PLC程序中移位指令在顺序控制系统中的应用

2020-06-21李嫄

机电工程技术 2020年5期

李嫄

（广东松山职业技术学院，广东韶关 512126）

0 引言

在PLC编程中，移位指令是一组使用频率很高的指令，包含左移位指令、右移位指令、循环左移、循环右移等移位指令。其功能是将目标操作数中的所有位按规定的方式移动，结果存放在目标操作数中。本文针对在西门子S7-1200、S7-200smart等中小型PLC中没有SFC流程图的编程方式，介绍了移位指令在顺序编程中的应用，该应用实现了顺序控制功能。

1 左右旋转气缸取放料

左右旋转气缸的设备如图1所示，其工作原理：如有料则完成“左转、下降、真空吸、上升、右转、下降、真空放、上升”共8步。很显然符合顺序编程。因西门子S7-1200、S7-200smart等中小型PLC没有SFC流程图的编程方式，如果要实现流程控制，需要将流程图转换为梯形图，编程比较繁琐，如果用移位指令则使程序简单易懂。现以循环左移指令（图2）为例介绍移位指令[1-2]。

图1 左右旋转气缸的设备

图2 循环左移指令

（1）可以使用“左移”指令将输入IN中操作数的内容按位向左移，并在输出OUT中查询结果。参数N用于指定将指定值移位的位数。

（2）当参数N的值为“0”时，输入IN的值将复制到输出OUT中的操作数中。

（3）如果参数N的值大于可用位数，则输入IN中的操作数值将向左移动可用位数个数。

（4）用0填充操作数右侧部分因移位空出的位。

图3 左右旋转气缸移位指令编程实例

用移位指令来对左右旋转气缸进行编程，程序如图3所示。首先需要满足左转条件接通M6.0，M6.0接通后气缸左转；到左限位就移位，移位后接通M6.1，M6.1接通后机械手下降；到达下限位就移位，移位后M6.2接通，M6.2接通后真空吸；真空吸感应到后就移位，移位后M6.3接通，M6.3接通机械手上升；到达上限位就移位，移位后M6.4接通，M6.4接通后机械手右转；到达右限位就移位，移位后M6.5接通，M6.5接通后机械手下降；到达下限位就移位，移位后M6.6接通，M6.6接通后真空放；真空放感应到后就移位，移位后M6.7接通，M6.7接通后机械手上升；然后再次接通M6.0，下一个循环开始。对于其他机械手的取放料顺序控制都可以采用这种方法进行编程[3-4]。

2 三自由度机械手取放料

三自由度机械手的设备如图4所示，设备功能是上一站的组合属性信号将实时传输给该站，该站的三自由机械手将根据上一站传来的组合信号，将4种不同组合的工件分别存储在4层立体仓库中。每放一个工件在人机界面中都会有信息显示，当某个仓库放满时，仓库托盘将伸出不再收仓。机器发出蜂鸣提醒操作员进行人工清理。

图4 三自由度机械手

流程分析：满足取料条件则完成“控制X和Y轴伺服运动到取料点上方、控制Z轴下降运动到取料点、夹物料、控制Z轴上升运动到取料点上方、控制X和Y轴伺服运动到放料点上方、控制Z轴下降运动到放料点、放物料、控制Z轴上升运动到放料点上方”共8步。

用移位指令来对三自由度机械手取放料进行编程[5-6]，程序如图5所示。首先需要满足左转条件接通V20.0，V20.0接通后控制X和Y轴伺服运动到取料点上方；X和Y轴运动完成且有料就移位，移位后接通V20.1，V20.1接通后控制Z轴下降运动到取料点；Z轴运动完成就移位，移位后V20.2接通，V20.2接通后夹物料；夹到位后就移位，移位后V20.3接通，V20.3接通控制Z轴上升运动到取料点上方；Z轴运动完成就移位，移位后V20.4接通，V20.4接通后控制X和Y轴伺服运动到放料点上方；X和Y轴运动完成且允许放料就移位，移位后V20.5接通，V20.5接通后控制Z轴下降运动到放料点；Z轴运动完成就移位，移位后V20.6接通，V20.6接通后放物料；放到位后就移位，移位后V20.7接通，V20.7接通后控制Z轴上升运动到放料点上方；然后再次接通M6.0，下一个循环开始。

图5 三自由度机械手移位指令编程实例

3 8工位转盘

8工位转盘的设备如图6所示，其工作原理：转盘每次转动45°遇到一次大转盘原点，会暂停一下。整个生产线共A、B、C、D四个站，B站将工件放到第1个工位，转盘转动，转到第3个工位时，通知A站，曲轴取A站工件在第3个工位进行装配，装配好转至第4个工位时补压气缸进行冲压，使工件装配完好。用MB8代表8个工位，M8.0～M8.7分别代表C站第1～8个工位。几个工位为并行序列，如果使用流程图编程，流程图如图7所示。因西门子S7-1200、S7-200smart等中小型PLC没有SFC流程图的编程方式，如果要实现流程控制，需要将图7的流程图转换为梯形图，编程非常繁琐[7-8]。如果用移位指令则使程序简单易懂。用移位指令来对8工位转盘进行编程，程序框架如图8所示，第1个工位有工件时置M8.0为1，然后大转盘每转1次，MB8左移1次并将结果再次存放在MB8中，转1次M8.1为1，再转1次M8.2为1，依次类推，当对应位为1时，该工位执行相应的动作。根据实际情况添加各工位工作程序即可。