一種基于plc實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法，所述基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法基于統(tǒng)計(jì)的IO點(diǎn)數(shù)進(jìn)行PLC選型，對(duì)每一個(gè)工序所用到的傳感器數(shù)量統(tǒng)計(jì)并編寫PLC地址分配表，傳感器依次相鄰啟動(dòng)的條件關(guān)系即某些傳感器狀態(tài)為ON時(shí)對(duì)應(yīng)控制觸點(diǎn)動(dòng)作，作為下一個(gè)工序的啟動(dòng)。本發(fā)明為了能夠適合復(fù)雜程度不同的生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工任務(wù)，建立了基于移位寄存器PLC通用控制程序；所有工序梯形圖簡單易懂，且每個(gè)工序所涉及的傳感器觸點(diǎn)都已進(jìn)行分類處理；在控制過程中，可通過軟件觀察梯形圖監(jiān)測(cè)各觸點(diǎn)的動(dòng)作順序和狀態(tài)，直觀易懂。
【專利說明】
-種基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于化C實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PLC是現(xiàn)今最常用的控制設(shè)備，幾乎可W完成工業(yè)控制領(lǐng)域的所有任務(wù)。其實(shí)，現(xiàn) 在的化C對(duì)模擬量也有很強(qiáng)的處理能力。所W在大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)中，PLC已取代工控機(jī) (IPC)作為主控器來完對(duì)成復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)。目前世界上著名的化C生產(chǎn)廠家有美 國的AB通用電氣公司、日本的S菱、歐姆龍、德國的西口子W及法國的施耐德等等。PLC自產(chǎn) 生后，生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)，品種不斷翻新，為控制行業(yè)帶來了新一輪的革命。20世紀(jì)20年代 起，人們把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系 統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，構(gòu)成傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。但是W各種繼電器為主要元件的 電氣控制線路可能需要成千只繼電器來構(gòu)成，需要使用成千上萬根導(dǎo)線來連接，安裝運(yùn)些 繼電器需要大量的繼電器控制柜，且占據(jù)大量的空間。運(yùn)行時(shí)，又產(chǎn)生大量的噪聲，消耗大 量的電能。到20世紀(jì)60年代，由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)及多機(jī)群控的發(fā)展，人們 曾試圖用小型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的要求，但由于價(jià)格高，輸入、輸出電路不匹配和編程 技術(shù)復(fù)雜等原因，一直未能得到推廣應(yīng)用。20世紀(jì)60年代末，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈， 各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，它必然要求加工的生產(chǎn)線亦隨之改變，W及對(duì)整個(gè)控制 系統(tǒng)重新配置。美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC公司）于1969年研制開發(fā)出了世界上第一臺(tái)可編程 序控制器PDP-14,并在GM公司的汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。當(dāng)時(shí)人們把它稱為可編程序 邏輯控制器（Programmable Logic Controller),簡稱化C?；疌自問世W來，經(jīng)過近40年的 發(fā)展，在美、德、日、法等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。世界總銷售額不斷上升、生 產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。目前，世界上有 200多個(gè)廠家生產(chǎn)化C。著名的有美國:AB通用電氣公司、德州儀器公司；日本:S菱、富±、歐 姆龍、松下電工等公司;德國：西口子公司;法國：TE施耐德公司；韓國：S星、LG公司等。在接 受一個(gè)工程后，首先需要分析被控對(duì)象W選擇合適的控制設(shè)備。PLC最適合的控制對(duì)象是： 工業(yè)環(huán)境較差，而對(duì)安全性、可靠性要求高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出W開關(guān)量為主的工業(yè) 自控系統(tǒng)或裝置。
