PLC经典实例：简易机械手的PLC控制线路与程序详解

一、系统控制要求

简易机械手的结构如图5-9所示。M1为控制机械手左右移动的电动机，M2为控制机械手上下升降的电动机，YV线圈用来控制机械手夹紧、放松，SQ1为左到位检测开关，SQ2为右到位检测开关，SQ3为上到位检测开关，SQ4为下到位检测开关，SQ5为工件检测开关。

图5-9 简易机械手的结构

简易机械手控制要求如下：

①机械手要将工件从工位A移到工位B处。

②机械手的初始状态（原点条件）是机械手应停在工位A的上方，SQI、SQ3均闭合。

③若原点条件满足且SQ5闭合（工件A处有工件），按下启动按钮，则机械手按“原点→下降→夹紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移→原点”步骤工作。

确定输入/输出设备，并为其分配合的I/O端子

简易机械手控制采用的输入/输出设备和对应的PLC端子见表5-3。

表5-3 简易机械手控制采用的输入/输出设备和对应的PLC端子

二、绘制控制线路图

图5-10所示为简易机械手的PLC控制线路图。

图5-10 简易机械手的PLC控制线路图

三、编写PLC控制程序

1）绘制状态转移图图5-11所示为简易机械手控制状态转移图。

I0.3机械手右图移5-到11位 简易机械手控制状态转移图

2）绘制梯形图

启动编程软件，按照图5-11所示的状态转移图编写梯形图程序，如图5-12所示。

图5-12 简易机械手控制梯形图程序

下面对照图5-10所示控制线路图来说明图5-12梯形图的工作原理。

武术运动员在表演武术时，通常会在表演场地某位置站立好，然后开始进行各种武术套路表演，表演结束后会收势成表演前的站立状态。同样地，大多数机电设S备0.5在工作Q0前.2先机要械处手下于降初始位置（相当于运动员表演前的站立位置），然后在程序的控制下，机电I0.设5机备械开手下始降各到种位操作，操作结束又会回到初始位置，机电设备的初始位置也称原点。

（1）工作控制。

当PLC启动时，［2］SM0.1会接通一个扫描周期，将状态继电器S0.0 S置0.6位，S0Q.00.4程机序械段手放被松激活，成为活动步程序。

①原T1s5定0 T50 点时条到件检测。

机械手的原点条件是左到位（左限位开关SQ1 闭合）、上到位（上限位开S0.7关SQ3Q0闭.3合机）械，手即上机升械手的初始位置应在左上角。若不满足原点条件，则原点检测程序会使I0机.4机械械手手上返升回到位到原点，然后才开始工作。

［4］为原点检测程序，当按下启动按钮SB1时→［1］I0.0常开触点闭合，辅助继电器M0S1.0.0线圈Q得0.1电，机械M手0左.0移自锁触点闭合，锁定供电，同时［4］M0.0常开触点闭合，因S0.0状态I0器.4机被械手置上位升，到位故S0.0常开触点闭合，Q0.4线圈复位，接触器KM5线圈失电，机械手夹紧线I0.圈6工失作台电A而上有放工松件，［4］中的其他M0.0常开触点也均闭合。若机械手未左到位，开关SQ1断开，［4］I0.2常闭触点闭合，Q0.1线圈得电，接触器KM1线圈得电，通过电动机M1驱动机械手左移，左移到位后SQ1闭合，［4］I0.2常闭触点断开；若机械手未上到位，开关SQ3断开，［4］I0.4常闭触点闭合，Q0.3线圈得电，接触器KM4线圈得电，通过电动机M2驱动机械手上升，上升到位后SQ3闭合，［4］I0.4常闭触点断开。如果机械手左到位、上到位且工位A有工件（开关SQ5闭合），则［4］I0.2、I0.4、I0.6常开触点均闭合，执行“SCRT S0.1”指令，使S0.1程序段成为活动步程序，程序转移至S0.1程序段，开始控制机械手搬运工件。

②机械手搬运工件控制。

S0.1程序段成为活动步程序后，［7］SM0.0常ON触点闭合→Q0.2线圈得电，KM3线圈得电，通过电动机M2驱动机械手下移，当下移到位后，下到位开关SQ4闭合，［7］I0.5常开触点闭合，执行“SCRT S0.2”指令，程序转移至S0.2程序段→［10］SM0.0常ON触点闭合，Q0.4线圈被置位，接触器KM5线圈得电，夹紧线圈YV得电将工件夹紧，与此同时，定时器T50开始1s计时→1s后，［10］T50常开触点闭合，执行“SCRT S0.3”指令，程序转移至S0.3程序段→［13］SM0.0常ON触点闭合→Q0.3线圈得电，KM4线圈得电，通过电动机M2驱动机械手上移，当上移到位后，开关SQ3闭合，［13］I0.4常开触点闭合，执行“SCRT S0.4”指令，程序转移至S0.4程序段→［16］SM0.0常ON触点闭合→Q0.0线圈得电，KM1线圈得电，通过电动机M1驱动机械手右移，当右移到位后，开关SQ2闭合，［16］I0.3常开触点闭合，执行“SCRT S0.5”指令，程序转移至S0.5程序段→［19］SM0.0常ON触点闭合→Q0.2线圈得电，KM3线圈得电，通过电动机M2驱动机械手下降，当下降到位后，开关SQ4闭合，［19］I0.5常开触点闭合，执行“SCRT S0.6”指令，程序转移至S0.6程序段→［22］SM0.0常ON触点闭合→Q0.4线圈被复位，接触器KM5线圈失电，夹紧线圈YV失电将工件放下，与此同时，定时器T50开始1s计时→1s后，［22］T50常开触点闭合，执行“SCRT S0.7”指令，程序转移至S0.7程序段→［25］SM0.0常ON触点闭合→Q0.3线圈得电，KM4线圈得电，通过电动机M2驱动机械手上升，当上升到位后，开关SQ3闭合，［25］I0.4常开触点闭合，执行“SCRT S1.0”指令，程序转移至S1.0程序段→［28］SM0.0常ON触点闭合→Q0.1线圈得电，KM2线圈得电，通过电动机M1驱动机械手左移，当左移到位后，开关SQ1闭合，［28］I0.2常闭触点断开，Q0.1线圈失电，机械手停止左移，同时［28］I0.2常开触点闭合，如果上到位开关SQ3（I0.4）和工件检测开关SQ5（I0.6）均闭合，则执行“SCRT S0.1”指令，程序转移至S0.1程序段→［7］SM0.0常ON触点闭合， Q0.2线圈得电，开始下一次工件搬运。若工位A无工件，则SQ5断开，机械手会停在原点位置。

（2）停止控制。

当按下停止按钮SB2时→［1］I0.1常闭触点断开→辅助继电器M0.0线圈失电→［1］、［4］、［28］中的M0.0常开触点均断开，其中［1］M0.0常开触点断开解除M0.0线圈供电，［4］、［28］M0.0常开触点断开均会使“SCRT S0.1”指令无法执行，也就无法转移至S0.1程序段，机械手不工作。