» » » Разработка программы управления промышленным роботом на базе контроллера SIMATIC S5 фирмы SIEMENS

Разработка программы управления промышленным роботом на базе контроллера SIMATIC S5 фирмы SIEMENS


...



Управление работой манипулятора осуществляется с операторской панели. На панели помещены следующие кнопки и индикаторы выходных сигналов:









Рис.1
Манипулятор начинает работу, если нажата кнопка "ПУСК". При этом последовательно поступают команды на исполнительные механизмы и учитывают положение КВ. манипулятор перемещается по заданной траектории. При нажатии оператором кнопки "СТОП" манипулятор останавливается. При переполнении тары деталей 1 и 2 на панели обслуживания включается индикатор "Сменить тару 1" или "Сменить тару 2" соответственно, по этому сигналу манипулятор перемещается в начальное положение и ждет нажатия оператором кнопки "Тара 1 сменена" или "Тара 2 сменена" соответственно.

2.1 Представление кинематической схемы манипулятора
Кинематическая структура рабочих органов манипулятора имеет вид:

Манипулятор состоит из четырех кинематических пар: вращательной S1, изгибов S2 и S3, перемещения S4 и схвата S5.










При проектировании программы будем использовать данные 7 варианта:
N вар 
Траектория 
Нач. положение 
, сек 
, сек 
Кол-во деталей 1 
Кол-во деталей 2 



В качестве приемника излучения выберем фоторезистор. Чувствительный элемент в фоторезисторе выполнен в виде пластинки, на которую нанесен слой полупроводникового фоточувствительного материала. Электропроводность полупроводниковых материалов обусловлена возбуждением электронов в валентной зоне и примесных уровнях.
При небольших уровнях освещенности преобразователя число возбужденных светом электронов пропорционально освещенности. Его электрическая проводимость , где  - фототок,  - напряжение, приложенное к преобразователю, также пропорционально освещенности.
При больших освещенностях пропорциональность нарушается.
Вольт-амперная характеристика фоторезисторов линейна, то есть их сопротивление не зависит от приложенного напряжения. Фоторезисторы имеют высокую чувствительность, но их сопротивление зависит от температуры. Для уменьшения температурной погрешности они включаются в смежные плечи моста.
4. Разработка и написание программы управления
4.1. Разработка структуры системы управления
Для управления работой манипулятора следует подавать в определенной последовательности сигналы на ИМ1-1, ИМ1-2, ИМ2-1, ИМ2-2, ИМ3-1, ИМ3-2, ИМ4-1, ИМ4-2, ИМ5-1, ИМ5-2 и учитывать выходные сигналы с КВ1-1, КВ1-2, КВ2-1, КВ2-2, КВ3-1, КВ3-2, КВ4-1, КВ4-2. Исходя из всего вышесказанного, можно получить следующую общую схему системы управления:



















Входы "Фотодатчик 1" и "Фотодатчик 2" служат для распознания типа детали.
Технический процесс работы манипулятора и всей линии в целом проходит под управлением устройства автоматики в соответствии с командами программы пользователя. С помощью этой программы устройство автоматики обрабатывает сигналы, поступающие на входы от датчиков процесса. Результат обработки сигналов далее выдается через выходы на управляющие процессом механизмы.
4.2 Функциональная блок-схема алгоритма управления промышленным роботом
Для составления программы управления роботом составим концептуальную блок-схему алгоритма управления:

4.3 Присвоение адресов
Для того, чтобы наше устройство автоматики работало с вышеперечисленными в п.4.1 входами и выходами, присвоим им в левом столбце адреса:
E32.0 
KB1-1 
датчики 

E32.1 
KB1-2 


E32.2 
KB2-1 


E32.3 
KB2-2 


E32.4 
KB3-1 


E32.5 
KB3-2 


E32.6 
KB4-1 


E32.7 
KB4-2 


E33.0 
Фотодатчик 1 


E33.1 
Фотодатчик 1 


E33.2 
Тара 1 сменена 


E33.3 
Тара 2 сменена 


E33.4 
Кнопка "СТОП" 