[0003] PLC在較差環(huán)境下仍具有高可靠性和穩(wěn)定性，被廣泛用于生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工、審U 造中。但由于不同生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工任務(wù)的不同，導(dǎo)致程序可移植性較差，其主要原因在 于不同化C程序的開發(fā)人員，其控制方法不同，且跟隨不同生產(chǎn)線或自動(dòng)化加工任務(wù)的不 同，會(huì)多出一些工序或傳感器的控制，致使原有化C程序需要進(jìn)行重新編寫和開發(fā)，導(dǎo)致了 可讀性和通用性低，不具備專業(yè)理論知識(shí)的現(xiàn)場工人也難W進(jìn)行維護(hù)和更新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于化C實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法，旨在解決化C在生 產(chǎn)線和自動(dòng)化加工、制造中應(yīng)用存在程序可移植性較差，可讀性和通用性低，維護(hù)和更新困 難的問題。
[0005] 本發(fā)明是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于化C實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法包括W下步驟：
[0006] 步驟1、建立整個(gè)生產(chǎn)線或自動(dòng)化加工過程的工序流程，確保所有工序的合理性和 完整，核實(shí)每個(gè)工序啟停的先后邏輯順序，保證整體操作的正確性。
[0007] 步驟2、采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，將所有工序中設(shè)及到的傳感器類型和作用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和 歸類，并計(jì)算出完成所有工序需要的PLC的IO點(diǎn)數(shù)，包含啟動(dòng)和停止兩個(gè)單獨(dú)預(yù)留IO點(diǎn)數(shù)；
[0008] 步驟3、基于步驟2統(tǒng)計(jì)的IO點(diǎn)數(shù)進(jìn)行化C選型，W滿足控制需要的IO點(diǎn)數(shù)即可，同 時(shí)對(duì)每一個(gè)工序所用到的傳感器數(shù)量進(jìn)行細(xì)致統(tǒng)計(jì)并編寫化C地址分配表，根據(jù)步驟1確定 的工序先后關(guān)系進(jìn)行化C程序的編與；具體步驟如下：
[0009] 步驟3-1、判斷工序的數(shù)量，進(jìn)而確定化C內(nèi)部移位寄存器模塊的數(shù)量即需要用到 多少個(gè)移位寄存器個(gè)數(shù)。
[0010] 步驟3-2、依次明確相鄰啟動(dòng)的條件關(guān)系即某些傳感器狀態(tài)為ON時(shí)對(duì)應(yīng)控制觸點(diǎn) 動(dòng)作，作為下一個(gè)工序的啟動(dòng)，為W后更復(fù)雜的生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工工序控制，可W多設(shè)定 一些觸點(diǎn)作為冗余備用，待需要時(shí)直接接線，只需確保端子和對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)即可。
[0011] 步驟3-3、編寫基于多個(gè)移位寄存器構(gòu)成的多工序化C控制梯形圖并下載到化C模 塊中。啟動(dòng)開始，根據(jù)步驟2的邏輯關(guān)系，工序1開始動(dòng)作;掃描停止端口是否有輸入，有則停 止程序，沒有則順序執(zhí)行，掃描工序1中所設(shè)及的傳感器狀態(tài)；當(dāng)傳感器(工序 1中包含n個(gè)傳感器)均為"ON"時(shí)，第一次觸發(fā)移位寄存器1 (移位寄存器為8位寄存器），其內(nèi) 部地址中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)左移1位，此時(shí)該位為"r。
[0012] 步驟3-4、啟動(dòng)下一個(gè)工序即工序2開始執(zhí)行，同理掃描停止信號(hào)是否為0N，無則掃 描工序2所設(shè)及的各傳感器狀態(tài)，當(dāng)傳感器2.12.n(工序2中包含n個(gè)傳感器)均為 "ON"時(shí)，第二次觸發(fā)移位寄存器1 (移位寄存器為8位寄存器），其內(nèi)部地址中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)再 左移1位，此時(shí)該位為"1"。
[0013] 步驟3-5、啟動(dòng)下一個(gè)工序即工序3開始執(zhí)行，同理掃描停止信號(hào)是否為0N，無則掃 描工序3所設(shè)及的各傳感器狀態(tài)，依次類推，啟動(dòng)多個(gè)工序的順序執(zhí)行，當(dāng)工序超過7個(gè)時(shí)， 可將第8個(gè)工序連接至第2個(gè)移位寄存器，重復(fù)步驟3-3至3-5。
[0014] 本發(fā)明提供的基于化C實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法，基于化C多工序通用控制方法， W實(shí)現(xiàn)基于一種通用控制方法實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)線或自動(dòng)化加工任務(wù)，提高程序的可移植性和 通用性，便于不是專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場工人也可W進(jìn)行日常維護(hù)和維修。
[0015] 本發(fā)明為了能夠適合復(fù)雜程度不同的生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工任務(wù)，建立了基于移位 寄存器化C通用控制程序;所有工序梯形圖簡單易懂，且每個(gè)工序所設(shè)及的傳感器觸點(diǎn)都已 進(jìn)行分類處理;在控制過程中，可通過軟件觀察梯形圖監(jiān)測(cè)各觸點(diǎn)的動(dòng)作順序和狀態(tài)，直觀 易懂。
