2025年08月05日 11:43:21 来源：东莞市宇匠数控设备有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：8
3.2 试验台PLC控制程序设计
PLC是执行元件执行动作的发起者，是整个试验台控制系统的核心部件， PLC自身的性能也在一定程度上决定着试验台整体性能，与此同时，PLC逻辑 程序的正确编写也是整个试验台正常运行的基础，同时是本次试验台搭建过程中 的一个难点、关键点。
PLC即可编程逻辑控制器，它是一种可编程的存储器，其内部有用于程序存 储的单元，并能够面向用户进行顺序控制、定时等操作。PLC实质上是一种用于工业控制的计算机，其硬件构成与微型计算机类似，主要由：电源、处理单 元、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等构成。
PLC以扫描的形式进行工作，PLC的扫描周期分为：输入采样、用户程序 执行、输出刷新[42_43]。不同的PLC在整个工作运行过程中以一个一定的扫描速 度重复上述三个阶段。
(1) 输入采样阶段：在此阶段，PLC以扫描的方式读入所有输入数据，并 将数据存入I/O映像区的相应单元中。此阶段的显著特点是：在程序执行过程中 即使输入信号发生变化，存储在I/O映像区的响应单元内的数据在下一个扫描周 期开始前也不会随之改变，这就是所谓的集中输入方式。
(2) 用户程序执行阶段：在此阶段，PLC总是从上而下，从左到右依次扫 描用户程序，并进行相应的逻辑运算，然后依据运算结果，刷新逻辑线圈在存储 区域中的逻辑状态。此阶段的显著特点是：在程序执行的过程中可以使用立即指 令。S卩，若使用此I/O指令，输入过程映像存储器的值不变，而程序会直接从I/O 模块中取值，输出过程映像存储器的值会被立即更改。
(3) 输出刷新阶段：此阶段在用户程序执行阶段之后，也是PLC —个扫描 周期的最后阶段。此阶段结束后产生的输出数据和输出状态才是真正的PLC输 出。这也是就所谓的集中输出。此输出值通过输出电流来驱动相应的外部设备
在了解PLC的工作原理之后，要依据试验台的具体需求进行PLC的选型。 经过统计，本试验台搭建的过程中所需要的输入点数和输出点数均为18个。由 于该试验台搭建时所需要的输入输出信号点不多，因此所选PLC输入输出点数 均超过18即可。由于欧姆龙系列PLC更加适用于小型系统，编程更容易，故考 虑选用欧姆龙系列PLC。CP1H系列PLC是欧姆龙在CS/CJ中型机的基础上研 制开发的，是性能较好，扩展能力较强的小机型PLC。，处理速度对于基本 指令为O.l^is; I/O容量最多7个扩展单元，开关量320点，模拟量37 路。拥有自由端口两个，可用于RS-232和RS-485通讯，并配有通用USB端口， 方便程序的上传和下载。
本文在考虑满足输入输出点数要求的同时，综合考虑到后续试验台的二次开 发，本文选用CP1H-XA40DT-D型号的欧姆龙PLC以及CP1W-16ER的扩展模块。 此型号PLC具有24个输入点，16个输出点，并具有模拟量输出输入功能。 CP1W-16ER的扩展模块的输出点数量为16个。
3.2.2 PLC程序设计
在完成PLC选型之后，需要进行PLC程序的编写以使其能对执行机构进行 控制，PLC程序编写过程的一般步骤是：首先要完成输入输出点的定义，然后是 26
| 整体方案的确定，最后是PLC逻辑梯形图的绘制。 | 下面将从以上三个方面进行 | |||||
| 阐述。 |
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| (1)输入输出点的定义 |
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| 1)输入点的定义 |
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| 将PLC的输入端与外部设备的反馈信号线相连接，其中外部设备包括外部 | ||||||
| 传感器、 | 伺服电机的反馈信号线、减速电机的反馈信号线，以此线路组成回路， | |||||
| 完成对PLC输入的控制， | 此即为PLC的输入电路。根据本试验台搭建的实际情 | |||||
| 况，结合所需输入点数， | PLC相关输入点的定义如下。 |
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| 表3.5输入点统计及PLC输入点的定义 |
