAM来存储用户的应用程序，一般一支电池的寿命为5年左右，用完后应用程序将全部丢失。因此一些重要的地方常采用存储卡来存储用户的应用程序。将程序及技术资料作为存档保存起来。以防后备使用。

(3)安装与布线要采取一定的抗干扰措施。一般PLC电源都采用带屏蔽层1：1隔离变压器供电，在有较强干扰源的环境中使用时，应将屏蔽层和PLC浮地端子接地，接地线面积不能小于2mm2。接地线要采取立的方式，不能用与其它设备串联方式接地。PLC电源线，I/O电源线，输入、输出信号线，交、直流线都应尽量分开布线。开关量信号线与模拟量信号线也应该分开布线，后者应用屏蔽线，并且将屏蔽层接地等等。

3 提高PLC控制系统性的方法

在PLC控制系统的设计过程中，提高其性的方法贯穿在系统和软、硬件和外围设备设计的始终。

3.1 重视安装

提高PLC控制系统性是一项长期、持久的工作。，施工和安装是非常重要的环节，严格把关，这样可减少投产故障率。其次，要保证检修质量，特别是技改线路改动和系统改造，是目前的当务之急。否则，几年的系统改造后，大量线路的换，线号丢失及程序变，该记录备份的没有做记录等。致使维护工作量加大，性得不到保证。这一项是人们易疏忽的，必需引起高度重视。

3.2 老化筛选法

通常我们用“老化筛选”的方法，就是结束“早期”，延长“偶然期”，“损耗期”及时换来提高PLC系统的性。该方法主要用于不可修复元件。PLC控制系统的失效率是与时间有关。我们将设备元件的故障率y(t)随时间变化划分为三个时期进行分析，如图2所示。这种变化曲线通常称故障率曲线也称为浴盆曲线。

从图2可以看出：

(1)早期故障较高(O～t0期间)。主要是由于系统内在设计错误、元器件质量、安装和工艺缺陷等不合理原因引起，但随时间的增加故障率降低。这一时期的主要任务是尽早找出不的因素使系统尽快稳定下来。

(2)偶然期故障期(t0～t1期间)比较稳定，也可称为随机故障期。此时期故障是随机发生的，系统的故障率而且稳定，可视为常数。这一时期是系统的状态期，在运行中应以加强维护延长这段时期的时间，应做好定期检修和维护

工作。

(3)损耗期(t1之后)故障率上升，这是因为常时间以来构成系统的某些零件已经老化耗损，寿命衰竭机械和电气磨损以及绝缘的老化所引起。在这段时期中大部分元件要开始失效。如能事先知道损耗开始的时间，事先换元器件，延长系统的有效寿命。推迟耗损故障期的到来。

4 PLC控制系统的设计方法

尽管PLC的运行是、的，作为一个系统来说，稳定仍然是不可忽视的问题.系统设计要充分利用PLC的特点，使PLC的运行能真正达到、。

(1)硬件保护。主要包括：联锁保护、限位保护和急停保护等。

(2)软件保护。主要包括：联锁保护、限位保护、保护和自检保护等。PLC是利用存储程序进行控制，用存储的程序进行安装保护，也可以使其只执行正确的操作，而拒绝错误的命令。软件保护主要利用自检信息及时发现隐患，故障;也可针对工程的特点，自编诊断程序而排除故障，以确保PLC、稳定、运行。

5 PLC控制系统性的管理

5.1 人的管理

随着科技的发展，自动化的科学含量不断的提高。这将对工作人员的素质提出高的要求。工作人员不但要熟悉设备情况、检修、规划和设计等;而且还要懂得计算机以及具有一定技术水平。因此，从人员的培训力度、培训方式和培训内容等着手。不断提高工作人员的业务素质和思想素质，才能胜任其工作岗位。

5.2维护管理

PLC控制系统的性，其主要因素还是要做好后期的维护管理工作，维护设备主要部位：供电电源，外部环境、安装状态、电源(Ps)、处理单元(CPU)、信号模板(SM)及寿命元件输人、输出中间继电器等外围设备等。

6 结束语

提高PLC控制系统的性的方法很多，不同的可编程控制器，方法会略有不同;但只要在实际工作中，善于观察，善于总结积累经验，就可以充分考虑到对PLC.的各种不利因素，在实际应用中采取适当措施;使控制系统、地运行，并能减少大量后期维修工作

