成品入仓单元实训指导书.doc

成成品品入入仓仓单单元元实实训训指指导导书书 1、 工作任务工作任务 一、成品入仓单元安装与接线； 二、伺服驱动器的参数设置与 MCGS 组态程序编写； 三、成品入仓单元的 PLC 程序设计； 四、成品入仓单元的调试与运行。 2、 任务目标任务目标 成品入仓单元按照任务要求应完成成品的搬运、入仓存储及触摸屏联机控制。 3、 设备认识设备认识 1伺服电机2垛机托盘3电磁阀 4拾取气缸5电机保护罩6挂板接口板 7网孔挂板8仓库9触摸屏 10台面接口板11按钮面板12桌体 13伺服驱动器 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图 5-1 成品入仓单元结构示意图 表 5-1 成品入仓单元部件明细表 4、 控制要求控制要求 1、 “单机”工作状态下按“启动”按钮，或者“联机”状态下，主站给出“启动”信 号后，系统进入运行状态， “启动”指示灯亮，垛料机旋转到物料台取料位，气缸伸出，吸 盘吸取成品物料，气缸缩回，成品物料被拖入垛料机托盘内，料机依次旋 1 至 6 号仓位并 成功将物料放入到相应仓位。 2、在“单机”工作状态下，按“停止”按钮，或者“联机”状态下主站给出“停止” 信号， “停止”指示灯亮，系统进入停止状态，垛机停止运行，其它所有机构均停止动作， 保持状态不变。 3、在“单机”工作状态下按“复位”按钮，或者“联机”状态下主站给出“复位”信 号， “复位”指示灯亮，系统进入复位状态，垛料机复位，其它执行机构均恢复到初始位置。 4、初始位置要求：垛机处于原点位置；取料气缸缩回；两个吸盘不工作；6 个存储仓 位均无物料。 5、 能力目标能力目标 1、掌握成品入仓单元的安装与接线方法； 2、掌握伺服电机及驱动器的应用； 3、掌握触摸屏程序设计与应用； 4、掌握 PLC 之间 RS485 通信应用； 5、掌握成品入仓单元程序编写； 6、掌握成品入仓单元系统设计与调试技术。 6、 任务准备任务准备 1、了解 PLC 结构原理并掌握其基本应用； 2、掌握 PLC 基本指令与功能指令的运用； 3、掌握伺服电机及伺服驱动器的使用方法： 1）伺服系统是以机械运动的驱动设备，电动机为控制对象，以控制器为核心。伺 服系统主要由伺服驱动器和伺服电机两部分组成，如图5-1。成品入仓单元的垛机应用了两 套伺服系统，实现左右旋转和上下移动的运动模式；其型号为MR-E-10A-KH003和HF-KN-13J- S100，伺服器的工作电源是单相 230VAC。 图 5-2 2）伺服驱动器各端口详细定义如下图： 3）伺服驱动器参数修改 操作方法 以控制模式（ 0号参数）更改速度控制模式的情况为例，以下为接通 电源后的操作方法。使用 “MODE”按键即进入基本参数画面。 需要移动到下一参数时，请使用 “UP”、“DOWN”按键。更改0号参数时，应在更 图 5-3 改设置值后先切断电源，然后在接通，这样才会生效。 需修改的参数如下表 表 5-2 地址地址名称名称初始值初始值设定值设定值 P 00 控制模式设置 00000000 P 03 电子齿轮分子 1100 P 04 电子齿轮分母 11 P 19 参数写入禁止 0000000C P 21 指令脉冲选择 00000011 P 22 极限停止方式 00000000 P 41 输入信号选择 00000001 P 48 输入端子选择 04030403 3）常见伺服报警代码查询表 表 5-3 显示显示名称名称定义定义故障原因故障原因解决措施解决措施 1.电源电压过低 2.瞬时断电 60ms 以上 3.电源功率不足导致起动时电源电压下降 4.直流母线电压降到 200VDC 以下 检查电源 AL.10AL.10 欠压 电源电压下降到 160VAC 以 下 5.伺服放大器中内部元件故障更换伺服放大器 1.编码器接头（CN2）断开正确连接 2.编码器故障更换伺服电机 AL.16AL.16AL.16 编码器和伺服放大器之间 出现通讯错误 3.编码器电缆故障（线缆断裂或短路）修理或更换电缆 AL.1AAL.1A 电机组合错误 伺服放大器和伺服电机的 组合有误 伺服放大器与所连接的伺服电机组合有误采用正确组合 1.指令脉冲的脉冲频率太高 改变指令脉冲频率使其到达一个 适当的值 2.噪声进入指令脉冲采取噪声抑制措施 AL.35AL.35 指令脉冲频率 错误 指令脉冲的输入脉冲频率 过高 3.指令元件故障更换指令元件 1.伺服放大器故障导致参数设定值发生改变更换伺服放大器 2.在参数 No.0 中选择伺服放大器未使用再生选件 或伺服电机 正确设置参数 No.0 AL.37AL.37 参数错误 参数设置错误 3.