码垛与搬运机器人工作站系统及应用Stack Robot第五章 搬运机器人系统工作站5.4 搬运工作站PLC系统的设计5.4.1 PLC的应
用领域5.4.2 PLC控制系统的设计过程5.4.3 欧姆龙CP1L系列PLC的硬件系统5.4.4 欧姆龙CP1L系列PLC I/
O存储器与指令5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件第五章 搬运机器人系统工作站学习目标欧姆龙CP1L PLC5.4 搬运工作站PL
C系统的设计（三） PLC 可编程序控制器(PLC)是计算机技术与继电路逻辑控制技术相结合的一种新型控制器
,它是以微处理器为核心,用于数字控制的专用计算机。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的发展,PLC已经逐渐发展成为功能完各的
自动化系统,是当前先进工业自动化控制系统领域的三大支柱之一。 工业机器人搬运工作站的整体控制是由PLC完成的。5.4.
4 欧姆龙CP1L系统PLC I/O存储器与指令 2.PLC指令系统 (1)常用术语 常用术语如下:
1)位(Bit):位指二进制数的一位,仅有1、0两种取值。一个位对应一个继电器,某位的状态为1或0,对应该继电器线圈得电(ON
)或失电(0FF)。 2)数字(Digit):4位二进制数构成一个数字,这个数字可以是0000~1001(十进制数),也
可是0000~1111(十六进制数)。5.4.4 欧姆龙CP1L系统PLC I/O存储器与指令 3)字节
(Byte):2个数字或8位二进制数构成一个字节。 4)字(Word):也称通道,2个字节构成一个字。一个字含16位,
或说一个通道含16个继电器。K字(KW):1K=1024(210)W。 (2)常用指令应用 CP1 PLC指令类型众多,
功能齐全,是一款性能价格比较高的PLC。其指令类型主要包括时序输人指令、时序输出指令及时序控制指令等32类指令,见下表所示。PLC
指令类型5.4.4 欧姆龙CP1L系统PLC I/O存储器与指令 1)简单逻辑控制。利用读LD/读非LD
NOT、与AND/与非AND NOT、或OR/或非OR NOT、输出OUT/输出非OUT NOT、块与指令AND LD、块或指令
OR LD等指令实现逻辑控制,正反转控制程序的梯形图和语句表如下图所示。5.4.4 欧姆龙CP1L系统PLC I/O存储器与指令
2)定时器控制。利用定时器TIM指令可以实现延时控制,如下图所示。当输人继电器0.00闭合5s后,TIM
O000延时时间到,其常开触点闭合,输出继电器100.00得电。“#”在定时器和计数器中作为设定值的限定符号,表示4位10进制(
BCD)数,数值为0~9999,TIM是100ms的通电延时定时器,#50即5s。5.4.4 欧姆龙CP1L系统PLC I/O存储
器与指令 3)计数器控制。利用计数器CNT指令可以实现计数控制,如下图所示。输人继电器0.00每闭合1次
,计数器CNT O000的当前值减1；0.00闭合3次，CNT 0000的当前值为0,其常开触点闭合,输出继电器100.00得电；
当0.01闭合时,计数器复位,其常开触点断开,100.O0断电。5.4.4 欧姆龙CP1L系统PLC I/O存储器与指令
4)数据存储器控制。数据存储器是用来存储数据的。利用二进制运算指令完成(250×8-1000)/50运算,程序及
说明如下图所示。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 CP1系列PLC只能通过计算机辅助编程,编程软件是C
X-Programmer,简称CX-P。CX-P最新的版本为9.2,支持C、CV/CVM1、CS1、CJ1、CJ2、CP1等OMR
ON全系列的PLC。 用CX-P编程时的基本操作包括建立一个新工程、生成符号和地址、创建一个梯形图程序、编译程序、将程
序传送到PLC、将PLC程序传到计算机、将计算机程序与PLC程序比较、在执行程序时进行监视、执行在线编辑等。 下面以下图
所示的交通信号灯控制为例,介绍CX-P软件的操作过程。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 1.建立一个新工程
为编写交通灯控制程序,首先建立一个新工程,启动CX-P软件,单击“文件”菜单中的“新建”命令或快捷按钮,出现如下图所示“变更P
LC”对话框。 在此对话框的“设各名称”文本框中输人“TrafficController”,“设备类型”下拉列表框中选
择“CP1L”,从其“设定”中选择“M”;“网络类型”下拉列表框中选择“USB”。 单击“确定”按钮,显示如下图所示的
CX-P主窗口,表明建立了一个新工程。交通信号灯工作示意图\“变更PLC”对话框“CX-P”主窗口5.4.5 欧姆龙CX-P编程软
件 2.生成符号和地址 建立一个梯形图程序的重要一步,就是对程序要访问的PLC数据区进行定义,建立符号与地
址、数据的对应关系,输人全局符号表或本地符号表中。 交通灯控制的符号分配见下表所示,按表将定义的符号输入到本地符号表中
