2.4 供料单元的PLC控制系统
2.4.1 工作任务
本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块。并且，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。具体的控制要求为：
① 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。
② 若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。
③ 若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。
④ 若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。
要求完成如下任务。
1、规划PLC的I/O分配及接线端子分配。
2、进行系统安装接线。
3、按控制要求编制PLC程序。
4、进行调试与运行。
2.4.2 PLC的I/O 接线
根据工作单元装置的I/O信号分配（表2-1）和工作任务的要求，供料单元PLC选用FX3U-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的 I/O信号分配如表2-2所示，接线原理图则见图2-21。
表2-2 供料单元PLC的 I/O信号表
| 输入信号 | 输出信号 | ||||||
| 序号 | PLC输入点 | 信号名称 | 信号来源 | 序号 | PLC输出点 | 信号名称 | 信号来源 |
| 1 | X0 | 顶料气缸伸出到位 | 装置侧 | 1 | Y0 | 顶料电磁阀 | 装置侧 |
| 2 | X1 | 顶料气缸缩回到位 | 2 | Y1 | 推料电磁阀 | ||
| 3 | X2 | 推料气缸伸出到位 | 3 | Y2 | |||
| 4 | X3 | 推料气缸缩回到位 | 4 | Y3 | |||
| 5 | X4 | 出料台物料检测 | 5 | Y4 | |||
| 6 | X5 | 供料不足检测 | 6 | Y5 | |||
| 7 | X6 | 缺料检测 | 7 | Y6 | |||
| 8 | X7 | 金属工件检测 | 8 | ||||
| 9 | X10 | 9 | Y7 | 正常工作指示 | 按钮/指示灯模块 | ||
| 10 | X11 | 10 | Y10 | 运行指示 | |||
| 11 | X12 | 停止按钮 | 按钮/指示灯模块 | 11 | Y11 | 未用 | |
| 12 | X13 | 启动按钮 | |||||
| 13 | X14 | 急停按钮（未用） | |||||
| 14 | X15 | 工作方式选择 | |||||
图2-21 供料单元PLC的I/O接线原理图
2.4.3 供料单元单站控制的编程思路
1、程序结构：程序由两部分组成，一部分是供料控制，另一部分是系统状态显示。程序中在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序。
2、PLC上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。例如，若两个气缸在上电和气源接入时不在初始位置，这是气路连接错误的缘故，显然在这种情况下不允许系统投入运行。通常的PLC控制系统往往有这种常规的要求。
3、供料单元运行的主要过程是供料控制，它是一个步进顺序控制过程。
4、如果没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环。常见的顺序控制系统正常停止要求是，接收到停止指令后，系统在完成本工作周期任务即返回到初始步后才停止下来。
5、当料仓中最后一个工件被推出后，将发生缺料报警。推料气缸复位到位，亦即完成本工作周期任务即返回到初始步后，也应停止下来。
按上述分析，有如图2-22所示的系统供料控制程序。
图2-22 供料控制梯形图
供料控制程序的步进顺序流程则如下图2-23所示。图中，初始步S0在主程序中，当系统准备就绪且接收到启动信号时被置位。
图2-23 供料控制子程序流程图
全部程序梯形图清单请参考附录光盘程序，此处从略。
2.4.4 调试与运行
（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理，气缸的动作速度是否合理。
（2）检查磁性开关的安装位置是否到位，磁性开关工作是否正常。
（3）检查I/O接线是否正确。
（4）检查光电传感器安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的可靠性。
（5）放入工件，运行程序看供料单元动作是否满足任务要求。
（6）调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件，系统都要能可靠工作。
（7）优化程序。
3、问题与思考
（1）总结检查气动连线、传感器接线、I/O检测及故障排除方法。
（2）如果在供料过程中出现意外情况如何处理。
（3）思考如果采用网络控制如何实现？
（4）思考加工单元各种可能会出现的问题。