[0016] 本發(fā)明針對(duì)多工序控制設(shè)計(jì)了一種通用控制方法，可將復(fù)雜程度高、工序多的化C 程序直接移植到相對(duì)簡單的生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工控制中，只需根據(jù)化C地址分配表中每個(gè) 工序設(shè)及的所有傳感器端口地址可W直接進(jìn)行簡單程序?qū)?yīng)傳感器的硬件接線即可，無需 任何程序修改，只保證工序的先后動(dòng)作順序W及每個(gè)工序中傳感器地址與硬件連線正確， 對(duì)于剩余的可為W后預(yù)留用。
[0017] 本發(fā)明所提出的多工序通用控制算方法，當(dāng)前為相對(duì)簡單控制程序，為能夠?qū)崿F(xiàn) 更復(fù)雜、工序更多的生產(chǎn)線和自動(dòng)化加工控制時(shí)，只需將第一個(gè)移位寄存器控制梯形圖程 序進(jìn)行復(fù)制并放置當(dāng)前程序末尾，只需修改所復(fù)制的移位寄存器地址和包含的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)地 址即可，W此類推，直到實(shí)現(xiàn)所有工序的執(zhí)行。
[0018] 本發(fā)明提出的多工序通用控制方法，從簡單程序到復(fù)雜程序控制，只需程序中修 改觸點(diǎn)和移位寄存器地址即可;從復(fù)雜到簡單控制的實(shí)現(xiàn)更為簡易，根據(jù)化C地址分配表， 保證每個(gè)工序中包含傳感器觸點(diǎn)的地址和硬件接線一一對(duì)應(yīng)即可完成對(duì)應(yīng)工序的順序控 審IJ，程序可直接移植應(yīng)用，內(nèi)部控制流程簡單清晰，現(xiàn)場維護(hù)和更新方便，避免了由于改變 生產(chǎn)線和自動(dòng)加工任務(wù)后進(jìn)行二次程序開發(fā)所需要的時(shí)間和生產(chǎn)成本，對(duì)于提高自動(dòng)化生 產(chǎn)線和數(shù)控加工的生產(chǎn)效率，大幅降低維護(hù)成本和減小程序開發(fā)周期具有重要的理論意義 和工程應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于化C實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法流程圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于化C實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法程序路程圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于化C的控制梯形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
[0024] 本發(fā)明實(shí)例中，控制一種RP快速操作手實(shí)現(xiàn)金屬鐵類工件的快速拾取和搬運(yùn)。拾 取的夾具選擇電磁鐵，依靠電磁鐵的通/斷電實(shí)現(xiàn)工料的拾取和放料。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸副采用安川伺服電機(jī)，移動(dòng)副采用電動(dòng)氣缸，PLC控制器采 用西口子S7-200系列化C，實(shí)現(xiàn)多工序控制的具體步驟如下：
[00%] 步驟1、分析整體控制流程如下：
[0027]啟動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)軸和移動(dòng)軸均回零位一轉(zhuǎn)動(dòng)軸R副停止一移動(dòng)軸P副下移至下限位一 電磁鐵上電拾取工料一上移至零位一移動(dòng)軸P副停止一轉(zhuǎn)動(dòng)軸R副轉(zhuǎn)動(dòng)至右限位一轉(zhuǎn)動(dòng)軸R 副停止一移動(dòng)軸P副下移至下限位一電磁鐵斷電放料一移動(dòng)軸P副上移至上限位一移動(dòng)軸P 副停止一回零位
[00%]步驟2、統(tǒng)計(jì)操作工序數(shù)量及具體操作：
[0029] 工序1:啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副均回拾取工料零位，零位為轉(zhuǎn)動(dòng)副至左限位和移 動(dòng)副移動(dòng)至上限位；
[0030] 工序2:拾取工料，轉(zhuǎn)動(dòng)副停止在左限位，移動(dòng)副下移至下限位，電磁鐵上電吸料；
[0031] 工序3:移動(dòng)副上移至上限位停止，移動(dòng)副右轉(zhuǎn)至右限位停止；
[0032] 工序4:移動(dòng)副下移至下限位，電磁鐵斷電，放料；
[0033] 工序5:移動(dòng)副上移至上限位停止，轉(zhuǎn)動(dòng)副左轉(zhuǎn)；
[0034] 工序6:回零位，進(jìn)行下一次拾取工料。
[0035] 步驟3、根據(jù)步驟2中的工序，傳感器數(shù)量及其功能和每個(gè)工序設(shè)及到傳感器邏輯 關(guān)系如下：
[0036] ?傳感器數(shù)量:5個(gè)，初始狀態(tài)均為OFF。其中：
[0037] 限位傳感器4個(gè)，包括上限位、下限位、左限位和右限位；
[0038] 功能:移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副定位。
[0039] 電磁鐵傳感器1個(gè)；
[0040] 功能:用于吸料和放料。
