智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試（S7-1200 PLC）PPT全套完整教學課件

智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC課程定位智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC

1、典型智能制造場景

2、典型控制對象：智能倉庫、數(shù)控機床、工業(yè)機器人、伺服軸、成品分揀、HMI觸摸屏

3、典型控制程序課程介紹初識博途與S7-1200PLC生產(chǎn)線信號燈控制程序編寫PLC與機器人的通信控制伺服運動軸控制程序編寫數(shù)控機床控制立體倉儲控制SCADA系統(tǒng)開發(fā)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC智能制造綜合控制實例S7-1200PLC概述智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC硬件結(jié)構(gòu)

S7-1200

PLC主要由CPU模塊、信號板、信號模塊、通信模塊、編程軟件、電源組成。智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC硬件結(jié)構(gòu)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC硬件結(jié)構(gòu)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC硬件結(jié)構(gòu)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200I/O狀態(tài)指示燈以太網(wǎng)接口存儲卡插槽CPU狀態(tài)指示燈安裝信號板處S7-1200PLC信號模塊智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200

1．信號模塊DI、DQ、AI、AQ模塊統(tǒng)稱為信號模塊SM，安裝在CPU模塊的右邊，最多可以擴展8個信號模塊。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，輸出模塊用來控制輸出設(shè)備和執(zhí)行器。按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)限位開關(guān)光電開關(guān)壓力傳感器流量傳感器濕度傳感器接觸器電磁閥變頻器S7-1200PLC通信模塊智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-12002．通信模塊SIMATICS7-1200CPU最多可以添加3個通信模塊，支持PROFIBUS主從站通信，RS485和RS232通信模塊可以實現(xiàn)點對點的串行通信。S7-1200支持I-Device，PROFINET，PROFIBUS，遠距離控制通信，點對點（PtP）通信，USS通信，ModbusRTU，AS-i，I/OLinkMASTER等。

S7-1200PLC信號板智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-12003、信號板的使用CPU正面可以安裝一塊信號板，有4DI、4DQ、2DI/2DQ、熱電偶、熱電阻、1AI、1AQ、RS485信號板和電池板。DI、DQ信號板的最高頻率200kHz。S7-1200PLC硬件結(jié)構(gòu)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC工作原理智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200

一個掃描過程周期可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式，稱為循環(huán)掃描工作方式。智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC工作原理啟動組織塊上電后執(zhí)行一次循環(huán)監(jiān)視時間開始讀取輸入信號狀態(tài)，并存儲在輸入映像區(qū)執(zhí)行OB1程序包括中斷程序?qū)⑤敵鲇诚駞^(qū)狀態(tài)寫到實際輸出設(shè)備一個掃描周期PLC循環(huán)掃描工作過程輸入采樣階段用戶程序執(zhí)行階段輸出刷新階段智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200輸入采樣階段依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)存入I/O映象區(qū)中的相應單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。

在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。S7-1200PLC工作原理智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC工作原理PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序。在掃描每一條梯形圖時，并按先左后右、先上后下的順序進行邏輯運算，邏輯運算的結(jié)果存于映象區(qū)。上面的邏輯運算其運算結(jié)果會對下面的邏輯運算起作用；相反，下面的邏輯運算其運算結(jié)果只能到下一個掃描周期才能對上面的邏輯運算起作用。用戶程序執(zhí)行階段智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC工作原理當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照存在I/O映象區(qū)的運算結(jié)果，刷新所有對應的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。輸出刷新階段智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC工作模式S7-1200CPU有以下三種工作模式：STOP（停止）模式、STARTUP（啟動）模式RUN（運行）模式。在STOP模式下，CPU處理所有通信請求（如果有的話）并執(zhí)行自診斷，但不執(zhí)行用戶程序，過程映像也不會自動更新。只有在CPU處于STOP模式時，才能下載項目。在STARTUP模式下，執(zhí)行一次啟動組織塊（如果存在的話）。在RUN模式的啟動階段，不處理任何中斷事件。智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC工作模式在RUN模式下，重復執(zhí)行掃描周期，即重復執(zhí)行程序循環(huán)組織塊OB1。中斷事件可能會在程序循環(huán)階段的任何點發(fā)生并進行處理。處于RUN模式下時，無法下載任何項目。CPU支持通過暖啟動進入RUN模式。在暖啟動時，所有非保持性系統(tǒng)及用戶數(shù)據(jù)都將被復位為來自裝載存儲器的初始值，保留保持性用戶數(shù)據(jù)。