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| 项目 | 伺服控制器报 警信号 |
| 气缸位置信号 |
| 防护门 位置信 号 | 机械 手原 点信 号 |
| 点数 | 2 |
| 4 |
| 1 | 1 |
| 内容 | Ml报 M2报 曰曰 | 气缸1 进位标 志 | 气缸1 气缸2 复位标进位标 志 志 | 气缸2 复位标 志 | 防护门 关闭 | 机械 手原 点 |
| 地址 | 0.00 0.01 | 0.02 | 0.03 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 |
| 项目 | 掉刀检测信号 |
| 热继电器信号 |
| 刀套位 置信号 | 变频 器报 馨 |
| 点数 | 2 |
| 2 |
| 1 | 1 |
| 内容 | 掉刀检掉刀检 | FR1触 | FR2触FR3触 | FR4触 | 刀套位 | M3 |
| 测1 测2 | 点 | 占 占 | 点 | 置 | 报警 | |
| 地址 | 1.05 1.06 | 1.03 | 1.00 1.01 | 1.02 | 0.08-0.10 | 1.04 |
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2)输出点的定义
将PLC的输出端与外部设备的输入信号线相连接，其中外部设备包括伺服 控制器的输入信号线、变频器的输入信号线、伺服电机的输入信号线、减速电机 的输入信号线，以此组成回路，实现PLC的输出，即为PLC的输出电路。根据 本试验台搭建的实际情况，结合所需输出点数，PLC相关输出点的定义如下。
| 表3.6输出点统计及PLC输出点的定义 | |||||||
| 项目 | 变频器调速 | 电机刹 车 | 伺服控制器 工作 |
| 线路得电 |
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| 点数 | 1 | 1 | 2 |
| 4 |
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| 内容 | M3调速 | M3解 刹车 | 伺服控制器 使能 | KA1 线圈 | KA3 线圈 | KA2 线圈 | KA4 线 圈 |
| 地址 | 101.06 | 101.07 | 101.00-101.01 | 103.00 | 103.02 | 103.01 | 103. 03 |
| 项目 | 伺服控制器 脉冲输出 | 变频器 工作 |
| 气缸控制 |
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| 点数 | 4 | 1 |
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| 5 |
| 锁 紧 缸 |
| 内容 | 输出脉冲 | M3启 动 | 气缸1回刀 | 气缸1 回刀 | 气缸2 推刀 | 气缸2 回刀 | |
| 地址 | 100.00-100. 03 | 101.05 | 100.05 | 100.07 | 101.03 | 101.04 | 101. 02 |
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(2) PLC梯形图程序的编制
在PLC输入输出电路设定完成之后，下一步就是进行PLC逻辑梯形图的绘 制，根据前述的PLC的选型结果，在PLC逻辑梯形图的绘制过程中，选择使用 CX-One软件。PLC程序的编写主要使用CX-One中的CX-Programmer软件[44]。
根据试验台搭建的实际情况以及链式刀库运转的动作顺序，PLC梯形图程序 地编制主要分为三个大的方面：换刀准备、就近选刀、机械手换刀。
1) 换刀准备阶段。换刀准备阶段的主要工作是先判断所给的目标刀号的具 体位置以及进行刀仓空刀位地跟踪，为下一步刀仓根据就近换刀原则进行换刀做 好准备。
2) 就近选刀阶段。就近选刀主要是根据所给的目标刀号所在的具体位置， 刀仓依照最短运行路径，把目标刀号送至换刀位置，为下一步换刀机械手进行换 刀做好准备。
3) 机械手换刀阶段。当上述两个阶段进行完成后，自动换刀机械手会根据 目标刀具的长度和重量，选择合适的转速进行换刀，此阶段换刀机械手的转速由 变频器进行控制。
本文采摘自“加工中心链式刀库及机械手可靠性试验方法研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！