基于PLC控制器设计了一套伺服焊点焊控制系统，该系统集成了伺服焊和焊接控制器等设备。焊接过程中，电定位利用伺服电机的位置环来实现，电力则通过采集安装在电杆上的badCeu压力传感器的反馈压力信号来进行闭环控制，与焊接控制器的通讯则由系统的I，O模块来完成。试验表明，该伺服焊系统在焊接过程中电定位、电力稳定，并能够有效地提高焊接质量，减少焊接喷溅，延长电寿命

O 序言

电阻点焊(RsW)目前已被广泛应用于轿车白车身装配工艺中，它是复杂的电、热、力等因素综合作用的。影响点焊质量的因素很多，主要的因素有焊接电流、焊接时间、电力等u’2J。焊接电流和时间多是由焊接控制器来调节，通常是采用恒流控制法。

电力在传统的气动焊中是由气缸来控制的，由于气压系统所固有的缺陷，无法保证电力的稳定性;新型的伺服焊采用交流伺服电机来控制，电速度、位置、压力都可以准确地进行控制，因此伺服焊可以有效地控制电力，提高焊点质量同时由于焊接时电与工件的弹性接触，伺服焊能够明显提高电寿命。

目前国外一些汽车制造厂商如丰田、本田公司已经将伺服焊用于生产线上进行车身点焊装配。伺服焊在车身生产线应用时，被集成在专门的焊接机器人上，由机器人驱动。焊上的伺服电机被当作焊接机器人的附加轴，由机器人控制器中专门的伺服单元来控制，机器人控制器上安装点焊软件包，能够实现焊定位、与工件软接触、预压、焊接、保压以及电轴向磨损检测和补偿等功能。随着伺服焊成本日趋降低，其必将成为今后车身装配线上重要的连接设备。

1.伺服点焊PLC控制系统硬件

试验系统采用PLC控制器来控制伺服焊单一轴，以实现整个点焊过程m。伺服焊点焊控制系统主要由伺服焊、PM控制系统、焊接控制器等设备组成，它们之间的集成如图1所示。

1.1伺服焊

伺服焊主要由焊接变压器、欧姆龙公司交流伺服电机R88M—w1邸(额定功率1.3 kw，通过电源和伺服编码器电缆与伺服驱动器连接)、滚珠丝杠、上下电组成。伺服电机使用同步齿形带来带动丝杠旋转，控制实现电的进给，电机的旋转量和旋转速度决定了电的进给量和进给速度。

1.2 PLc控制系统

P比控制系统是整个伺服点焊系统的，控制点焊的全过程。主要由PLC主机模块CslH—CPU.65H、4路模拟量I，O模块MAD44、四轴运动控制模块Mc42l和交流伺服驱动器R88D—wTl5H(额定输出功率1.5 kW，与焊上的伺服电机相匹配)组成。PLC主机控制整个焊接过程的时序，I/O模块完成与外围设备的信息交互，包括压力传感器信号和焊接完毕信号的输入，焊接程序选通信号的输出等，运动控制器存储编译好的G代码程序并转换成电机插补运动的脉冲信号，伺服驱动器则将运动控制器输出的脉冲信号放大，驱动电机旋转来控制电进给。

1.3焊接控制器

焊接控制器采用日本小原公司的焊接控制器I'25，其内部集成了恒流控制模块，当焊接过程中实际电流发生偏差时，控制器会自动调整可控硅触发角，保持焊接电流稳定。此外，焊接控制器还提供了一些常用的外部接口，如焊接允许信号、程序选通信号的输入、焊接保持结束信号的输出等。

2控制方案设计

伺服焊一个特有的优势在于它具有压力环控制的同时还具有位置环控制。这样，当工件接触面变形严重以致施加额定焊接压力也无法很好的贴合时，电的位置环便能保证使工件贴合紧密，减少和抑制焊接过程中的飞溅。

2.1 电位置和速度控制

交流伺服电机的旋转量和旋转速度是由输人伺服电机的脉冲数以及脉冲频率来决定的。控制系统中，运动控制器提供了一个通用G代码编程接口，上位机使用cx—M砸0n软件来进行G代码程序的编写、编译和传输，PLC则通过调用G代码程序来控制伺服电机旋转量和旋转速度。

