系统硬件结构与工作方式

1.硬件结构

为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，例如手动方式和自动方式，后者包括连续、单周期、单步、自动返回原点几种工作方式。手动程序比较简单，一般用经验法设计，复杂的自动程序一般用顺序控制法设计。

图5-27中的机械手用来将工件从A点搬运到B点，操作面板如图5-28所示，图5-29是PLC的外部接线图。夹紧装置用单线圈电磁阀控制，输出Q4.1为1时工件被夹紧，为0时被松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，操作面板左下部的6个按钮是手动按钮。为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM（见图5-29）。运行时按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。

图5-27 机械手示意图

图5-28 操作面板

2.工作方式

系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式，用单刀五掷开关切换机械手的工作方式。机械手从初始状态开始，将工件从A点搬运到B点，最后返回初始状态的过程，称为一个工作周期。

1）在手动工作方式，用I0.5～I1.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左行、右行和松开、夹紧。

图5-29 PLC外部接线图(www.xing528.com)

2）在单周期工作方式的初始状态按下起动按钮I2.6，从初始步M0.0开始，机械手按顺序功能图（见图5-35）的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。

3）在连续工作方式的初始状态按下起动按钮，机械手从初始步开始，工作一个周期后又开始搬运下一个工件，反复连续地工作。按下停止按钮，并不马上停止工作，完成最后一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。

4）在单步工作方式，从初始步开始，按一下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下起动按钮，才开始执行下一步的操作。单步工作方式常用于系统的调试。

5）机械手在最上面和最左边且夹紧装置松开时，称为系统处于原点状态（或称初始状态）。在进入单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态。如果不满足这一条件，可以选择回原点工作方式，然后按起动按钮I2.6，使系统自动返回原点状态。符号表见图5-30。

图5-30 符号表

3.程序的总体结构

项目的名称为“机械手控制”（见随书光盘中的同名例程），在主程序OB1中，用调用功能（FC）的方式来实现各种工作方式的切换（图5-31）。公用程序FC1是无条件调用的，供各种工作方式公用。由外部接线图可知，工作方式选择开关是单刀5掷开关，同时只能选择一种工作方式。

图5-31 主程序OB1

方式选择开关在手动位置时调用手动程序FC2，选择回原点工作方式时调用回原点程序FC4。可以为连续、单周期和单步工作方式分别设计一个单独的子程序。考虑到这些工作方式使用相同的顺序功能图，程序有很多共同之处，为了简化程序，减少程序设计的工作量，将单步、单周期和连续这3种工作方式的程序合并为自动程序FC3。在自动程序中，应考虑用什么方法区分这3种工作方式。