PLC經典實例：簡易機械手的PLC控制線路與程序詳解

一、系統控制要求

簡易機械手的結構如圖5-9所示。M1為控制機械手左右移動的電動機，M2為控制機械手上下升降的電動機，YV線圈用來控制機械手夾緊、放松，SQ1為左到位檢測開關，SQ2為右到位檢測開關，SQ3為上到位檢測開關，SQ4為下到位檢測開關，SQ5為工件檢測開關。

圖5-9 簡易機械手的結構

簡易機械手控制要求如下：

①機械手要將工件從工位A移到工位B處。

②機械手的初始狀態（原點條件）是機械手應停在工位A的上方，SQI、SQ3均閉合。

③若原點條件滿足且SQ5閉合（工件A處有工件），按下啟動按鈕，則機械手按“原點→下降→夾緊→上升→右移→下降→放松→上升→左移→原點”步驟工作。

確定輸入/輸出設備，并為其分配合的I/O端子

簡易機械手控制采用的輸入/輸出設備和對應的PLC端子見表5-3。

表5-3 簡易機械手控制采用的輸入/輸出設備和對應的PLC端子

二、繪制控制線路圖

圖5-10所示為簡易機械手的PLC控制線路圖。

圖5-10 簡易機械手的PLC控制線路圖

三、編寫PLC控制程序

1）繪制狀態轉移圖圖5-11所示為簡易機械手控制狀態轉移圖。

I0.3機械手右圖移5-到11位 簡易機械手控制狀態轉移圖

2）繪制梯形圖

啟動編程軟件，按照圖5-11所示的狀態轉移圖編寫梯形圖程序，如圖5-12所示。

圖5-12 簡易機械手控制梯形圖程序

下面對照圖5-10所示控制線路圖來說明圖5-12梯形圖的工作原理。

武術運動員在表演武術時，通常會在表演場地某位置站立好，然后開始進行各種武術套路表演，表演結束后會收勢成表演前的站立狀態。同樣地，大多數機電設S備0.5在工作Q0前.2先機要械處手下于降初始位置（相當于運動員表演前的站立位置），然后在程序的控制下，機電I0.設5機備械開手下始降各到種位操作，操作結束又會回到初始位置，機電設備的初始位置也稱原點。

（1）工作控制。

當PLC啟動時，［2］SM0.1會接通一個掃描周期，將狀態繼電器S0.0 S置0.6位，S0Q.00.4程機序械段手放被松激活，成為活動步程序。

①原T1s5定0 T50 點時條到件檢測。

機械手的原點條件是左到位（左限位開關SQ1 閉合）、上到位（上限位開S0.7關SQ3Q0閉.3合機）械，手即上機升械手的初始位置應在左上角。若不滿足原點條件，則原點檢測程序會使I0機.4機械械手手上返升回到位到原點，然后才開始工作。

［4］為原點檢測程序，當按下啟動按鈕SB1時→［1］I0.0常開觸點閉合，輔助繼電器M0S1.0.0線圈Q得0.1電，機械M手0左.0移自鎖觸點閉合，鎖定供電，同時［4］M0.0常開觸點閉合，因S0.0狀態I0器.4機被械手置上位升，到位故S0.0常開觸點閉合，Q0.4線圈復位，接觸器KM5線圈失電，機械手夾緊線I0.圈6工失作臺電A而上有放工松件，［4］中的其他M0.0常開觸點也均閉合。若機械手未左到位，開關SQ1斷開，［4］I0.2常閉觸點閉合，Q0.1線圈得電，接觸器KM1線圈得電，通過電動機M1驅動機械手左移，左移到位后SQ1閉合，［4］I0.2常閉觸點斷開；若機械手未上到位，開關SQ3斷開，［4］I0.4常閉觸點閉合，Q0.3線圈得電，接觸器KM4線圈得電，通過電動機M2驅動機械手上升，上升到位后SQ3閉合，［4］I0.4常閉觸點斷開。如果機械手左到位、上到位且工位A有工件（開關SQ5閉合），則［4］I0.2、I0.4、I0.6常開觸點均閉合，執行“SCRT S0.1”指令，使S0.1程序段成為活動步程序，程序轉移至S0.1程序段，開始控制機械手搬運工件。

②機械手搬運工件控制。

S0.1程序段成為活動步程序后，［7］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.2線圈得電，KM3線圈得電，通過電動機M2驅動機械手下移，當下移到位后，下到位開關SQ4閉合，［7］I0.5常開觸點閉合，執行“SCRT S0.2”指令，程序轉移至S0.2程序段→［10］SM0.0常ON觸點閉合，Q0.4線圈被置位，接觸器KM5線圈得電，夾緊線圈YV得電將工件夾緊，與此同時，定時器T50開始1s計時→1s后，［10］T50常開觸點閉合，執行“SCRT S0.3”指令，程序轉移至S0.3程序段→［13］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.3線圈得電，KM4線圈得電，通過電動機M2驅動機械手上移，當上移到位后，開關SQ3閉合，［13］I0.4常開觸點閉合，執行“SCRT S0.4”指令，程序轉移至S0.4程序段→［16］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.0線圈得電，KM1線圈得電，通過電動機M1驅動機械手右移，當右移到位后，開關SQ2閉合，［16］I0.3常開觸點閉合，執行“SCRT S0.5”指令，程序轉移至S0.5程序段→［19］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.2線圈得電，KM3線圈得電，通過電動機M2驅動機械手下降，當下降到位后，開關SQ4閉合，［19］I0.5常開觸點閉合，執行“SCRT S0.6”指令，程序轉移至S0.6程序段→［22］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.4線圈被復位，接觸器KM5線圈失電，夾緊線圈YV失電將工件放下，與此同時，定時器T50開始1s計時→1s后，［22］T50常開觸點閉合，執行“SCRT S0.7”指令，程序轉移至S0.7程序段→［25］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.3線圈得電，KM4線圈得電，通過電動機M2驅動機械手上升，當上升到位后，開關SQ3閉合，［25］I0.4常開觸點閉合，執行“SCRT S1.0”指令，程序轉移至S1.0程序段→［28］SM0.0常ON觸點閉合→Q0.1線圈得電，KM2線圈得電，通過電動機M1驅動機械手左移，當左移到位后，開關SQ1閉合，［28］I0.2常閉觸點斷開，Q0.1線圈失電，機械手停止左移，同時［28］I0.2常開觸點閉合，如果上到位開關SQ3（I0.4）和工件檢測開關SQ5（I0.6）均閉合，則執行“SCRT S0.1”指令，程序轉移至S0.1程序段→［7］SM0.0常ON觸點閉合， Q0.2線圈得電，開始下一次工件搬運。若工位A無工件，則SQ5斷開，機械手會停在原點位置。

（2）停止控制。

當按下停止按鈕SB2時→［1］I0.1常閉觸點斷開→輔助繼電器M0.0線圈失電→［1］、［4］、［28］中的M0.0常開觸點均斷開，其中［1］M0.0常開觸點斷開解除M0.0線圈供電，［4］、［28］M0.0常開觸點斷開均會使“SCRT S0.1”指令無法執行，也就無法轉移至S0.1程序段，機械手不工作。