经试验标定，在伺服电机带动下电的进给速度为每脉冲2.5胛，当处于电机原点时，上下电间的距离为100 r姗，试验中焊接工件为2块l姗厚45号热镀锌低碳钢板。因此设定快速接近工件的子程序P00l如下，使用坐标系。

G90

G0l X39000 f30000

G90表示坐标系，G01表示直线插补，X39000表示x轴方向进给的脉冲数为39 000， F30000表示脉冲频率为30000 m。该子程序的执行时间为39 000，30 000=1.3 s，运行完毕后，运动控制模块输出39 000个脉冲信号，电向下进给量为39 000×2.5，l 000=97.5 I姗，进给速度为9r7.5，1.3=75 rnlIl，s，执行完毕后，上电快速接近到工件上表面。

2.2电力控制

交流伺服电机的输出转矩是由输入电机转子线圈的电流决定的，通常是采用交流变频器来进行控制，但交流变频器价格昂贵，这里使用现有的运动控制器，基于电机的位置伺服功能来实现压力闭环控制。在电杆上安装NI(美国国家仪器公司)的Load ceH型压力传感器rIHc一10K—V，压力信号接人模拟量I，O模块来组成闭环控制系统。PLc主机接收反馈信号，比较当前电力和预设压力的差值，控制电机进给，来实时调节电力。

在PLC控制系统下，电机的进给是通过调用运动控制器中已存储的G代码程序来实现的，而P比本身并没有创建任意G代码程序的功能，因此需要创建好一些预设的G代码子程序供PLc调用。

由试验标定可知，该焊接板材的力变化率为每脉冲7.5 N，因此软接触加压过程中设定正向进给G代码子程序P002如下，使用增量坐标系。

G9l

G0l XlO E≥000

G91表示使用增量坐标系，该子程序的执行时间为10，2 000=0.005 s，电进给速度为2 000×2.5，1 000=5 IIⅡIl，s，能够实现电与工件的软接触，减少碰撞时的冲击和噪音。小力调整量为10×7.5=75 N，即预压力大偏差为75 N，能够满足点焊要求。

焊接过程中电力变化非常快，尤其是焊接开始和焊接结束阶段。焊接开始时由于工件受热膨胀导致电力增大，此时电力的增加对抑制焊点喷溅是有利的，因此这一阶段对电力不予控制。而当焊接完毕时，焊点冷却收缩，电力会降低，这会影响熔核成形，因此对这一阶段进行压力调节。采用反馈控制算法，当电力下降过预设值时，调用电机进给子程序，增加电力。

采用P002子程序来补偿电力损失，其压力调节的速度为75，0.005=15 000 N，s，能够满足焊接压力实时控制的要求。如果需要在焊接过程中调节大范围的电力，可以创建多类似的子程序以供PIJC调用。

后，预设电机快速回原点的G代码子程序P003如下，使用坐标系。GOO X0G00为快速定位G代码。

2.3系统与焊接控制器的通讯

PLC控制系统I/O模块与焊接控制器的接口如图2所示。焊接控制器能够存储15个不同参数的焊接程序，采用手持编程器对每个焊接程序设定预压时间、焊接时间、焊接电流、保压时间等参数。P比系统模拟量I/O模块输出4个5 V的模拟量，经电磁继电器转化为4个开关量，连接焊接控制器的4路程序选通开关，选通某个焊接程序。焊接允许信号选择直接短接，这样当焊接控制器接收到焊接程序选通信号时，焊机会通电焊接。焊接完毕的开关量信号经5 V直流电源转化为模拟量，接入I/O模块的4路模拟量输入通道，当焊接完毕时，PM接收该结束信号，控制电机反转至电机原点。

完整伺服焊点焊过程的PM梯形图程序流程图如图3所示。

3 控制方案应用结果

使用NI数据卡采集焊接全过程的压力传感器信号，获得的电力曲线如图4所示，其中预压力设置为3 000 N，预压时间为O.2 s，焊接时间O.2s，保压时间0.2 s。

