PLC控制运料小车

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P L C控制运料小车__________________________________________________
项目七 PLC控制运料小车的运行
1．项目任务
本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。

系统控制要求如下：
小车往返运动循环工作过程说明如下：小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。

按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。

接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。

此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。

整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态，如此周而复始的循环。

图7-1 运料小车往返运动示意图
2．任务流程图
本项目的具体学习过程见图2-2。

图7-2 任务流程图
学习所需工具、设备见表7-1。

序号分类名称型号规格数量单位备注
1 工
具
常用电工工具 1 套
2 万用表MF47 1
只3
设
备
PLC FX1N-40MR 1
4 运料小车 1 个
5 交流接触器KM3、KM4、KM5 3
只
6 三相电源插头16A 1
7 电磁阀YC1、YC2 2
8 行程开关SQ1、SQ2 2
限位开关SQ3、SQ4 2
1．功能图编程的特点
功能图也叫状态图。

它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。

功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序，其优点是让用户每次考虑一个状态，而不必考虑其它的状态，从而使编程更容易，而且还可以减少指令的程序步
数。

功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步，因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程，也能形象、直观的表示顺序控制。

功能编程开始时，必须用STL使STL接点接通，从而使主母线与子母线接通，连在子母线上的状态电路才能执行，这时状态就被激活。

状态的三个功能是在子母线上实现的，所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。

反之，STL接点断开，对应状态就为被激活，前一状态就自动关闭。

状态编程的这一特点，使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表，变得十分清晰单纯，不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在，只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。

另外，这也使程序的可读性更好，便于理解，也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。

7-2步进梯形图
在状态编程的最后，必须使用步进返回指令RET，从子母线返回主母线。

如图7-3程序中，若没有RET指令，会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令，由于PLC 程序是循环扫描的，也包括了最开始处的指令，这就会引起程序出错而不能运行。

2．功能图的编程规则
(1)初始状态的编程。

初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态，对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。

S0~S9共10个状态组件专用作初始状态，用了几个初始状态，就可以有几个相对独立的状态系列。

初始状态编程必须在其它状态前，如图7-3中将S2作为初始状态。

开始运行后，初始状态可以有其它状态来驱动，如图7-3中将状态S22来驱动初始状态S2的。

但是首次开始运行时，初始状态必须用其它方法预先驱动，使它处于工作状态，否则状态流程就不可能进行，一般利用系统的初始条件。

7-3 动力头1状态转
移图
如可由PLC从STOP-
RUN切换瞬间的初始脉冲使特殊辅助继电器M8002接通来驱动初始状态。

图7-4中就是用这一方法来使S2置1的。

更好的初始状态编程可用后面介绍的IST指令来编制。

图7-4 初始状态S2的驱动梯形图
每一个初始状态下面的分支数总和不能超过16个，这是对总分支数的限制，而对总状态数则没有限制。

从每一个分支点上引出的不能超过8个，所以超过8个的分支不能集中在一个分支点上引出。

（2）一般状态的编程：先负载驱动，后转移处理。

除了初始状态外，一般状态组件必须在其它状态后加入STL指令来进行驱动，也就是说不能用除状态组件之外的其他方式驱动。

一般状态编程时，必须先负载驱动，后转移处理。

所以，都要使用步进接点STL指令，以保证负载驱动和状态转移都是在子母线上进行。

如图7-5中，拿状态S20的STL来看，当S20的STL接点被接通后，先是用OUT 驱动输出线圈Y000，然后才是用啊“SET S21”指令决定转移方向，转向下一相邻状态S21。

状态组建不可重复使用。

图7-5 步进梯形图
（3）相邻两个状态中不能使用同一个定时器，否则会导致定时器没有复位机会，而引起混乱；子啊非相邻的状态中可以使用同一个定时器。

如图7-6所示。

7-6 相邻状态不能使用同一个定时器
（4）连续转移时用SET，非连续转移时用OUT.
若某个状态向相邻的下一个状态连续转移时应使用SET指令，但若向非相邻状态转移时改用OUT.如图7-5中S26向S2转换时，就不能用OUT，而要用SET。

（5）在STL指令后面不能紧接着使用MPS。

STL和RET指令之间不能使用MC、MCR 指令。

在中断服务程序或者子程序中不能使用STL指令；在状态内部最好不要使用跳转指令CJ，以免引起混乱。

2．功能图的构成要素
功能图通常由初始状态、一系列一般状态、转移状态和转移条件组成。

每个状态提供3个功能：驱动有关负载、指定转移条件和转移目标。

图7-6 单流程SFC
如图7-6所示，S2是初始状态，S20、S21、S22便是一般状态， X000~X004是转移条件，Y001~Y004是转移负载。

初始状态S2的转移条件是X000,S2的驱动负载是Y001,S2的目标是S20。

分类点数组件初始状态10点S0~S9
回零状态10点S10~S19
通用状态480点S20~S499
保持状态400点S500~S899
报警状态100点S900~S999
3．运料小车运行的功能图设计
（1）控制要求
小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。

