西門子工業(yè)模塊代理商|CPU模塊代理商

時間：2023-06-20作者：潯之漫智控技術(shù)(上海)有限公司瀏覽：12

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自動化設(shè)備的多種工作方式

在工業(yè)生產(chǎn)中，有很多生產(chǎn)設(shè)備是根據(jù)某種特定要求設(shè)計(jì)制造的，例如，動力頭，機(jī)械手、各式各樣的非標(biāo)設(shè)備和生產(chǎn)線**機(jī)械等，這些工業(yè)專機(jī)設(shè)備是機(jī)械、電動、氣動、液壓和電氣控制相結(jié)合的一體化產(chǎn)品，它們的共同特點(diǎn)是自動化程度高，半自動化或全自動化地完成特定的控制任務(wù)，無須人工干預(yù)。從控制的角度來看，它們基本上都屬于順序控制系統(tǒng)，有的是單流程順序控制，有的是有分支的順序控制，因此，都可以成為PLC的應(yīng)用控制對象。

在工作方式上，它們也有控制的共同點(diǎn)，這些共同點(diǎn)可以通過如圖6.4-1 所示的鉆孔動力頭控制進(jìn)行說明。




圖6.4-1 鉆孔動力頭控制示意圖及流程圖

圖中，M1為主電動機(jī)，M2為鉆頭進(jìn)快退電動機(jī)，YV為鉆頭工進(jìn)電磁閥，其控制原理與控制流程要求見圖(a)，順序控制流程見圖(b)，控制流程比較簡單，不再詳細(xì)說明。

鉆孔動力頭雖然簡單，但卻可以說明以它為代表的工業(yè)自動化**生產(chǎn)設(shè)備的控制方式，下面分別給予介紹。

1)原點(diǎn)回歸工作方式

原點(diǎn)是指設(shè)備的初機(jī)械位置，一般的設(shè)備都是從原點(diǎn)開始作為一個控制周期的出發(fā)點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果發(fā)生了斷電等特殊情況，控制可能會停留在中途位置，等到再來電時，也需要一個回原點(diǎn)的控制方式。

在機(jī)械設(shè)備中，原點(diǎn)大多以位置的開關(guān)信號表示，有的還要考慮到執(zhí)行元件的狀態(tài)情況，例如，壓力等模擬量參數(shù)是否達(dá)到，各執(zhí)行器是否處于復(fù)位狀態(tài)等。

在本例中，原點(diǎn)是指鉆孔起始位置，這時鉆桿應(yīng)沒有任何進(jìn)給，限位開關(guān)SQ1受壓閉合。很明顯，如果設(shè)備在三維空間運(yùn)動，原點(diǎn)至少有三個方向的限位開關(guān)。

如果設(shè)備不處于原點(diǎn)位置，則必須通過回原點(diǎn)的程序使設(shè)備回到原點(diǎn)位置。

2)手動工作方式

手動工作方式是指用手按動按鈕使控制流程中各個執(zhí)行器負(fù)載能單獨(dú)接通和斷開。在自動設(shè)備中，手動方式也是不可缺少的一種工作方式。在正式生產(chǎn)前，可以手動試試各個負(fù)載是否能正常工作。在部分設(shè)備中，中途停止時，可以用手動方式繼續(xù)完成一個周期的工作，等等。

在本例中，手動是指對主電動機(jī)M1、進(jìn)給電動機(jī)M2和工步進(jìn)給電磁閥YV的控制。單獨(dú)手動時，除了試驗(yàn)負(fù)載是否正常工作外，還要試驗(yàn)是否能完成控制動作要求。

3)單步運(yùn)行工作方式

單步運(yùn)行是指在順序控制中，每按動一次按鈕，控制運(yùn)行就前進(jìn)一個狀態(tài)工步。在正常生產(chǎn)中，這是沒有必要的工作方式，但對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試卻是非常必要的。單步運(yùn)行時主要是觀察控制順序是否正常，每一個狀況工步內(nèi)的動作是否符合要求，狀態(tài)能否正確轉(zhuǎn)移等。