智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC存儲區(qū)S7CPU的存儲區(qū)包括三個基本區(qū)域，即裝載存儲器，工作存儲器RAM和系統(tǒng)存儲器RAM。裝載存儲器動態(tài)裝載存儲器RAM可保持裝載存儲器EEPROM工作存儲器RAM用戶程序，如邏輯塊、數(shù)據(jù)塊系統(tǒng)存儲器RAM過程映像I/Ｏ表位存儲器局域數(shù)據(jù)堆棧、塊堆棧中斷堆棧、中斷緩沖區(qū)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC存儲區(qū)智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC程序結(jié)構(gòu)S7編程采用塊（BLOCK）的概念，即將程序分解為獨立的、自成體系的各個部件，塊類似子程序的功能，但類型更多功能更強大。在工業(yè)控制中，程序往往是非常龐大和復雜的，采用塊的概念便于大規(guī)模程序的設(shè)計和理解，可以設(shè)計標準化的塊程序進行重復調(diào)用，程序結(jié)構(gòu)清晰明了，修改方便，調(diào)試簡單。采用塊結(jié)構(gòu)顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護性。智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC程序結(jié)構(gòu)塊（Block）簡要描述組織塊（OB）

操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)功能塊（FB）

用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，有存儲區(qū)功能（FC）

用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，無存儲區(qū)數(shù)據(jù)塊（DB）

存儲用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域循環(huán)執(zhí)行的主程序則在組織塊OB1中。

智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC程序結(jié)構(gòu)功能塊（FB）

功能塊是通過數(shù)據(jù)塊參數(shù)而調(diào)用的。它們有一個放在數(shù)據(jù)塊中的變量存儲區(qū)，而數(shù)據(jù)塊是與其功能塊相關(guān)聯(lián)的，稱為背景數(shù)據(jù)塊。功能（FC）

功能沒有指定的數(shù)據(jù)塊，因而不能存儲信息。功能常常用于編制重復發(fā)生且復雜的自動化過程。數(shù)據(jù)塊（DB）

數(shù)據(jù)塊中包含程序所使用的數(shù)據(jù)。

智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC程序結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化編程OB1電機1DB1電機2DB1電機3DB1智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200S7-1200PLC編程語言

1．PLC編程語言的國際標準IEC61131-3中有5種編程語言。S7-1200使用梯形圖LAD、函數(shù)塊圖FBD和結(jié)構(gòu)化控制語言SCL。

2．梯形圖梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的指令框組成。3．函數(shù)塊圖函數(shù)塊圖（FBD）使用類似于數(shù)字電路的圖形邏輯符號來表示控制邏輯，國內(nèi)很少有人使用。

4．結(jié)構(gòu)化控制語言結(jié)構(gòu)化控制語言SCL是一種基于PASCAL的高級編程語言。智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-1初識S7-1200實訓任務安裝S7-1200PLC智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途博途(TotallyIntegratedAutomationPortal)是全集成自動化實現(xiàn)的工程平臺，將全部自動化組態(tài)設(shè)計工具完美地組合在一個開發(fā)環(huán)境中。初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途博途軟件的組成智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途TIA博途PLC編程軟件提供兩種不同的工具視圖：基于任務的Portal視圖和基于項目的項目視圖。圖2圖1初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途TIAPortal軟件可用來幫助用戶實施自動化的解決方案。其解決步驟依次為：創(chuàng)建項目→配置硬件→設(shè)備聯(lián)網(wǎng)→對PLC進行編程→裝載組態(tài)數(shù)據(jù)→使用在線和診斷功能。1創(chuàng)建項目工程創(chuàng)建初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途2配置硬件TIAPortal軟件可用來幫助用戶實施自動化的解決方案。其解決步驟依次為：創(chuàng)建項目→配置硬件→設(shè)備聯(lián)網(wǎng)→對PLC進行編程→裝載組態(tài)數(shù)據(jù)→使用在線和診斷功能。工程創(chuàng)建初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途3網(wǎng)絡配置TIAPortal軟件可用來幫助用戶實施自動化的解決方案。其解決步驟依次為：創(chuàng)建項目→配置硬件→設(shè)備聯(lián)網(wǎng)→對PLC進行編程→裝載組態(tài)數(shù)據(jù)→使用在線和診斷功能。工程創(chuàng)建初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途4編寫程序步驟TIAPortal軟件可用來幫助用戶實施自動化的解決方案。其解決步驟依次為：創(chuàng)建項目→配置硬件→設(shè)備聯(lián)網(wǎng)→對PLC進行編程→裝載組態(tài)數(shù)據(jù)→使用在線和診斷功能。工程創(chuàng)建初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途5裝載與診斷工程創(chuàng)建TIAPortal軟件可用來幫助用戶實施自動化的解決方案。其解決步驟依次為：創(chuàng)建項目→配置硬件→設(shè)備聯(lián)網(wǎng)→對PLC進行編程→裝載組態(tài)數(shù)據(jù)→使用在線和診斷功能。初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途用戶程序的下載初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途用戶項目的上傳方法一：將設(shè)備作為新站上傳。新建一個空白的博圖工程項目，在項目樹單擊選中項目名稱，在菜單欄中的“在線”下拉菜單中選中“將設(shè)備作為新站上傳”選項，如圖1-20所示。此時，系統(tǒng)彈出設(shè)備上傳對話框。初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途用戶項目的上傳方法一：將設(shè)備作為新站上傳。在對話框中設(shè)置好本機的PG/PC接口后，單擊“開始搜索”按鈕。當PLC硬件被搜索到之后，選中該PLC設(shè)備，單擊“從設(shè)備上傳”按鈕，如圖1-21所示。實際PLC設(shè)備中的硬件組態(tài)和程序?qū)⒈簧蟼髦另椖?。初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途用戶項目的上傳方法二：組態(tài)非特定的CPU進行上傳。新建一個空白的項目，在項目中添加“非特定的CPU1200”，初識TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目1-2初識博途用戶項目的上傳方法二：組態(tài)非特定的CPU進行上傳。在項目樹中選中剛添加的非特定的CPU

