工業(yè)機(jī)器人智能工作站實(shí)訓(xùn)教程——西門子S7-1200PLC應(yīng)用篇模塊4交流電動機(jī)驅(qū)動鏈傳動模塊編程實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)目的1.掌握PLC模擬量模塊的使用。2.掌握三相異步交流電動機(jī)變頻調(diào)速的方法。3.掌握PLC通過模擬量來控制變頻器輸出頓率的方法。實(shí)訓(xùn)設(shè)備1.工業(yè)機(jī)器人智能工作站實(shí)訓(xùn)平臺系統(tǒng)一套。2.安裝西門子S7-1200PLC編程軟件TIA15的計(jì)算機(jī)一臺。3.西門子編程電纜一條。4.1知識準(zhǔn)備4.1.1模塊概述4.1.2變頻器參數(shù)設(shè)置4.1知識準(zhǔn)備1）交流電動機(jī)調(diào)速模塊采用西門子V20變頻器，其參數(shù)設(shè)置見表4-1，詳細(xì)參數(shù)說明參考變頻器使用手冊。4.1知識準(zhǔn)備2）變頻器參數(shù)設(shè)置方式如圖4-2所示。4.1知識準(zhǔn)備3）參數(shù)初始化設(shè)置。4.1知識準(zhǔn)備4）設(shè)置參數(shù)P0970后，變頻器會顯示“88888〞字樣且隨后顯示“P0970”。4.1知識準(zhǔn)備4.1知識準(zhǔn)備4.1.3模擬量輸出介紹4.1.4PLC指令介紹（1）NORM_X可以使用標(biāo)準(zhǔn)化指令NORM_X，通過將輸入VALUE中變量的值映射到線性標(biāo)尺對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。4.1知識準(zhǔn)備4.1知識準(zhǔn)備(2）SCALF_X使用縮放指令SCALF_X將浮點(diǎn)數(shù)映射到指定的取值范圍來進(jìn)行縮放。4.1知識準(zhǔn)備4.2實(shí)訓(xùn)任務(wù)4.2.1觸摸屏變量分析4.2實(shí)訓(xùn)任務(wù)4.2.2編寫PLC程序1)建立PLC變量表，添加“PLC配置表”。4.2實(shí)訓(xùn)任務(wù)2）交流電動機(jī)模塊[FB1]編程。4.2實(shí)訓(xùn)任務(wù)3）電動機(jī)轉(zhuǎn)速的模擬量轉(zhuǎn)換。4）電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的運(yùn)動控制程序如圖4-12所示。5）MAIN[OB1]主程序調(diào)用“交流電勁機(jī)”函數(shù)塊，如圖4-13所示。4.2實(shí)訓(xùn)任務(wù)4.2.3程序調(diào)試1）用西門子編程電纜將系統(tǒng)PLC和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。2）還行TIA15軟件，打開編好的PLC程序“交流電動機(jī)驅(qū)動鏈傳動模塊編程實(shí)訓(xùn)”。4.2實(shí)訓(xùn)任務(wù)3）按下交流電動機(jī)模塊的“啟動”按鈕，程序開始運(yùn)行。4）啟動交流電動機(jī)，輸出點(diǎn)Q2.4輸出有效，給變頻器反轉(zhuǎn)運(yùn)行信號。5）轉(zhuǎn)速要經(jīng)過程序的計(jì)算轉(zhuǎn)換成PLC模擬量的輸出，輸出給變頻器，從而改變變頻器的輸出頻率，改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。6）有意外情況時，斷開系統(tǒng)電源。7）學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下參考本例編寫自己的程序，然后下載到PLC中。8）實(shí)訓(xùn)完成后，如程序發(fā)生更改，請恢復(fù)原有的程序，否則系統(tǒng)可能不能正常運(yùn)行。4.3注意事項(xiàng)1）在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。2）系統(tǒng)通電后，身體的任何部位不要進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)動可達(dá)范圍之內(nèi)。3）系統(tǒng)運(yùn)行中，不要人為干擾系統(tǒng)的傳感器信號，否則系統(tǒng)不能正常工作。4）系統(tǒng)運(yùn)行時不要將身體的任何部位伸到模塊保護(hù)罩里面，以免發(fā)生危險。5）變頻器需設(shè)置成模擬量調(diào)速模式。模塊5三坐標(biāo)機(jī)器人位置運(yùn)動控制編程實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)目的1.了解PLC的工作原理。2.了解步進(jìn)電動機(jī)的工作原理。3.掌握PLC控制步進(jìn)電動機(jī)回零的方法。實(shí)訓(xùn)設(shè)備1.工業(yè)機(jī)器人智能工作站實(shí)訓(xùn)平臺一套2.安裝西門子編程軟件TIA15的計(jì)算機(jī)一臺。3.西門子編程電纜一條。