E33.5 
Кнопка "ПУСК" 






A32.0 
ИМ1-1 
Исполнительные механизмы 

A32.1 
ИМ1-2 


A32.2 
ИМ2-1 


A32.3 
ИМ2-2 


A32.4 
ИМ3-1 


A32.5 
ИМ3-2 


A32.6 
ИМ4-1 


A32.7 
ИМ4-2 


A33.0 
ИМ5-1"СХВАТ ЗАКРЫТ" 


A33.1 
ИМ5-2"СХВАТ ОТКРЫТ" 


A33.2 
"СМЕНИТЬ ТАРУ 1" 


A33.2 
"СМЕНИТЬ ТАРУ 2" 



4.4 Алгоритмическое представление программы
4.4.1 Алгоритм включения меркера М0.0 (сегмент 1)
ЕСЛИ нажата кнопка "ПУСК" (Е33.5 сигнал 1)
ИЛИ нажата кнопка "Тара 1 сменена" (Е33.2 сигнал 1)
ИЛИ нажата кнопка "Тара 2 сменена" (Е33.3 сигнал 1)
И-НЕ нажата кнопка "СТОП" (Е33.4 сигнал 0)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (М2.2 S=1)
И включается меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)

ЕСЛИ нажата кнопка "СТОП" (Е33.4 сигнал 1)
ИЛИ сработал КВ2-1 (Е32.2 сигнал 1)
И включен "Переполнение тары 1" (А33.2 сигнал 1)
ИЛИ сработал КВ2-1 (Е32.2 сигнал 1)
И включен "Переполнение Тары 2" (А33.3. сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M2.2 R=1)
И включается меркер М0.0 (М0.0 сигнал 0)

4.4.2 Алгоритм включения меркера М0.1 (сегмент 2)
ЕСЛИ сработал "фотодатчик 1" (Е33.0 сигнал 1)
И сработал "фотодатчик 2" (Е33.1 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (М2.3 S=1)
И включается меркер М0.1 (М0.1 сигнал 1)
ЕСЛИ сработал КВ1-2 (Е32.1 сигнал 1)
И "Схват открыт" (А33.1 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (М2.3 R=1)
И выключается меркер М0.1 (М0.1 сигнал 1)

4.4.3 Алгоритм включения "Схват закрыт" (сегмент 3)
ЕСЛИ включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
И сработал КВ2-1 (Е32.2 сигнал 1)
ТОГДА включить таймер (SS) (Т1: Т!-!S)
И через время t=0,7 сек (КТ0007.2) включится "Схват закрыт" (А33.0 сигнал1 )
ЕСЛИ сработал КВ4-2 (Е32.7 сигнал 1)
ИЛИ включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 1)
И сработал КВ1-2 (Е32.1 сигнал 1)
ТОГДА сбросить таймер (SS) (Т1: R=1)
И выключится "Схват закрыт" (А33.0 сигнал 0)

4.4.4 Алгоритм включения ИМ2-1 (сегмент 4)
ЕСЛИ "Схват закрыт" (А33.0 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
И сработал КВ2-1 (Е32.2 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (М1.0 S=1)
И включается ИМ2-1 (А32.2 сигнал 1)
ЕСЛИ сработал КВ2-2 (Е32.3 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (М1.0 R=1)
И выключается ИМ2-1 (А32.2 сигнал 0)

4.4.5 Алгоритм включения ИМ1-1 (сегмент 5)
ЕСЛИ сработал КВ4-2 (Е32.7 сигнал 1)
И сработал КВ1-1 (Е32.0 сигнал 1)
И "Схват закрыт" (А33.0 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M1.2 S=1)
И включается ИМ1-1 (А32.0 сигнал 1)
ЕСЛИ включен КВ1-2 (Е32.1 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M1.1 R=1)
И выключается ИМ1-1 (А32.0 сигнал 0)