1200，在菜單欄中的“在線”下拉菜單中選中“硬件檢測”選項，如圖1-23所示。在彈出的對話框中設(shè)置好PG/PC接口，單擊“開始搜索”按鈕。當PLC硬件被搜索到之后，選中該PLC設(shè)備，單擊“檢測”按鈕，硬件配置將被上傳，如圖所示。智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC項目2制造單元信號燈控制程序編寫與調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制某小型智能制造單元，具備自動化加工能力。其主控單元控制器為西門子1212CDC/DC/DC（訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0），同時配備一塊TP700精智面板（7”）總控制臺有4個按扭，分別為:綠色按鈕1（自復位，配綠色燈）、綠色按鈕2（自鎖，配綠色燈）、紅色按鈕1（自復位，配紅色燈）、紅色按鈕1（自鎖，配紅色燈）。輸入功能輸出功能I0.1調(diào)試按鈕Q0.0綠色燈1I0.2啟動按鈕Q0.1綠色燈2I0.3復位按鈕Q0.2紅色燈1I0.4停止按鈕Q0.3紅色燈2表1-1PLC輸入輸出信號任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制試編寫程序，實現(xiàn)如下功能：（1）按下綠色按鈕1（定義為“調(diào)試”），綠色指示燈1常亮。（2）按下綠色按鈕2（定義為“啟動”），綠色指示燈2以2S的周期閃爍。（3）按下紅色按鈕2（定義為“停止”），紅色指示燈2亮，綠色指示燈1、2均熄滅。（4）按下紅色按鈕1（定義為“復位”），各指示燈均熄滅。同時完成觸摸屏畫面制作，并實現(xiàn)上述功能。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制總控單元的按鈕可以直接控制相應的信號燈，同時注意觸摸屏與PLC的連接，觸摸屏畫面按鈕經(jīng)過變量關(guān)聯(lián)后同樣能控制指示燈。通過這個實例熟悉博途的編程方式。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制1、硬件組態(tài)注意PLC的IP地址設(shè)置和時鐘存儲器字節(jié)打開。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制2、PLC變量創(chuàng)建任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制3、編程“調(diào)試”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制3、編程“啟動”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制3、編程“停止”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制3、編程“復位”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制4、觸摸畫面制作任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制5、變量連接任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制6、指示燈顯示設(shè)置任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制7、仿真調(diào)試任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-1制造單元信號燈控制7、仿真調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC任務2-2制造單元三色狀態(tài)燈控制智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-2制造單元信號燈控制3某小型智能制造單元，具備自動化加工能力。其主控單元有2臺控制器均為西門子1212CDC/DC/DC（訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0），PLC1的IP地址為192.168.0.1，PLC2的IP地址設(shè)為192.168.0.2，PLC1與一塊TP700精智面板（7”）進行連接。同時與PLC1連接的還有總控按鈕模塊，而與PLC2連接的則是一個三色燈?？偪刂婆_有4個按扭，分別為:綠色按鈕1（自復位，配綠色燈）、綠色按鈕2（自鎖，配綠色燈）、紅色按鈕1（自復位，配紅色燈）、紅色按鈕2（自鎖，配紅色燈）。三色燈為:紅色燈。黃色燈、綠色燈、任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目2-2制造單元信號燈控制3輸入功能輸出功能I0.1調(diào)試按鈕Q0.0綠色燈1I0.2啟動按鈕Q0.1綠色燈2I0.3復位按鈕Q0.2紅色燈1I0.4停止按鈕Q0.3紅色燈2表1-1PLC1的輸入輸出信號輸出功能Q0.0三色燈黃燈Q0.1蜂鳴器Q0.2三色燈綠燈Q0.3三色燈紅燈表1-2PLC2的輸入輸出信號任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制2試編寫程序，實現(xiàn)如下功能：（1）按下綠色按鈕1（定義為“調(diào)試”），按調(diào)試按紐，綠燈1閃爍，產(chǎn)線三色燈中的黃燈同時閃爍（周期均為2S）（2）按下綠色按鈕2（定義為“啟動”），按啟動按鈕（自鎖），綠燈2常亮，產(chǎn)線三色燈中的綠燈也常亮。