输送单元单站运行的目标是测试设备传送工件的功能。要求其他各工作单元已经就位，如图7-40所示，并且在供料单元的出料台上放置了工件，测试开始。
1.复位
输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。
当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。
2.正常功能测试
（1）抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：手臂伸出→手爪夹紧抓取工件→提升台上升→手臂缩回。
（2）抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm／s。
（3）机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，即把工件放到加工站物料台上。抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出→提升台下降→手爪松开放下工件→手臂缩回。
（4）放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
（5）抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方，然后把工件放到装配站物料台上。其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
（6）放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
（7）机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90°，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下。动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
（8）放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。伺服电机驱动机械手装置以400mm／s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90°，然后以100mm／s的速度低速返回原点停止。
当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。
3.非正常运行的功能测试
若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行。在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。但是若急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。
在急停状态，绿色指示灯HL2以1Hz的频率闪烁，直到急停复位后恢复正常运行时，HL2恢复常亮。
4.PLC的选型和I／O接线
输送单元所需的I／O点较多。其中，输入信号包括来自按钮／指示灯模块的按钮、开关等主令信号，各构件的传感器信号等；输出信号包括输出到抓取机械手装置各电磁阀的控制信号和输出到伺服电机驱动器的脉冲信号和驱动方向信号；此外尚须考虑在需要时输出信号到按钮／指示灯模块的指示灯，以显示本单元或系统的工作状态。
由于需要输出驱动伺服电机的高速脉冲，PLC应采用晶体管输出型。
基于上述考虑，选用西门子S7-226DC／DC／DC型PLC，共24点输入，16点晶体管输出。表7-8给出了PLC的I／O信号表，I／O接线原理如图7-41所示。
表7-8 输送单元PLC的I／O信号表
（续表）
图7-41 输送单元PLC接线原理
图7-41中，左右两极限开关LK2和LK1的动合触点分别连接到PLC输入点I0.2和I0.1。必须注意的是，LK2、LK1均提供一对转换触点，它们的静触点应连接到公共点COM，而动断触点必须连接到伺服驱动器的控制端口CNX5的CCWL（9脚）和CWL（8脚）作为硬联锁保护（见图7-19），目的是防止由于程序错误引起脉冲极限故障而造成设备损坏。接线时请注意。
晶体管输出的S7-200系列PLC，供电电源采用DC24V的直流电源，与前面各工作单元的继电器输出的PLC不同。接线时也请注意，千万不要把AC220V电源连接到其电源输入端。
完成系统的电气接线后，尚须对伺服电机驱动器进行参数设置，如表7-9所示。
表7-9 伺服电机驱动器参数设置
5.编写和调试PLC控制程序
1）主程序编写的思路
从前面所述的传送工件功能测试任务可以看出，整个功能测试过程应包括上电后复位、传送功能测试、紧急停止处理和状态指示等部分，传送功能测试是一个步进顺序控制过程。在子程序中可采用步进指令驱动实现。(www.xing528.com)
紧急停止处理过程也要编写一个子程序单独处理。这是因为，当抓取机械手装置正在向某一目标点移动时按下急停按钮，PTOx_CTRL子程序的D_STOP输入端变成高位，停止启用PTO，PTOx_RUN子程序使能位OFF而终止，使抓取机械手装置停止运动。急停复位后，原来运行的包络已经终止，为了使机械手继续往目标点移动；可让它先返回原点，然后运行从原点到原目标点的包络。这样当急停复位后，程序不能马上回到原来的顺控过程，而是要经过使机械手装置返回原点的一个过渡过程。