4.4.6 Алгоритм включения ИМ3-1 (сегмент 6)





ЕСЛИ включен КВ3-2 (Е32.5 сигнал 1)
И включен КВ2-1 (Е32.2 сигнал 1)
И "Схват закрыт" (А33.0 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M1.3 S=1)
И включаем ИМ3-1 (А32.4 сигнал 1)
ЕСЛИ включен КВ3-1 (Е32.4 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M1.3 R=1)
И выключаем ИМ3-1 (А32.4 сигнал 0)

4.4.7 Алгоритм включения меркера М0.5 (сегмент 7)
ЕСЛИ включен КВ1-2 (Е32.1 сигнал 1)
И включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M1.4 R=1)
И выключаем меркер М0.5 (сигнал 0)

4.4.8 Алгоритм включения меркера М0.2 (сегмент 8)
ЕСЛИ "Схват открыт" (А33.1 сигнал 1)
И включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА включается таймер (SS) (T2: T!-!S=1)
И через время t=0,07 сек (КТ00007.2) включится меркер М0.2
ЕСЛИ включен КВ4-1 (Е32.6 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается таймер (SS) (Т2: R=1)
ИЛИ включается меркер М0.2 (М0.2 сигнал 0)

4.4.9 Алгоритм включения ИМ4-1 (сегмент 9)
ЕСЛИ сработал КВ2-2 (Е32.3 сигнал 1)
И-НЕ включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 0)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
И "Схват закрыт" (А33.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M1.5 S=1)
И включается ИМ4-1 (А32.6 сигнал 1)
ЕСЛИ сработал КВ4-2 (Е32.7 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M1.5 R=1)
И выключаем ИМ4-1 (А32.6 сигнал 0)

4.4.10 Алгоритм включения меркера М0.3 (сегмент 10)
ЕСЛИ включен КВ4-2 (Е32.7 сигнал 1)
И-НЕ включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 0)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M1.6 S=1)
И включаем меркер М0.3 (М0.3 сигнал 1)
ЕСЛИ "Схват закрыт" (А33.0 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M1.6 R=1)
И выключаем меркер М0.3 (М0.3 сигнал 0)

4.4.11 Алгоритм включения ИМ4-2 (сегмент 11)
ЕСЛИ "Схват закрыт" (А33.1 сигнал 1)
И-НЕ включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 0)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА включается таймер (SS) (T3: T!-!S=1)
И через время t=0,07 сек (КТ00007.2) включается ИМ4-2 (А32.7 сигнал 1)
ЕСЛИ сработал КВ4-1 (Е32.6 сигнал 1)
ТОГДА сбросить таймер (SS) (Т2: R=1)
И выключаем ИМ4-2 (А32.7 сигнал 0)

4.4.12 Алгоритм включения меркера М0.4 (сегмент 12)
ЕСЛИ включен КВ1-1 (Е32.0 сигнал 1)
И-НЕ включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 0)
И "Схват открыт" (А33.1 сигнал 1)
И сработал КВ4-2 (Е32.7 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M1.7 S=1)
И включаем меркер М0.4 (М0.4 сигнал1)
ЕСЛИ сработал КВ4-1 (Е32.6 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M1.7 R=1)
И выключаем меркер М0.4 (М0.4 сигнал 0)



4.4.13 Алгоритм срабатывания "Схват открыть" (сегмент 13)
ЕСЛИ включен меркер М0.5 (М0.5 сигнал 1)
ИЛИ включен меркер М0.3 (М0.3 сигнал 1)
ТОГДА включается "Схват открыть" (А33.1 сигнал 1)

4.4.14 Алгоритм включения ИМ3-2 (сегмент 14)
ЕСЛИ включен меркер М0.4 (М0.4 сигнал 1)
И включен меркер М0.2 (М0.2 сигнал 1)
ТОГДА включается ИМ3-2 (А32.5 сигнал 1)