5.1實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2.1S7-1200PLC中的運(yùn)動控制組態(tài)（1）步進(jìn)X軸組態(tài)1）添加工藝對象。①添加X軸工藝。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動②選擇“基本參數(shù)”下的“驅(qū)動器”，脈沖發(fā)生器選擇“Pulse_4”，信號類型選擇〝PTO（脈沖A和方向B)”，如圖5-4所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動2）選擇“擴(kuò)展參數(shù)”?“機(jī)械”，“電機(jī)每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)”設(shè)為“12800”，“電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移”設(shè)為186.0mm，如圖5-5所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動3）“擴(kuò)展參數(shù)”?“動態(tài)”?“常規(guī)”，可進(jìn)行速度相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動4）“擴(kuò)展參數(shù)”?“回原點(diǎn)”?〝主動”，“輸入歸位開關(guān)”選擇碼垛機(jī)生進(jìn)X軸_歸位開關(guān)和I0.7，“按近/回原點(diǎn)方向”〝接近速度〝“回原點(diǎn)速度〞“原點(diǎn)位置偏移量”，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置參數(shù)，如圖5-7所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動(

2）步進(jìn)Y軸組態(tài)按照上述方法添加“步進(jìn)Y軸”工藝對象，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。1）確定“驅(qū)動器”的參數(shù)，如圖5-8所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動2）確定“機(jī)械”的參數(shù)，如圖5-9所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動3）確定“動態(tài)”?“常規(guī)”的參數(shù)，如圖5-10所示。4）確定“回原點(diǎn)”?“主動”的參數(shù)，如圖5-11所示。(3）業(yè)進(jìn)Z軸組態(tài)按照上述方法添加“步進(jìn)工軸”工藝對象，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。1）確定“驅(qū)動器”的參數(shù)，如圖5-12所示。2）確定“機(jī)械”的參數(shù)，如圖5-13所示。3）確定“動態(tài)”?“常規(guī)”的參數(shù)，如圖5-14所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動4）確定“回原點(diǎn)”?“主動”的參數(shù)，如圖5-15所不。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2.2PLC指令介紹(

1）MC_Power（啟動/禁用軸）它的功能是使能軸或禁用軸。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動1）EN：這是MC_Power指令的使能端，不是軸的使能端。2）Axis：軸名稱。①用鼠標(biāo)直接從博途軟件左側(cè)項(xiàng)目樹中拖拽軸的工藝對象，如圖5-17所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動②用鍵盤輸入字符，則博途軟件會自動顯示出可以添加的軸對象，如圖5-18所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動③用復(fù)制的方式把軸的名稱復(fù)制到指令上，如圖5-19所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動④還可以用鼠標(biāo)雙擊“Aixs”，系統(tǒng)會出現(xiàn)右邊帶可選按鈕的白色長條框，這時用鼠標(biāo)單擊“選擇”按鈕，就會出現(xiàn)圖5-20中的列表。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動3）Enable：軸使能端。4）StopMode：軸停止模式。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動MC_Power指令的輸出端說明如下：1）ENO：使能輸出。2）Status：軸的使能狀態(tài)。3）Busy：標(biāo)記MC_Power指令是否處于活動狀態(tài)。4）Error：標(biāo)記MC_Power指令是否產(chǎn)生錯誤5）ErrorID：當(dāng)MC_Power指令產(chǎn)生錯誤時，用ErrorID表示錯誤號。