4)單周期運(yùn)行工作方式

單周期是指僅運(yùn)行一個工作周期，例如，本例中如果一個工件鉆孔完畢，必須用人工進(jìn)行裝卸，則只能運(yùn)行一個周期回到原位等待啟動指令，所以單周期運(yùn)行是一種半自動工作方式。在單周期運(yùn)行期間，若中途按下停止按鈕，則停止運(yùn)行，如再啟動按鈕，應(yīng)從斷開處繼續(xù)運(yùn)行，直到完成一個周期工作為止。

5)自動運(yùn)行工作

如果把半自動運(yùn)行工作方式中人工裝卸料換成由設(shè)備自動進(jìn)行裝卸料(當(dāng)然要增加設(shè)備，還要改變控制流程)，就變成了反復(fù)循環(huán)運(yùn)行的自動工作方式。和半自動不一樣，若在中途按動停止按鈕，則會繼續(xù)完成一個工作周期回到原點(diǎn)才停止。

這里，是用鉆孔動力頭為例來說明自動化生產(chǎn)設(shè)備的五種工作方式。實(shí)際上并不是所有自動化設(shè)備都需要多種工作方式，簡單設(shè)備僅需要半自動或全自動工作方式。

多種工作方式的編程

如果一個負(fù)載系統(tǒng)要求上述五種工作方式，那么如何對這五種工作方式編程，并把它們?nèi)诤系匠绦蛑惺浅绦蚓幹频碾y點(diǎn)。

分析一下這五種工作方式的控制要求，就會發(fā)現(xiàn)單步、單周期和自動工作方式的控制過程是一樣的，都是系統(tǒng)運(yùn)行控制，只不過控制方式不同而已。因此，實(shí)際上需要編程的是手動程序、原點(diǎn)回歸程序、自動程序和用于它們之間切換的公用程序，如果利用 SFC 對多拉制方式系統(tǒng)進(jìn)行編程，則其程序結(jié)構(gòu)如圖6.4-2所示。

圖中 X10~X14 為五種工作方式的選擇開關(guān)，這五個選擇開關(guān)是互為相斥的，每次只能有一個為 ON，在外部硬件上是用波段開關(guān)來保證五個選擇中不可能有兩個或兩個以上同時為ON。

手動程序比較簡單，它是用于負(fù)載相對應(yīng)的按鈕來單獨(dú)控制各個負(fù)載的動作，設(shè)計(jì)中為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，必須增加一些互相之間的互鎖和連鎖。




圖6.4-2 多種工作方式程序結(jié)構(gòu)

原點(diǎn)回歸程序也比較簡單，只要按順序進(jìn)行位置方向上的回歸即可。設(shè)計(jì)中必須注意，如果回歸動作是雙向動作(左右行、上下行、前后行等)中的一個，必須先停止相反方向運(yùn)動，才進(jìn)行回歸運(yùn)動。注意回歸原點(diǎn)后，必須發(fā)出信號，表示原點(diǎn)位置條件滿足，并為進(jìn)入自動程序段做好準(zhǔn)備。

自動程序的設(shè)計(jì)則比較復(fù)雜。當(dāng)然，再復(fù)雜的程序也可以設(shè)計(jì)，但由于復(fù)雜所耗費(fèi)的設(shè)計(jì)時間和精力則相當(dāng)多，能不能就這種多方式控制系統(tǒng)開發(fā)出一種通用簡便的設(shè)計(jì)方法，這是眾多PLC生產(chǎn)商和廣大用戶所關(guān)心的問題。

三菱FXPLC的狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST就是生產(chǎn)商為多種方式控制系統(tǒng)開發(fā)的一種方便指令。IST指令和步進(jìn)指令STL 結(jié)合使用，專門用來自動設(shè)置具有多種工作方式控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和相關(guān)特殊輔助繼電器狀態(tài)，用戶不必考慮這些初始化狀態(tài)的和多種方式之間的切換，專心設(shè)計(jì)手動、原點(diǎn)回歸和自動程序，簡化了設(shè)計(jì)工作，節(jié)省了大量時間。

和其他功能指令不同，IST指令是一個應(yīng)用指令宏，所謂“宏”是指帶有一定條件的簡化。因此，應(yīng)用IST指令必須要有滿足指令所要求的外部接線規(guī)定，內(nèi)部軟元件應(yīng)用條件才能完成IST指令所代表的多方式控制。








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