[0041 ] ?每個(gè)工序啟動(dòng)條件與傳感器邏輯關(guān)系
[0042] 工序1啟動(dòng)：啟動(dòng)信號(hào)輸入，執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副回零位；
[0043] 工序2啟動(dòng)：電磁鐵OFF+上限位0化左限位ON;
[0044] 工序3啟動(dòng)：電磁鐵0化左限位0化下限位ON;
[0045] 工序4啟動(dòng)：電磁鐵0化左限位0化上限位ON;
[0046] 工序5啟動(dòng)：電磁鐵0化右限位0化下限位ON;
[0047] 工序6啟動(dòng)：電磁鐵OFF+右限位0化上限位ON;
[004引步驟4、基于步驟巧日步驟3，進(jìn)行化C地址分配表的繪制，編寫對(duì)應(yīng)的化C控制程序。 [0049]步驟4-1、基于步驟3,制定化C地址分配表，為輸入輸/出觸點(diǎn)定義接線端子功能。 [00加]表1PLC地址分配表 [00511
[C
12 步驟4-2、基于步驟4-1的化C地址分配表和步驟1的控制流程，編寫基于移位寄存 器多工序通用控制方法的梯形圖程序，見附圖3。若后續(xù)工序變化數(shù)量增加，可在梯形圖每 個(gè)工序中加入對(duì)應(yīng)的傳感器控制輸入信號(hào)即可，在步驟4-1中定義好化C地址并級(jí)聯(lián)一個(gè)移 位寄存器模塊即可，W此類推。若后續(xù)該控制工序減少，可直接將冗余的觸點(diǎn)空置不用即 可。 2 W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法，其特征在于，所述基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用 控制方法基于統(tǒng)計(jì)的IO點(diǎn)數(shù)進(jìn)行PLC選型，對(duì)每一個(gè)工序所用到的傳感器數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根 據(jù)控制任務(wù)需要的IO點(diǎn)數(shù)編寫PLC地址分配表，傳感器依次相鄰啟動(dòng)的條件關(guān)系即某些傳 感器狀態(tài)為ON時(shí)對(duì)應(yīng)控制觸點(diǎn)動(dòng)作，作為下一個(gè)工序的啟動(dòng)。2. 如權(quán)利要求1所述的基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法，其特征在于，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì) 方法即依據(jù)多工序控制任務(wù)中工序先后啟動(dòng)的順序經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算和整理統(tǒng)計(jì)得到傳感器 的數(shù)量，并將所有工序中的傳感器類型和作用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和歸類，并計(jì)算出完成所有工序需 要的PLC的IO點(diǎn)數(shù)，包含啟動(dòng)和停止兩個(gè)單獨(dú)預(yù)留IO點(diǎn)數(shù)。3. 如權(quán)利要求1所述的基于PLC實(shí)現(xiàn)多工序通用控制方法，其特征在于，所述基于PLC實(shí) 現(xiàn)多工序通用控制方法具體步驟如下： 步驟一、判斷工序的數(shù)量，進(jìn)而確定PLC內(nèi)部移位寄存器模塊的數(shù)量即需要用到多少個(gè) 移位寄存器個(gè)數(shù)； 步驟二、依次明確相鄰啟動(dòng)的條件關(guān)系即某些傳感器狀態(tài)為ON時(shí)對(duì)應(yīng)控制觸點(diǎn)動(dòng)作， 作為下一個(gè)工序的啟動(dòng)； 步驟三、編寫基于多個(gè)移位寄存器構(gòu)成的多工序PLC控制梯形圖并下載到PLC模塊中； 啟動(dòng)開始，根據(jù)邏輯關(guān)系，工序1開始動(dòng)作；掃描停止端口是否有輸入，有則停止程序，沒有 則順序執(zhí)行，掃描工序1中的傳感器狀態(tài)；當(dāng)傳感器I. I、1.2···I.η均為ON時(shí)，工序1中包含η 個(gè)傳感器，第一次觸發(fā)移位寄存器1，其內(nèi)部地址中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)左移1位，此時(shí)該位為1; 步驟四、啟動(dòng)下一個(gè)工序即工序2開始執(zhí)行，同理掃描停止信號(hào)是否為0Ν，無則掃描工 序2所涉及的各傳感器狀態(tài)，當(dāng)傳感器2.1、2.2···. 2.η均為ON時(shí)，工序2中包含η個(gè)傳感器，第 二次觸發(fā)移位寄存器1，其內(nèi)部地址中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)再左移1位，此時(shí)該位為1; 步驟五、啟動(dòng)下一個(gè)工序即工序3開始執(zhí)行，同理掃描停止信號(hào)是否為0Ν，無則掃描工 序3所涉及的各傳感器狀態(tài)，啟動(dòng)多個(gè)工序的順序執(zhí)行，當(dāng)工序超過7個(gè)時(shí)，將第8個(gè)工序連 接至第2個(gè)移位寄存器，重復(fù)步驟三至步驟五。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK105955184SQ201610331132
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】趙磊, 喬俊亮, 蘆家鵬
【申請(qǐng)人】天津暢樂電子科技股份有限公司