5）Errorlnfo：當(dāng)MC_Power指令產(chǎn)生錯誤時，用Errorlnfo表示錯誤信息。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動（2）MC_Halt（停止軸）通過運(yùn)動控制指令MC_Halt，可停止所有運(yùn)動并以組態(tài)的減速度停止軸，如圖5-24所示。1）定位軸工藝對象已正確組態(tài)。2）軸己啟用。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動（3）MC_Home（回原點(diǎn)）MC_Home指令的參數(shù)見表5-3?？墒褂靡韵骂愋偷幕卦c(diǎn)：1）絕對式直接回原點(diǎn)（Mode=0

)：當(dāng)前軸位置被設(shè)置為參數(shù)“Position”的值。2）相對式直接回原點(diǎn)（Mode=1）：當(dāng)前軸位置的偏移量為參數(shù)“Position”的值。3）被動回原點(diǎn)（Mode=2)：在被動回原點(diǎn)期間，指令MC_Home不會執(zhí)行任何回原點(diǎn)運(yùn)動。4）主動回原點(diǎn)（Mode=3)：自動執(zhí)行回原點(diǎn)步驟。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2.3觸摸屏變量分析5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2.4編寫FLC程序1）建立PLC變量表，添加“PLC配置表”。2）新建全局變量表，如圖5-27所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動3）添加新的PLC數(shù)據(jù)類型，命名為“Axis指令”，填入圖5-28所示內(nèi)容。4）添加“軸控制”函數(shù)塊。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5）軸控制函數(shù)塊編程。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動①建立軸控制函數(shù)塊。②啟動軸程序如圖5-32所示。③停止軸程序如停止軸程序如停止軸程序如停止軸程序如停止軸程序如停止軸程序如5-33所示。④點(diǎn)動程序如圖5-34所示。⑤軸復(fù)位程序如肉5-35所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動6）步進(jìn)電動機(jī)函數(shù)塊調(diào)用軸控制子程序。7）調(diào)用“軸控制[FB2]”時，“調(diào)用選項(xiàng)”選擇“多重實(shí)例”，如圖5-37所示。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動①X軸控制程序如圖5-38所示。②Y軸控制程序如圖5-39所示。③Z軸控制程序如圖5-40所示。8）如圖5-41所示，Main[OB1]程序塊調(diào)用步進(jìn)電動機(jī)函數(shù)塊。5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2三坐標(biāo)機(jī)器人復(fù)位與點(diǎn)動5.2.5程序調(diào)試1）用西門子編程電纜將系統(tǒng)PLC和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。2）本次實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分為X軸、Y軸和Z軸，關(guān)聯(lián)變量時要注意X軸、Y軸、Z軸的變量3）在HMI調(diào)試過程中，要注意三坐標(biāo)機(jī)器人的X軸、Y軸、Z軸不要和實(shí)訓(xùn)平臺其他部位碰撞。4）如果在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了不正常，及時按下“急停”按鈕或者“停止”按鈕，然后再回到計(jì)算機(jī)端重新調(diào)試。5）根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目指導(dǎo)書編寫PLC控制程序和觸摸屏程序，并下載觸摸屏程序到觸摸屏，下載PLC控制程序到PLC。6）按下“回零”按鈕，回零完成后停止回零動作。7）學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下參考本例編寫作業(yè)程序，然后下載到PLC。8）實(shí)訓(xùn)完成后，如程序發(fā)生更改，請恢復(fù)原有的程序，否則系統(tǒng)可能不能正常運(yùn)行。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3.1PLC指令介紹5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3.2觸摸屏變量分析1）三坐標(biāo)機(jī)器人觸摸屏的手動控制組態(tài)變量如圖5-42所示，建立圖中的全局變量與控作的連接關(guān)系，設(shè)置好對應(yīng)控件的屬性。2）I/O域的關(guān)聯(lián)。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3.3編寫PLC程序1)根據(jù)PLC硬件地址配置表（見表5-1）進(jìn)行逐項(xiàng)配置，并做好相應(yīng)注釋，變量表如圖5-44所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫2）新建全局變量表，如圖5-45所示。3