。交通灯控制的符号分配表5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 双击工程工作区中的“本地符号表”图标,打开
本地符号表,单击右键,弹出快捷菜单，选中“插入符号”命令,打开“新符号”对话框,如下图所示,根据提示输人即可。5.4.5 欧姆龙C
X-P编程软件 交通灯控制的本地符号表如下图所示。在符号表中除了插人符号,还可编辑、复制、移动和删除符号
。插人符号的其他方法: 可以选中工程工作区的“全局(或本地)符号表”项目,单击右键,在快捷菜单中选择“插入符号”命令,
在弹出的“新符号”对话框中添加新符号。还可以选择“插人”→“符号”命令,在弹出的“新符号”对话框中添加新符号。本地符号表5.4.5
欧姆龙CX-P编程软件 3.程序编辑 (1)梯形图编程 交通灯控制的梯形图程序如右图所示。5.4.5 欧
姆龙CX-P编程软件 在工程工作区中双击“段1”,显示出一个空的梯形图。下面介绍利用如下图所示的梯形图工
具栏中的按钮来编辑梯形图程序。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 1)编辑触点 ① 单击梯
形图工具栏中的“新常闭触点”按钮,将其放在0号梯级的开始位置,将出现如下图所示“新的常闭触点”对话框。5.4.5 欧姆龙CX-P编
程软件 ② 在符号文本框中输人触点的符号。可在其下拉列表(表中为全局符号表和本地符号表中已有的符号)中选
择符号。也可在“符号信息”选项组中,直接输入一个新触点的符号,再在“地址或值”文本框中输人地址,然后在“注释”编辑框中输入要注释的
内容,若要将此符号添加到全局符号表中,则选全局;否则自动添加到本地符号表中。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件
③ 单击对话框中的“确定”按钮保存操作,单击“取消”按钮则放弃操作。现在梯级边缘将显示一个红色的记号(颜色可以定义),这是
因为该梯级没编辑完,CX-P认为是一个错误。 在此对话框中,可对触点进行修改。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件
2)编辑指令。在梯形图工具栏中单击“新的PLC指令”按钮,并单击触点的右侧,则出现如下图所示的“新指令”对话
框。按以下步骤来输人指令。 ① 在指令文本框中输入指令名称。指令文本框的下方立即出现该指令类型的注释。立即刷新型指令,
在指令之前有感叹号“!”；上升沿微分型指令,在指令之前有“@¨符号；下降沿微分型指令,在指令之前有“%”符号。根据需要可在指令文本
框中添加。“新指令”对话框5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 也可以单击“查找指令”按钮,“查找指令”对
话框被打开,如下左图所示。“查找指令”对话框的左边是“组”列表框,有34类可供选择。选中一组指令,右边“指令”列表框中就出现所选中
组的指令。在右边“指令”列表框中选择一条指令后单击“确定”按钮,返回“新指令”对话框,如下右图所示。 TIM“查找指令”对话框 与
TIM“新指令”对话框5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 ② 在上右图中“操作数”栏输人指令操作数。操作
数可以是符号、地址和数值。可以单击操作数框右边的“…”按钮来查找符号,将显示一个对话框,选择和创建符号。如在“新指令”栏输人“TI
M”。用“操作数”栏右边的“…”按钮来查找符号,添加已输入的符号“RTimer”和“TImeIhterval”,分别作为指令的第1
个和第2个操作数。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 ③ 单击“新指令”对话框中的“确定”按钮完成操作,
一条指令就添加到梯形图中了。单击“取消”按钮可放弃操作。 ④ 在梯形图工具栏中单击“新的横线”按钮,将触点和指令连接起
来。 此时,在梯级的边缘不再有红色的记号,这表明该梯级里面已经没有错误了。至此,0号梯级编辑完毕。 前4个
梯级都按上述方式进行编辑。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 3)编辑线圈。在4号梯级添加一个常开触点“
RTimerDone”和一个常闭触点“GTimer-Done”后，开始编辑线圈,步骤为: ① 在梯形图工具栏中单击“新
线圈”摔钮如下图所示的“新线圈”对话框。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 ② 在符号下拉列表框中选择线
圈的符号。在其下拉列表(表中为全局符号表和本地符号表中已有的符号)中进行选择,本例选“RedLight”。 在“
符号信息”选项组中可直接输人新符号,这时“地址或值”文本框变为可用状态,在此文本框中输人相应的地址,并把其添加到本地或者全局符号表