图4中①为软接触加压过程，电力从O增加到3 000 N的过程中耗时约为0.8 s，加压快速准确而且较稳定。②为预压过程，实现电与工件的紧密贴合。③为焊接过程，焊接开始的3周波(O.06 s)以内，电力增加到3 200 N左右，然后趋于稳定。④为焊后保压过程，在压力闭环控制作用下，电力未出现大幅下降，维持稳定。⑤为电机反转回原点过程，电力下降。从加压开始到焊后保持完毕共用时1.5 s，点焊过程中电力比较稳定。

针对1.0mm45厚号热镀锌低碳钢，使用伺服焊系统和传统气动焊各进行100组点焊试验，使用端面直径为5姗的球形电，焊接电力为3 000 N，焊接电流lo kA，焊接时间10周波(o.2 s)，焊接速率15点/IIlin，试验结果如表1所示。

由表1中可以看出，使用伺服焊进行焊接时，由于电力准确而且稳定，使得焊点的平均拉剪力比气动焊提高了约270 N，平均熔核直径增加了0.2一，明显的提高了焊点质量;同时抑制和减少了焊点喷溅，使得焊点压痕减少了约50脚，有利于提高焊点疲劳寿命。从电磨损的角度看，由于电与工件的软接触，经过连续100点的焊接后，伺服焊的电轴向磨损量比气动焊减少了0.04 z砌，端面直径的增加量减少了O.2 mm，有效地降低了电磨损，延长了电寿命。

4结论

(1)PLC点焊控制系统有效地集成了伺服焊和焊接控制器，实现点焊的全过程，并且保持焊接过程中电力稳定，抑止和减少喷溅，有利于焊点熔核形成，从而控制并提高了焊点质量。同时，由于电与工件的软接触，伺服焊减少了电在焊接过程中的磨损，延长了电寿命。

(2)利用伺服焊电力闭环控制特性，可以针对各种不同屈服强度、不同厚度的焊接材料，实现焊接过程中电力曲线优化调整的目标，有助于减少焊接变形和抑制焊接喷溅，进一步提高焊点质量，这是传统的气动焊所无法实现的。

随着科学技术和工业生产的飞速发展，现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式———自动化立体仓库。论文是在研究THFLT-1 型立体仓库教学模型的基础上, 通过三菱PLC 对其进行编程控制，使其能够实现自动和手动两种方式完成物品的存放和取出，并且用力控组态软件实现了对立体仓库存取过程的实时监视。 

一、立体仓库概述

立体仓库是指采用高层货架储存货物，用起重、装卸、运输机械设备进行货物出库和入库作业的仓库。这类仓库主要通过高层货架充分利用空间进行存取货物，所以称为“立体仓库”，也有的称为“高架仓库”。目前，这类仓库大高度达到40 多米，大库存数可大至数万甚至10 多万个货物单位，可以做到无人操作、按计划入库和出库的全自动化控制，并且可以实现仓库的计算机网络化管理。

立体仓库一般由高层货架、仓储机械设备、建筑物及控制和管理设施等部分组成。按照货架的形式，自动化立体仓库可分为三类：单元货架仓库、贯通式货架仓库和循环货架仓库。自动化立体仓库的部件是堆跺机，它担负着出库、进库、盘库等任务，是自动化立体仓库的发展的主要标志。

二、系统概述

THFLT- 1 型立体仓库模型主体由底盘、四层十二仓位库体、三维(X、Y、Z)运动机械及电气控制等四部分组成。

整个系统采用滚珠丝杠、滑杠和普通丝杠作为主要传动机构，电气控制由三菱的可编程控制器、步进电机驱动器、电源、传感器等器件组成。拖动机构为二相八拍混合式步进电机和直流电机。系统的主要执行部分是堆垛机，它由水平移动、垂直移动及伸叉机构三部分组成，其水平和垂直移动分别用两台步进电机驱动滚珠丝杠来完成，伸叉机构由一台直流电机来控制。它分为上下两层，上层为货台，可前后伸缩，底层装有丝杠等传动机构。当堆垛机平台移动到货架的位置时，伸叉电机驱动货台向前伸出可将货物取出或送入，当取到货物或货已送入，则铲叉向后缩回。为了准确地找到货物，叉车运行轨道外侧排列有三只列定位片以及叉车立柱一侧安装有四只层定位片。为了检测该仓位是否有货,每个仓位底部均装有一个微动开关。另外，X 轴左端和Y 轴下端也各装一个微动开关，用来保护堆垛机复位时不受损坏。