输送单元程序控制的关键点是伺服电机的定位控制，在编写程序时，应预先规划好各段的包络，然后借助位置控制向导组态PTO输出。表7-10的伺服电机运行的运动包络数据，是根据按工作任务的要求和图7-33所示的各工作单元的位置确定的。表中包络5和包络6用于急停复位，经急停处理返回原点后重新运行的运动包络。
表7-10 伺服电机运行的运动包络
前面已经指出，当运动包络编写完成后，位置控制向导会要求为运动包络指定V存储区地址，为了与后面项目八“YL-335B的整体控制”的工作任务相适应，V存储区地址的起始地址指定为VB524。
综上所述，主程序应包括上电初始化、复位过程（子程序）、准备就绪后投入运行等阶段。主程序梯形图如图7-42所示。
2）初态检查复位子程序和回原点子程序
系统上电且按下复位按钮后，就调用初态检查复位子程序，进入初始状态检查和复位操作阶段，目标是确定系统是否准备就绪，若未准备就绪，则系统不能启动进入运行状态。
该子程序的内容是检查各气动执行元件是否处在初始位置，抓取机械手装置是否在原点位置，如不在则进行相应的复位操作，直至准备就绪。子程序中，除调用回原点子程序外，主要是完成简单的逻辑运算，这里不再详述。
抓取机械手装置返回原点的操作，在输送单元的整个工作过程中，都会频繁地进行。因此编写一个子程序供需要时调用是十分必要的。回原点子程序是一个带形式参数的子程序，在其局部变量表中定义了一个BOOL输入参数START，当使能输入（EN）和START输入为ON时，启动子程序调用，如图7-43（a）所示。回原点子程序的梯形图如图7-43（b）所示，当START（即局部变量L0.0）ON时，置位PLC的方向控制输出Q0.0，并且这一操作放在PTO0_RUN指令之后，这就确保了方向控制输出的下一个扫描周期才开始脉冲输出。
图7-42 主程序梯形图
图7-43 回原点子程序
（a）回原点子程序的调用 （b）回原点子程序梯形图
带形式参数的子程序是西门子系列PLC的优异功能之一，输送单元程序中好几个子程序均使用了这种编程方法。关于带参数调用子程序的详细介绍，请参阅S7-200可编程控制器系统手册。
3）急停处理子程序
当系统进入运行状态后，在每一扫描周期都调用急停处理子程序。该子程序也带形式参数，在其局部变量表中定义了两个BOOL型的输入／输出参数ADJUST和MAIN_CTR，参数MAIN_CTR传递给全局变量主控标志M2.0，并由M2.0当前状态维持，此变量的状态决定了系统在运行状态下能否执行正常的传送功能测试过程。参数ADJUST传递给全局变量包络调整标志M2.5，并由M2.5当前状态维持，此变量的状态决定了系统在移动机械手的工序中，是否需要调整运动包络号。
急停处理子程序梯形图如图7-44所示，说明如下：
（1）当急停按钮被按下时，MAIN_CTR置0，M2.0置0，传送功能测试过程停止。
（2）若急停前抓取机械手正在前进中，如从供料往加工，或从加工往装配，或从装配往分拣等，则当急停复位的上升沿到来时，需要启动使机械手低速回原点过程。到达原点后，置位ADJUST输出，传递给包络调整标志M2.5，以便在传送功能测试过程重新运行后，给处于前进工步的过程调整包络用，例如，对于从加工到装配的过程，急停复位重新运行后，将执行从原点（供料单元处）到装配的包络。
图7-44 急停处理子程序
（3）若急停前抓取机械手正在高速返回中，则当急停复位的上升沿到来时，使高速返回步复位，转到下一步即摆台右转和低速返回。
4）传送功能测试子程序的结构
传送功能测试过程是一个单序列的步进顺序控制。在运行状态下，若主控标志M2.0为ON，则调用该子程序。传送功能测试过程的流程说明如图7-45所示。
图7-45 传送功能测试过程的流程说明
下面以机械手在加工台放下工件开始，到机械手移动到装配单元为止，这3步过程为例说明编程思路，其梯形图如图7-46所示。
（1）在机械手执行放下工件的工作步中，调用“放下工件”子程序，在执行抓取工件的工作步中，调用“抓取工件”子程序。这两个子程序都带有BOOL输出参数，当抓取或放下工作完成时，输出参数为ON，传递给相应的“放料完成”标志M4.1或“抓取完成”标志M4.0，作为顺序控制程序中步转移的条件。
机械手在不同的阶段抓取工件或放下工件的动作顺序是相同的。抓取工件的动作顺序为：手臂伸出→手爪夹紧→提升台上升→手臂缩回；放下工件的动作顺序为：手臂伸出→提升台下降→手爪松开→手臂缩回。采用子程序调用的方法来实现抓取和放下工件的动作控制使程序编写得以简化。
（2）在S30.5步，执行机械手装置从加工单元往装配单元运动的操作，运行的包络有两种情况，正常情况下使用包络2，急停复位回原点后再运行的情况则使用包络5，选择依据是“调整包络标志”M2.5的状态，包络完成后请记住使M2.5复位。这一操作过程同样适用于机械手装置从供料单元往加工单元或装配单元往分拣单元运动的情况，只是从供料单元往加工单元时不需要调整包络，但包络过程完成后使M2.5复位仍然是必需的。
事实上，其他各工步编程中运用的思路和方法，基本上与上述三步类似。按此，读者不难编制出传送功能测试过程的整个程序。
图7-46 从加工站向装配站的梯形图
“抓取工件”和“放下工件”子程序较为简单，此处不再详述。输送单元单站运行的全部程序清单请参考“YL-335B例程”。
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