按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。

接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。

此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。

整个过程分为装料——右快行——右慢行——卸料——左快行——左慢行六个状态，如此周而复始的循环。

（2）输入/输出端口设置
运料小车往返运动PLC控制系统的输入/输出端口设置如图7-7、7-8所示。

图7-7 输入图7-8 输出
（3）状态表
运料小车往返运动PLC控制系统的状态表如表7-3所示。

工步号状态号状态输出/状态功能状态转移
原位S0 PLC初始化：S0
第一工步S20 YC1得电，装料 KM4失电，回到原
位（或起点），计时20s
S0----S20
第二工步S21 KM3、KM5得电，右快行S20----S21 第三工步S22 KM5失电，右慢行S21----S22 第四工步S23 KM3失电，卸料，计时15s S22----S23 第五工步S24 KM4、KM5得电，左快行S23----S24 第六工步S25 KM5失电，右慢行S24----S25
（4）状态转移图
运料小车往返运动PLC控制系统的状态转移图如图7-10所示。

图7-9运料小车的状态图
在由停止转入运行时，通过M8002使初始状态S0动作，。

按下启动按钮SB2时状态由S0转移到S20，电磁阀YC1得电，同时接触器KM4复位，定时器计时20s，此状态为装料，在这期间小车装料。

计时20后，小车装料结束，状态从S20转移到S21，接触器KM3、KM5得电，小车向右快行。

小车向右运动碰到右限位开关SQ1后，接触器KM5失电，状态从S21转移到S22, 小车慢行。

小车向右运动压下右行程开关SQ3后，接触器KM3失电，小车停止，电磁阀YC2得电，状态从S22转移到S23,计时卸料15s。

卸料结束后，接触器KM4,KM5得电，状态从S23转移到S24,小车向右快行。

小车向左运动碰到右限位开关SQ2后，接触器KM5失电，状态从S24转移到S25, 小车慢行。

小车向左运动压下右行程开关SQ4后，接触器KM4失电，小车停止，电磁阀YC1得电，状态从S22转移到状态S20,第二次计时装料20s
如此周而复始地循环。

（5）接线图
运料小车往返运动PLC控制系统的接线图如图7-10所示。

图7-10 运料小车往返运动PLC控制系统的接线图（4）输入梯形图
7-11 运料小车往返运动PLC控制系统的指令语句
7-12 运料小车往返运动PLC控制系统的梯形图
输入状态图、梯形图、调试监控系统、验证循环扫描就按项目二的步骤操作，这里不在累述。

项目质量考核要求及评分标准见表7-4。

考核
项目
考核要求
配
分
评分标准
扣
分
得
分
备
注
系
统
安
装
1．会安装元件
2．按图完整、正确
及规范接线
3．按照要求编号30
1．元件松动扣2分，损坏
一处扣4分
2．错、漏线每处扣2分
3．反圈、压皮、松动，每
处扣2分
4．错、漏编号，每处扣1
分
编
程
操
作
1．会建立程序新文
件
2．正确输入梯形图
3．正确保存文件
40
1．不能建立程序新文件或
建立错误扣4分
2．输入梯形图错误一处扣2
分
运
行
操
作
1．操作运行系统，
分析
运行结果
2．会监控梯形图
3．会验证串行工作
方式
30
1．系统通电操作错误一步
扣3分
2．分析运行结果错误一处
扣2分
3．监控梯形图错误一处扣2
分
4．验证串行工作方式错误
扣5分
安全
生产
自觉遵守安全文明生产
规程
1．每违反一项规定，扣3
分
2．发生安全事故，0分处理
3．漏接接地线一处扣5分
时间3小时
提前正确完成，每5分钟加
2分
超过定额时间，每5分钟扣
2分
开始时
间：
结束时间：实际时间：
1．跳转与重复的编程方法2．复位处理的编程方法3．跳转与重复的应用举例
习题部分
机械手的具体动作顺序：原始位置（大臂伸出并处于水平、手腕横移向右、手指松开）----手指夹紧（抓住卡盘上的工件）----手腕横移向左（从卡盘上卸下工件）----小臂上什----大臂下摆----手指松开（将工件放在料架上）----小臂收缩----料架转位----小臂伸出----手指抓紧----（抓住待加工的工工件）----大臂上摆（从料架上取走工件）----小臂上摆----手腕横移向右（机械手把工件装到深孔镗床的卡盘上）----手指松开（复位）。

图7-13 机械手
表7-5 上下料机械手PLC控制系统I/O端子分配。