4.4.15 Алгоритм включения ИМ1-2 (сегмент 15)
ЕСЛИ сработал КВ1-2 (Е32.1 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
И "Схват открыт" (А33.1 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M2.0 S=1)
И включается ИМ1-2 (А32.1 сигнал 1)
ЕСЛИ сработал КВ1-1 (Е32.0 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M2.0 R=1)
И выключается ИМ1-2 (А32.1 сигнал 0)

4.4.16 Алгоритм включения ИМ2-2 (сегмент 16)
ЕСЛИ сработал КВ4-1 (Е32.6 сигнал 1)
И сработал КВ2-2 (Е32.3 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M2.1 S=1)
И включается ИМ2-2 (А32.3 сигнал 1)
ЕСЛИ сработал КВ3-1 (Е32.2 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M2.1 R=1)
И выключается ИМ2-2 (А32.3 сигнал 0)


4.4.17 Алгоритм включения меркера М0.6 (сегмент 17)
ЕСЛИ сработал КВ1-1 (Е32-0 сигнал 1)
И сработал КВ4-2 (Е32.7 сигнал 1)
И "Схват открыт" (А33.1 сигнал 1)
ТОГДА срабатывает счетчик (ZR) (Z1:ZR=1)
И уменьшает свое состояние на 1
ПОКА счетчик не в нуле (Z1:Q=1)
ЕСЛИ включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА счетчик устанавливается в состояние 1 (KZ 001)

4.4.18 Алгоритм включения "Переполнения тары 2" (сегмент 18)
ЕСЛИ НЕ включен меркер М0.6 (М0.6 сигнал 0)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M2.5 S=1)
И включаем "Переполнение тары 2" (А33.3 сигнал 1)
ЕСЛИ нажата кнопка "Тара 2 сменена" (Е33.3 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M2.5 R=1)
И выключаем " Переполнение тары 2" (А33.3 сигнал 0)

4.4.19 Алгоритм включения меркера М0.7 (сегмент 19)
ЕСЛИ сработал КВ1-2 (Е32.1 сигнал 1)
И-НЕ включен меркер М0.1 (М0.1 сигнал 0)
И "Схват открыт" (А33.1 сигнал 1)
ТОГДА срабатывает счетчик (ZR) (Z2:ZR=1)
И уменьшает свое состояние на 1
ПОКА счетчик не в нуле (Z2:Q=1)
ТОГДА включается меркер М0.7 (М0.7 сигнал 1)
ЕСЛИ включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА счетчик устанавливается в состояние 1 (KZ 001)
ЕСЛИ включен меркер М1.1 (М1.1 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается счетчик Z2(ZR) (Z2:R=1)



4.4.20 Алгоритм включения "Сменить тару 1" (сегмент 20)
ЕСЛИ НЕ включен меркер М0.7 (М0.7 сигнал 1)
И включен меркер М0.0 (М0.0 сигнал 1)
ТОГДА взводится триггер (S/R) (M2.4 S=1)





И включаем "Сменить тару 1" (А33.2 сигнал 1)
ЕСЛИ нажата кнопка "Тара 1 сменена" (Е33.2 сигнал 1)
ТОГДА сбрасывается триггер (S/R) (M2.4 R=1)
И выключаем "Сменить тару 1" (А33.2 сигнал 0)



4.5 Представление программы управления роботом-манипулятором в релейно-контактном виде
Сегмент 1








Сегмент 2



Сегмент 3





Сегмент 4



Сегмент 5




Сегмент 6



Сегмент 7




Сегмент 8



Сегмент 9




Сегмент 10







Сегмент 11



Сегмент 12



Сегмент 13



Сегмент 14



Сегмент 15



Сегмент 16



Сегмент 17










Сегмент 18



Сегмент 19






Сегмент 20



4.6 Представление программы управления роботом-манипулятором в виде функциональной схемы
Сегмент 1


