基于YL—235A機電一體化設備分裝機PLC程序設計方法

曾鴻儒

摘要：YL-235A是浙江亞龍公司研制的光機電一體化實訓設備，并被指定為全國職業院校技能比賽中職組“機電一體化設備安裝與調試”項目比賽設備。“機電一體化設備安裝與調試”競賽項目中，如何設計能符合競賽任務書要求的PLC的程序，是競賽取得好成績的關鍵，也是訓練過程中的重點和難點。本文就2011年國賽試題“分裝機設備的安裝與調試”中編程的難點進行分析，重點分析調試程序、運行程序、緊急停止和供電異常的編法。

關鍵詞：技能比賽 機電一體化設備安裝與調試 分裝機 程序設計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

“機電一體化設備安裝與調試”競賽項目中，如何設計能符合競賽任務書要求的PLC的程序，是競賽取得好成績的關鍵，也是訓練過程中的重點和難點。YL-235A是集機械安裝與調試、PLC應用技術、變頻器應用技術、氣動傳動技術和傳感器技術于一體的實訓設備。本文以YL-235A模擬分裝機控制要求為例，分析其程序設計方法。

2 分裝機控制設計

2.1 分裝機的控制要求

分裝機各部件和器件名稱及位置如圖1所示，分裝機設置了“調試”和“運行”兩種功能。用轉換開關SA1在分裝機停止的狀態進行功能變換。

調試或運行前，分裝機的有關部件必須在原位。各有關部件的原位：機械手懸臂和手臂氣缸活塞桿縮回，手爪張開，停留在檢測平臺上方；B裝袋口和C返回口的氣缸活塞桿處于縮回狀態，皮帶輸送機的三相交流電機、送料機構的直流電機停止轉動。

分裝機在原位時，用SB1、SB2和SB3的組合來選擇調試部件，要求對送料機構、皮帶輸送機、機械手、B裝袋口和C返回口分別進行調試。

2.2 調試程序設計

首先應考慮在S0將分裝機復位為初始狀態。開機復位程序包括機械手復位、輸送帶復位、推料氣缸復位和軟元件復位。圖2為機械手復位程序。

為了確定設備處于原點位置，在STL程序以外還應判斷原點條件是否滿足，可使用輔助繼電器M100作為原點條件，在原點條件滿足的情況下，再編寫轉移到調試起始步和運行起始步的程序。在編寫調試程序時會發現相鄰步的轉移用同一條件，如在送料機構的調試中，要求按啟動按鈕SB5，送料機構的直流電機轉動；再按啟動按鈕SB5，送料機構的直流電機停止。反復按啟動按鈕SB5，送料機構的直流電機按轉動、停止交替。為了避免跳步現象，可以使用微分指令加以解決。如圖3所示

2.3 運行程序設計

運行程序需要先編寫物料檢測的程序，通過傳感器的檢測判斷出物料的顏色和性質。然后根據分裝要求編寫送物料步進轉移程序，編寫這部分程序是整個運行程序的難點。需要使用功能指令完成程序設計。實現的方法有多種，這里介紹使用觸點比較指令如何實現。假設來的物料為白色塑料件，即表示質量為20kg，A口的當前質量為0kg、20kg、30kg、40kg、50kg、60kg或80kg都滿足送A口條件；假設送來的物料為金屬件，即表示質量為30kg，A口的當前質量為0kg、20kg、30kg、40kg、50kg或者70kg都滿足送A口條件；假設送來的物料為黑色塑料件，即表示質量為50kg，A口的當前質量為0kg、20kg、30kg或者50kg都滿足送A口條件，A口條件用輔助繼電器M50表示，使用觸點比較指令寫出驅動M50的梯形圖程序，用同樣的方法寫出B口條件M49的梯形圖程序。然后根據任務書要求寫出送料步進轉移程序，如圖4所示。

2.4 緊急停止程序設計

若在運行過程中遇到需要緊急停止的意外情況，可按急停開關QS，按下急停開關QS，分裝機應保持停止時的狀態，蜂鳴器鳴叫。待意外消除，松開急停開關，蜂鳴器停止鳴叫，按下啟動按鈕SB5，分裝機繼續運行。緊急停止控制程序可以通過主控指令來完成。如圖5所示，包括初始狀態的所有步進程序都可以放在主控程序的范圍內。當急停開關合上，整個主控范圍程序都不能得到執行，從而使得整個設備處于停止狀態。

2.5 供電異常程序設計

PLC斷電或電壓過低，為供電異常。PLC供電異常時，分裝機應保持剛出現異常時的狀態，待供電正常時，按下啟動按鈕SB5，分裝機繼續運行。斷電檢測可以利用M8008特殊功能繼電器來實現，如果非正常停止斷電，則斷電時不處于初始狀態，斷電時使停電保持輔助繼電器M1200接通，待重新上電，要禁止輸出同時禁止步進轉移，這樣就能保持斷電前的狀態。程序如圖6所示。

3結語

以上是對分裝機控制程序作的一些分析，將設備安裝并調試好，這些程序能很好地實現分裝機的功能。在指導學生競賽訓練時，只要不斷地突破程序中的難點，才能提高學生綜合編程的能力，才能在各類競賽中取得好成績。

參考文獻

[1]MITSUBISHI.FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC系列編程手冊[M].三菱公司，2002.