中去。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 ③ 单击对话框中的“确定”按钮完成编辑线圈的操作,单击“取消”
按钮则放弃操作。 在梯形图工具栏中单击“新的横线”按钮,将触点和线圈连接起来。以下几个梯级可作类似的编辑。
梯形图工具栏中的“选择模式”按钮可用来取消所选定的编辑触点、线圈或指含。“新线圈”对话框5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件
4)给程序添加注释。在绋写程序时添加注释,可以提高程序的可读性。选择梯级的属性来给梯级添加注释;选择梯形图元
素(触点、线圈和指令)的属性来为其设置注释。文本作为注释,被添加到梯形图中并不被编译。当一个注释被输人,相关元素的右上角将出现一个
圆圈。这个圆圈包括丁个梯级中标识注释的特定号码。当在“工具”菜单的“选项”命令中做一定设置后,注释内容会出现在圆圈的右部(对输出指
令)或者出现在梯级(条)批注列表中。可以通过梯级快捷菜单中的命令,在所选择梯级的上方或下方插入梯级。可以通过梯形图元素的快捷菜单中
的命令,插人行、插人元素、删除行或删除元素。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 (2)助记符编程。CX-
P允许在助记符视图中直接输人助记符指令。选中工程工作区中的“段1”,单击视图工具栏中的“拿看助记符”按钮,显示如下图所示的助记符视
图。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 (3)梯级的语句列表编程。CX-P支持以语句列表的方式来输人梯级
,即块程序。梯级的语句列表视图可以用来代替助记符视图,但是其不支持程序监视。可按照以下步骤以语句列表格式来编辑梯级。
1)选择一个梯级,从其快捷菜单中选择“显示条按照”→“说明列表”命令,梯级将以语句列表的方式显示。将光标移动到相应的行,按Ente
r键就可以编辑指令。使用方向键来移动光标,修改文本。 2)语句列表中的项目被不断编译,有可能显示错误标记。
3)按Esc键退出编辑模式,完成编辑。 4)也可以重新将梯级显示为梯形图模式。从其快捷菜单中选择“显示条按照”→“梯
形图”命令,重新切换到梯形图格式。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 4.程序编译 如下左图所示
,程序工具栏上有两个编译按钮:“编译程序”和“编译PLC程序”。前者只是编译PLC下的单个程序,后者则编译PLC所有的程序。单击这
两个按钮中的一个,编译结果显示在输出窗口的“编译”窗口中。 程序编译时,通过选择“PLC”→“程序检查选项”命令,显示
“程序检查选项”对话框,如下右图所示。可在检查级“A”、“B”、“C”(“A”最多,“B”次之“C”最少)或“定制”之间选择。当选
择“定制”时,可任意选择检查项。编译时将按选定的项目检查程序的正确性。程序工具栏\“程序检查选项”对话框5.4.5 欧姆龙CX-P
编程软件 5.在线工作 (1)离线方式与在线方式 离线方式下,CX-P不与PLC进行通信；在线方式下,CX
-P与PLC进行通信。修改符号表,必须在离线方式下进行；监控程序运行,应在在线方式下进行。 在工程工作区选中“PLC”
后,单击如下图所示的PLC工具栏中的“在线工作”按钮,将出现一个确认对话框,单击“是”按钮,则计算机与PLC连机通信,处于在线方式
；再单击“在线工作”按钮,则转换到离线方式。 (2)PLC操作模式 PLC能够被设置成下列4种工作模式的一种。PLC工
具栏5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 四种工作模式 1)编程模式。这种模式下,PLC不执行
程序,可下载程序和数据。CX-P可向PLC下载程序、进行PLC设定和配置I/O表等。 2)调试模式。这种模式对CV系列
PLC可用,能够实现用户程序的基本调试。 3)监视模式。这种模式下,可对运行的程序进行监视,在线编辑须在这种模式下进行
。 4)运行模式。这种模式下,PLC执行用户程序。对运行的程序只能监视,不能改写PLC内部的数据。PLC的4种工作模式
可通过单击PLC工具栏中的相应按钮来切换。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 (3)程序下载 即把程序传
送到PLC里。 1)选中工程工作区里的“PLC”。 2)单击PLC工具栏中的“在线工作”按钮,与PLC进行
连接。将出现一个确认对话框,单击“是”按钮。由于在线时一般不允许编辑,所以程序变成灰色。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件
3)单击PLC工具栏上的“编程模式”按钮,把PLC的操作模式设为编程。如果做这一步,那么CX-P将自动把PLC
设置成此模式。 4)单击PLC工具栏上的“传送到PLC”按钮,将显示“下载选项”对话框,可以选择的项目有程序、设置、特