该控制系统是以可编程控制器为，控制步进电机驱动一个有三个自由度的仓库模型来模拟现实中立体仓库的存取过程。运行时，PLC会接收和分析操作人员在命令键盘上的输入指令，做出合理的工作安排，即读取执行元件的信息，通过软件做出合理的工控安排，反馈到执行元件和操作系统，实现车位的位置移动。系统总体框图如图1 所示。

通过软件编程，系统主要可以实现以下几个功能：

(1)PLC 根据键盘的命令实现十二个空位的自动存取。点击键盘上相应的空位号，系统会自动寻找此空位来实现物品的存放，结束后自动返回原点，等待下一个命令，也可以将任意位置的货物送到另一位置。取时只需输入仓位号，就可以从相应位置取回货物放至零号位。

(2)有手动和自动档选择，可以实现手动和自动两种控制方式。

(3) 可以实现用组态软件对硬件系统的同步监视功能。

三、软件实现

该系统的整体流程图如图2 所示。实现中，采用三菱公司的GX Developer 7.0 作为编程软件, 并用力控Forcecontrol6.1 工业监控组态软件进行监视。主控制器选用三菱公司的FX1N—40MT 型PLC，其I/O口具体分配情况如表1 所示。

论文在PLC软件编程中的关键程序设计有以下几点：

(1)键盘命令程序设计

由于只有X4~X7 这4 个输入点作为整个系统的命令输入点，因此论文采用十六进制输入方式，而程序内也写好十六进制中1~15 所对应的后续动作。当PLC接收到仓位信号时，将其存到数据寄予存器D11 中，再将D11 的值跟程序中的写好的值进行比较，符合后才做出相应动作。

(2)定位程序设计

系统中两台步进电机都装有步进驱动器，为4 倍细分，即每800 个脉冲使得丝杠转动一圈。因此步进电机定位程序应这样设计：属于同一行的仓位在同一种命令下应具有同样的竖直距离，如4~6 号仓位，当它们处于“取”命令下时，堆垛机的定位高度应该相同。同样，属于同一列的仓位在同一种命令下应具有同样的水平距离。这样一来，当确认系统确认出需要对某个仓位做出某个动作时，则堆垛机对该仓位的定位距离。

(3)货叉动作程序设计

货叉程序应在次步进电机动作后进行，因此在定位之后应启动某个辅助继电器，用于启动货叉程序。程序中限位开关X0 和X1 是触发时低电平有效，Y6 和Y7 不能同时有效。程序具体动作顺序应为：当相应辅助继电器启动、Y7 低电平、X0 低电平(有效) 时，Y6 可伸出;当X1 变低电平(有效)时，Y6 停止动作。此时Y7 不动作，X1 低电平(有效)，则Y 轴步进电机开始动作。动作完成之后，各相应条件满足且Y6 不动作，则Y7 高电平，货叉回退。X0 再次触发，产生下降沿时Y7停止动作。由于货叉程序实现的动作只有伸出- Y 轴步进电机动作———回退，因此关于Y轴步进电机的运动方向和运动距离应在该程序执行前设定好。另外，X14～X30 分别接0～12 号仓限位。

四、总结与展望

该系统通过终调试表明：无论选择手动控制模式还是自动控制模式，都能够较为准确地完成对货物的存取功能，而且运行比较灵敏、。另外，如果整个控制系统在运行时遇到意外情况，可切换到手动模式，则系统会立即响应，避免意外的发生。

实际生产应用中，论文完成的只是自动化仓库所具有的基本功能。随着人们生产能力的逐步提高，自动化仓库的发展方向也会越来越广。比如，将计算机、互联网和立体仓库的控制系统相结合，实现远程控制;或者进一步提高立体仓库的自动化能力，实现高速、地进行存取货物，以适应高速发展的物流系统的要求;或者让立体仓库智能化，一些技术如高容错搬运系统、自诊断系统等已出现于部分复杂自动化仓库系统中，让立体仓库的功能有了进一步的提高。

引言

近年来我国制造业、加工业发展,企业对自动化应用人才需求量不断上升,对人才的质量要求也越来越高。可编程序控制器PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业自动化装置,与传统继电器控制系统相比, PLC是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的,只要编写程序以及少量的接线就可以完成控制要求,现已成为工业控制领域的主流控制设备。为了使相关的学生能尽快掌握这门技术,并达到一个较高的起点和水平,因此开发设计了PLC控制的多点气动上料教学系统,该系统涉及到可编程控制器PLC、变频器、步进电机、机械传动、传感器、气动控制等重要技术。