)新建數(shù)據(jù)類型“Axis指令”，如肉5-46所示。4）新建數(shù)據(jù)類型“倉庫位置”，如圖5-47所示。5）工藝對象配置參照5.2節(jié)。6）軸控制函數(shù)塊編程。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫①在工藝指令集的“MotionControl”中，需要用到“MC_Power〞“MC_Halt”“MC_Home”“MC_MoveAbsolute”指令，并且建議都采用多重實(shí)例背景。②啟動軸程序如圖5-49所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫③停止軸程序如圖5-50所示。④點(diǎn)動程序如圖5-51所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫⑤軸復(fù)位程序如圖5-52所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫⑥軸相對運(yùn)動程序如圖5-53所示。⑦軸絕對運(yùn)動程序如圖5-54所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫7）步進(jìn)電動機(jī)函數(shù)塊編程（“調(diào)用選項(xiàng)”選擇“多重實(shí)例”）。①步進(jìn)電動機(jī)接口參數(shù)如圖5-55所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫②X軸控制程序如圖5-56所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫③Y軸控制程序如圖5-57所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫④Z軸控制程序如圖5-58所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫⑤回原點(diǎn)程序如圖5-59所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫⑥三坐標(biāo)機(jī)器人停止和位置顯示程序如圖5-60所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫8）三坐標(biāo)機(jī)器人出庫函數(shù)塊編程（該函數(shù)塊采用SCL語言編寫）。①三坐標(biāo)機(jī)器人出庫接口參數(shù)如圖5-61所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫②Main[OB1]程序塊調(diào)用步進(jìn)電動機(jī)函數(shù)塊，實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電動機(jī)相對位置控制，如圖5-62所示。5.3三坐標(biāo)機(jī)器人出庫5.3.4程序調(diào)試1）用西門子編程電纜將系統(tǒng)PLC和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，打開電源開關(guān)。2）根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目指導(dǎo)書編寫PLC控制程序和觸摸屏程序，并下載觸摸屏程序到觸摸屏，下載PLC控制程序到PLC。3）在任何情況下，按下“急?！卑粹o后，需要重新回零才能再進(jìn)行相對運(yùn)動控制。4）在自動測試中輸入X軸和Y軸坐標(biāo)，單擊“啟動”按鈕，進(jìn)行絕對運(yùn)動控制。5）學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下參考木例編寫自己的程序，然后下載到PLC中。6）實(shí)訓(xùn)完成后，如程序發(fā)生更改，應(yīng)恢復(fù)原有的程序，否則系統(tǒng)可能不能正常運(yùn)行。5.4三坐標(biāo)機(jī)器人入庫5.4三坐標(biāo)機(jī)器人入庫5.4.1觸摸屏變量分析5.4三坐標(biāo)機(jī)器人入庫5.4.2編寫PLC程序1）PLC硬件地址配置表見表5-1。2）新建全局變量表，如圖5-66所示。3）軸控制函數(shù)塊編程。5.4三坐標(biāo)機(jī)器人入庫①軸控制接口參數(shù)如圖5-67所示。②啟動軸程序如圖5-68所示。③停止軸程序如圖5-69所示。④點(diǎn)動程序如圖5-70所示。⑤軸復(fù)位程序如圖5-71所