由于写入参数等，EEP-ROM 的写入次数超过 100,000 更换伺服放大器 1.伺服放大器故障更换伺服放大器 2.过载状态下连续接通和断开电源检查驱动方法 AL.45AL.45 主电路过热主电路器件异常过热 3.伺服放大器的冷却风扇停止 1.更换伺服放大器的冷却风扇 2.降低环境温度 1.伺服电机的环境温度超过 40 使用环境温度在 0 到 40范围 内 AL.46AL.46 电机过热伺服电机温度上升热保护 动作 2 伺服电机过载 1.降低负载 2.检查运行模式 3.采用更大功率的伺服电机 编码器内的热传感器故障 4、 掌握 RS485 通信程序编写与应用； RS485 采用半双工通信方式，它允许在简单的一对屏蔽双绞线上进行多点、双向 通信。即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突 保护特性，扩展了总线共模范围。RS485 采用平衡驱动器和差分接收器的组合，具有 很好的抗噪声干扰性能，它最大传输距离为 1200 米，传输速率最高可达 10Mbit/s。利 用单一的 RS485 接口可以很方便地建立起一个分布式控制的设备网络系统。 1）PLC网络1:N通信方式 主从 1：N 通信方式，有称总线通信方式。1：N 通信方式，是指在总线结构的 PLC 子网上有 N 个站，其中只有 1 个主站，其它皆是从站。 2）通信协议设置 当 M8070 置位为并联协议主站，M8071 置位为并联协议从站，M8070 与 M8071 不能同时置位，若同时置位并联协议无效。 计算机链接协议，D8120 的 bit=1，系统设置 COM1 协议为计算机链接协议。 以上设置均不存在，协议由 D8126 决定，D8126 在 PLC 第一个扫描周期内确 定的值对协议有效。运行后 D8126 的更改不能改变协议，D8126 与协议对应关系如 下表： 图 5-5 表 5-4 图 5-4 PLC PLCPLC 模式设定 M8183M8190：通信出错标志，M8183对应应第0号站点（主站），M8184对应第 1号站点，依次类推，M8190对应第7号站点；M8191：正在执行数据传送。 3）线路连接 表 5-5 图 5-6 6、掌握 MCGS 工控组态软件的应用； MCGS是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软 件系统。MCGS 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现 场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线 和报表输出以及企业监控网络等功能。 1）MCGS组态软件常用术语 工程：用户应用系统的简称。引入工程的概念，是使复杂的计算机专业技术更贴近于 普通工程用户。在MCGS 组态环境中生成的文件称为工程文件，后缀为. mcg，存放于MCGS 目录的WORK 子目录中。如：“D:MCGSWORK815Q机 电一体系统. .mcg”。 对象：操作目标与操作环境的统称。如窗口、构件、数据、图形等皆称为对象。 属性：对象的名称、类型、状态、性能及用法等特征的统称。 构件：具备某种特定功能的程序模块，可以用VB、VC 等程序设计语言编写，通过 编译，生成DLL、OCX 等文件。用户对构件设置一定的属性，并与定义的数 据变量相连接，即可在运行中实现相应的功能。 可见度：指对象在窗口内的显现状态，即可见与不可见。 变量类型：MCGS 定义的变量有五种类型，数值型、开关型、字符型、事件型和组对 象。 组对象：用来存储具有相同存盘属性的多个变量的集合，内部成员可包含多个其他类 型的变量。组对象只是对有关联的某一类数据对象的整体表示方法，而实际 的操作则均针对每个成员进行。 父设备：本身没有特定功能，但可以和其他设备一起与计算机进行数据交换的硬件设 备。如：串口通讯父设备。 子设备：必须通过一种父设备与计算机进行通讯的设备。 2）建立MCGS工程（以颗粒上料工作站为例） 打开 MCGS 软件，进入主界面。 在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项。根据触摸屏型号选择 TCP 类型， 设定工程背景和网格大小。 图 5-8 图 5-7 在MCGS组态平台上，单机“用户窗口” ，在“用户窗口”中单机“新建窗口” 按钮，则产生新“窗口0 0”，即： 选中“窗口0 0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名 称”改为：颗粒上料工作站；其它不变，单击“确认”。 