1PLC控制的多点气动上料教学系统的基本构成及功能设计

整套系统主要包括机械部分、气动部分和电气部分。从构成模块上说包括PLC模块、传感器与检测模块、电机及控制模块、传送带模块、气动单元模块、电源模块等。

1. 1机械部分

主要部分械手、转盘、上料装置等部分组成。其组成示意图如图1、图2所示。

图1工作说明:底座1固定不动,立柱6固定在底座1上;机械手气动手指2与机械手气动升降缸连在一起,通过气动手指驱动缸3驱动进行物件的夹持;机械手通过气动升降缸4驱动实现升降运动,机械手通过传动臂步进电机7和机械手左右移动传动带5驱动可实现左右移动。另外,机械手运动方向设有限位保护。机械手随传送带左右移动方向有左右限位行程开关,机械手升降运动方向有上下限位行程开关。因此图1所示机械手可以左右、上下直线运动,同时机械手的气动手指可进行物件的夹持。

图2工作说明:转盘13通过转盘步进电机2转动驱动旋转,旋转过程中,转盘传感器到转盘,转盘停止、转盘定位气缸定位;上料点1通过上料气缸12上料;上料点2通过上料气缸10和8上料;搬运车7随搬运车传送带6前进,搬运车检测传感器检测到搬运车、搬运车定位气缸定位,搬运车停止,等待机械手装运工件;搬运车传送带6通过伺服电机驱动,速度通过搬运车传送带变频器进行控制。另外,气缸上料点1方向设有前后限位行程开关,系统有3处还设有工件检测开关。因此图2所示转盘可以按要求自动旋转和定位停止;上料机构能够自动上料,并且为多点上料,两点的上料方式也不同, 这与工业实际系统较接近。

1. 2气动部分

气动部分各执行元件的气路图如图3所示。各执缸都是通过电磁换向阀控制其方向运动。PLC程序控制时通过控制电磁铁的通、断电可控制各气缸的运动方向。

1. 3电气部分

本系统有2台步进电机与步进电机驱动器、1 台搬运车传送带伺服电机、1个变频器、1个PLC、1个电源模块、1个电气控制柜等组成。2台步进电机分别是传动臂步进电机和转盘步进电机, 2台步进电机驱动器分别用于驱动传动臂步进电机和转盘步进电机。搬运车传送带伺服电机用于传送带的驱动,变频器用于搬运车传送带的速度控制, PLC是整个系统的控制,电源模块用于提供24 V、36 V直流电源。

1. 4系统功能

本系统的功能是两次经气缸送料到转盘,后机械手将工件抓起运至搬运皮带线上的搬运车中。整个工作过程自动控制,若要调试可采用软件设置断点的方式进行。

2PLC控制系统设计

2. 1PLC外部接线

在该系统设计中,根据其控制输入、输出点的数量采用西门子S72200PLC,主CPU采用CPU226。输入、输出分配及具体PLC外部接线如图4所示。

2. 2PLC控制程序

采用STEP7 - Micro /W IN32 编程软件进行编程。由于通过PC /PP I电缆的编程通信是为常见的S72200编程方式,因此选用这一种编程通信方式。

PLC控制程序的流程为:启动—复位—转盘旋转一定角度—转盘传感器到转盘、转盘停止、转盘定位气缸定位—上料点1气缸上料—转盘定位气缸复位、转盘旋转一定角度—转盘传感器到转盘、转盘停止、转盘定位气缸定位—上料点2前后气缸上料—转盘定位气缸复位、转盘旋转一定角度—工件检测传感器到工件、转盘停止、转盘定位气缸定位—搬运车检测传感器检测到搬运车、搬运车定位气缸定位—机械手行至工件上方—机械手下降、气动手指抓取工件—机械手复位、行至搬运车上方—机械手下降、气动手指松开、将工件放到搬运车上—机械手复位、转盘定位气缸复位、搬运车定位气缸复位、搬运车运走工件。

3结语

本系统采用气动上料模式,整个系统、清洁环保、耗能少、具有很强的环保性。同时系统采用PLC控制,有