殊单元设置、符号和注释等。 5)按照需要选择后,单击“确定”按钮,出现“下载”窗口。 6)当下载成功后,单
击“确定”按钮,结束下载。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 (4)程序上载 即从PLC传送程序到计算机
。 1)选中工程工作区里的“PLC”。 2)单击PLC工具栏中的“在线工作”按钮,与PLC进行连接。将出现
一个确认对话框,单击“是”按钮。 3)单击PLC工具栏里的“从PLC传送”按钮,将显示“上载选项”对话框,可以选择的项目
有程序、设置、I/O表、特殊单元设置、符号和注释等。 4)按照需要选择后,单击“确定”按钮确认操作,出现确认传送对话框。
5)单击“确定”按钮确认操作,出现“上载”窗口。 6)当上载成功后,单击“确定”按钮,结束上载。5.4.5
欧姆龙CX-P编程软件 (5)程序比较 即计算机里的程序与PLC里的程序进行比较。 1)选中
工程工作区里的“PLC”。 2)单击PLC工具栏中“与PLC比较”按钮,将显示“比较选项”对话框,可以选择的项目是程序
中的各个任务和每个程序中不同程序段。 3)按照需要选择后,单击“确定”按钮确认操作。如果出现“比较失败”确认对话框,则
上位机程序与PLC中程序之间的程序不同。单击“确认”按钮,比较细节将显示在弹出的“比较结果”窗口中。5.4.5 欧姆龙CX-P编程
软件 (6)在线编辑 在线状态下,程序工作区变成灰色,一般不能被直接编辑。对少量改动(仅限1个梯级范围)
,可以选择在线编辑特性来修改梯形图程序。 当使用在线编辑功能时,要使PLC运行在编程或监视模式下,而不能在运行模式下。
使用以下步骤进行在线编辑。 1)拖动鼠标,选择要编辑的梯级。 2)单击PLC工具栏中“与PLC比较”按钮,
以确认编辑区域的内容和PLC内的相同。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 3)单击程序工具栏中“转到在线
编辑条”按钮,梯级的背景将改变,表明其现在已经是一个可编辑区,此时可以对梯级进行编辑。此区域以外的梯级不能改变,但是可以把这些梯级
里面的元素复制到可编辑梯级中去。 4)当对编辑结果满意时,单击程序工具栏中“发送在线编辑修改”按钮,所编辑的内容将被检
查并且被传送到PLC,一旦这些改变被传送到PLC,编辑区域再次变成灰色。若想取消所做的编辑,单击程序工具栏中的“取消在线编辑”按钮
,可以取消在确定改变之前所做的任何在线编辑,编辑区域也将变成灰色。在线编辑不能改变符号的地址和类型。5.4.5 欧姆龙CX-P编程
软件 (7)程序监视 一旦程序运行,就可以对其进行监视。可按以下步骤启动和停止程序监视。 1)
在工程工作区中双击某一程序段,在程序工作区显示梯形图程序。 2)单击PLC工具栏中的“在线工作”按钮,与PLC进行连接,
将出现一个确定对话框,单击“是”按钮。 3)单击PLC工具栏中的“监视模式”或“运行模式”按钮,只能在这两种模式下进行程
序监视。 4)单击PLC工具栏中的“切换PLC监视”按钮,可监视梯形图中数据的变化和程序的执行过程,再次单击“切换PLC
监视”按钮停止监视。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 (8)暂停监视 暂停监视能够将普通监视及时冻结在
某一点,在检查程序的逻辑时很有用处。可以通过手动或者触发条件来触发暂停监视功能,下面介绍暂停监视操作。 确认打开“梯形
图”程序,并处在监视模式下。 1)选择一定的梯级范围以便于监视。 2)单击PLC工具栏中的“以触发器暂停”
按钮,出现“暂停监视设置”对话框,选择触发类型(手动或者触发器)。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 手动
:选择“手动”,单击“确定”按钮后,开始监视。等到屏幕上出现感兴趣内容时,单击PLC工具栏中的“暂停”按钮,暂停功能发生作用。要恢复监视,可再次单击“暂停”按钮,监视将被恢复,等待另一次触发暂停监视。5.4.5 欧姆龙CX-P编程软件 触发器:在“地址和姓名”文本框中输人一个地址,或者使用浏览器来定位一个符号。选择“条件”类型:“上升沿”、“下降沿”或输人触发的“值”。当暂停监视功能工作时,监视仅仅发生在所选区域,选择区域以外的地方无效。要恢复完全监视,可再次单击“以触发器暂停”按钮。 当使用触发器类型时,也可以通过单击PLC工具栏中的“暂停”按钮来手动暂停。小结 本课主要讲解了搬运工作站PLC系统的设计，通过对PLC进行介绍，初步了PLC类型、设计过程、应用领域等；以欧姆龙CP1L系统的PLC为例进行了介绍了，主要包括CP1L系统PLC的硬件系统组成、I/O存储器与指令、编程软件等。重点：1）PLC应用类型； 2）PLC控制系统设计过程； 3）CP1L硬件系统组成； 4）CP1L I/O存储器及指令； 5）CP1L编程软件应用。Transfer Robot本次课结束，谢谢大家！ |
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