选中刚创建的“颗粒上料工作站”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作 窗口。 单击工具条中的“工具箱” 按钮，则打开动画工具箱，进行 画面的编辑。 图 5-9 图 5-12 图 5-10 图 5-11 最后生成的画面如下图 鼠标点击工作台的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新 增对象” 或“成组增加”按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量。 在用户窗口中，将图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置 相应的动画属性。如“启动”指示灯的设置连接；其他图像对象设置类似。 图 5-13 图 5-14 图 5-15 在“设备窗口”中双击“设备窗口”进入，点击工具条中的“工具箱” 图标， 打开“设备工具箱”，如图： 添加设备成功后，双击 ，进入设备属 性设置。 在“设备属性设置”中，可以根据需要增加或删除通道。所要连接的通道中单击鼠标 右键，到实时数据库中所对应的变量，单机“确认”。在“设备调试”中可以看到数据变 化。将触摸屏与PLC连接好，写入程序，运行设备，就能监控到数据的变化。 图 5-16 图 5-17 SC- 09 4、准确理解成品入仓单元的控制要求； 5、材料准备； 表 5-6 领料单领料单 项目名称工作小组 领料人领料日期 序 号 名称规格/型号单位申领 数量 实发 数量 备注 制单/领料： 审核： 批准： 发料员： 7、 任务设计与实施任务设计与实施 1、设计控制原理图 根据任务要求，设计如图 5-20 所示的控制原理图。 执行器件 与传感器 PLC I/O 控制信号 触摸屏 SC-09 电源 输入 图 5-19 图 5-18 2、I/O 控制原理图，如图 5-21 上 上 3上 上 上 上 上 上 上 4上 上 上 上 上 上 上 5上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 / 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 DC 24+ DC 24- 上 上 上 上 上 上 上 A 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 COM1 DC 24+ 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 1上 上 上 上 上 上 上 6上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 2 DC 24- 上 上 上 上 上 上 A 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 2上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 B 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 B 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 1 图 5-20 3、根据原理图完成成品入仓单元的安装与接线。 4、成品入仓单元 PLC 程序设计与编写： 1） PCL 主程序 （1）编写流程图，如图 5-21 所示： （2）根据 PLC 主程序流程图，编写 PLC 主程序如下： 图 5-21 通 信 处 理 通 信 数 据 交 换 监 控 程 序 复 位 控 制 子 程 序 停 止 控 制 监 控 程 序 启 动 控 制 联 机 控 制 2） 启动子程序 （1）编写流程图，如图 5-22 所示： 图 5-22 子 程 序 （2）根据机器人启动子程序流程图，编写机器人启动子程序如下： 3） 联机手动子程序如下 4） 复位子程序如下 5） 停止子程序如下 8、 结束语结束语 该系统主要是汇川 PLC 与伺服系统及触摸屏的应用，并且该单元作为通信主站控 制整个系统，从而实现单站单机控制、系统联机控制及数据监控。通过实训能学习到汇川 PLC 和触摸屏的编程及伺服系统的应用。在实训过程中可能会遇到各种不同情况的问题， 这需要学员根据具体情况，参考手册进行自主分析和解决。此实训内容仅作入门和参考， 学员可随着学习的深入进行拓展延伸，发掘更多的知识点，充分掌握伺服系统和触摸屏在 工业中的应用。