Сегмент 2


Сегмент 3


Сегмент 4



Сегмент 5


Сегмент 6


Сегмент 7


Сегмент 8


Сегмент 9


Сегмент 10

Сегмент 11

Сегмент 12

Сегмент 13

Сегмент 14

Сегмент 15




Сегмент 16

Сегмент 17

Сегмент 18

Сегмент 19

Сегмент 20

4.7 Представление программы управления роботом-манипулятором в виде последовательности команд
Сегмент 1
:UN E33.4
:U (
:O E33.5
:O E33.2
:O E33.3
:)
:S M2.2
:O(
:O E33.4
:O(
:U E32.2
:U A33.2
:)
:O(
:U E32.2
:U A33.3
:)
:)
:R M2.2
:=M0.0
Сегмент 2
:U E33.0
:U E33.1
:S M2.3
:U E32.1
:U A33.1
:R M2.3
:=M0.1
Сегмент 3
:U M0.0
:U E32.2
:SI T1
:L KT 007.1
:O E32.7
:O(
:U M0.1
:U E32.1
:)
: R T1
:UT1
:=A33.0
Сегмент 4
:U A33.0
:U M0.0
:U E32.2
:S M1.0
:U E32.3
:R M1.0
:=A32.2
Сегмент 5
:U E32.7
:U E32.0
:U A33.0
:U M0.0
:S M1.2
:U E32.1
:R M1.2
:=A32.0
Сегмент 6
:U E32.5
:U E32.2
:U A33.0
:U M0.0
:S M1.3
:U E32.4
:R M1.3
:=A32.4
Сегмент 7
:U E32.1
:U M0.1
:U M0.0
:S M1.4
:U A33.0
:R M1.4
:=M0.5
Сегмент 8
:U A33.1
:U M0.1
:U M0.0
:SI T2
:L KT 007.1
:U E32.6
: R T2
:UT2
:=M0.2
Сегмент 9
:U E32.3
:UN M0.1
:U A33.0
:U M0.0
:U E32.6
:S M1.5
:U E32.7
:R M1.5
:=A32.6
Сегмент 10
:U E32.7
:UN M0.1
:U M0.0
:S M1.6
:U A33.0
:R M1.6
:=M0.3
Сегмент 11
:U A33.1
:U M0.1
:U M0.0
:SI T3
:L KT 007.0
:U E32.6
:R T3
:UT3
:=A32.7
Сегмент 12
:U E32.2
:UN M0.1
:U A33.1
:U M0.0
:U E32.7
:S M1.7
:U E32.6
:R M1.7
:=M0.4
Сегмент 13
:O M0.5
:O M0.3
:=A33.1
Сегмент 14
:O M0.4
:O M0.2
:=A32.5
Сегмент 15
:U E32.1
:U A33.1
:U M0.0
:U E32.7
:S M2.0
:U E32.0
:R M2.0
:=A32.1
Сегмент 16
:U E32.6
:U A33.1
:U M0.0
:U E32.3
:S M2.1
:U E32.2
:R M2.1
:=A32.3
Сегмент 17
:U E32.0
:UN A33.1
:U E32.7
:ZR Z1
:NOP 0
:U M0.0
:L KZ 011
:S Z1
:U M1.1
:R Z1
:UZ
:=M0.6
Сегмент 18
:U M0.0
:UN M0.6
:S M2.5
:U E33.3
:R M2.5
:=A33.3
Сегмент 19
:U E32.1
:UN M0.1
:U A33.1
:ZR Z1
:NOP 0
:U M0.0
:L KZ 019
:S Z1
:U M1.1
:R Z1
:UZ
:=M0.7
Сегмент 20
:U M0.0
:U N M0.7
:S M2.4
:U E33.2
:R M2.4
:=A33.2




5. Список литературы
Денисенко Т.А, Михайлов Е.П и др. "Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу "Локальные системы автоматики", ОГПУ, 1997
Денисенко Т.А, Тихончук С.Т "Методические указания по применению контроллеров семейства SIMATIC S5", ОГПУ, 1998


скачать dle 11.0фильмы бесплатно
загрузка...

Внимание! Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.