（3）按下紅色按鈕2（定義為“停止”），按停止按紐（帶自鎖），紅燈2亮，綠燈1和2熄滅，產(chǎn)線三色燈中的紅燈亮（其它燈熄）。（4）按下紅色按鈕1（定義為“復位”），各指示燈均熄滅。同時完成觸摸屏畫面制作，并實現(xiàn)上述功能。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制2總控單元的按鈕可以直接控制相應的信號燈，同時注意觸摸屏與PLC的連接，觸摸屏畫面按鈕經(jīng)過變量關(guān)聯(lián)后同樣能控制指示燈。通過這個實例熟悉博途的編程方式。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制21、硬件組態(tài)注意PLC的IP地址設(shè)置和時鐘存儲器字節(jié)打開。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制22、PLC變量創(chuàng)建任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程PLC1主動與PLC2建立連接任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程PLC1主動與PLC2建立連接任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程PLC2接收PLC1的數(shù)據(jù)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程PLC2接收PLC1的數(shù)據(jù)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程“調(diào)試”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程“啟動”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程“停止”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程“復位”按鈕功能任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制23、編程PLC2中的程序任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制24、觸摸畫面制作任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制25、變量連接任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制26、指示燈顯示設(shè)置任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制27、仿真調(diào)試任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目1-2制造單元信號燈控制27、仿真調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC任務3-1PLC與工業(yè)機器人的通信控制智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信切削加工單元配備工業(yè)機器人為數(shù)控車床進行自動化上下料（見圖3-2）。其自動上料過程如下。（1）生產(chǎn)時，工業(yè)機器人將毛坯料從倉庫取出，運動至數(shù)控車床旁準備上料。（2）工業(yè)機器人將毛坯料運送至車床三角卡盤軸向近端面位置，車床夾具自動松開，工業(yè)機器人將毛坯料移動到夾具合適位置，此時卡盤自動夾緊。（3）工業(yè)機器人回到安全位置。切削加工單元總控系統(tǒng)采用西門子1215CDC/DC/DC（訂貨號為6ES7212-1AE40-

0XB0）PLC控制單元。工業(yè)機器人與總控PLC采用ModbusTCP通信方式，試編寫程序使工業(yè)機器人與總控PLC能正常通信，并完成車床上料控制程序的編寫與調(diào)試。PLC與工業(yè)機器人通信你說什么，我聽不懂?HI,哥們，過來幫我搬個東西羅？項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信學習目標0102原理通信指令參數(shù)含義通信程序編寫(技能點）MODBUSTCP通信協(xié)議（知識點）硬件組態(tài)全局數(shù)據(jù)塊定義（通信緩沖區(qū)）通信指令調(diào)用項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信任務描述某智能制造產(chǎn)線上的工業(yè)機器人車床上料（機器人、車床夾具均與總控PLC連接）：（同學們可以試著說一下在這個視頻中PLC與工業(yè)機器人會進行哪些通信？項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信任務分析動作過程：（1）機器上夾取毛坯料移動至夾具附近（2）夾具松開，機器人將毛坯料放入夾具。（3）夾具夾緊毛坯料，機器人回到安全位置。輸入功能輸出功能I0.5車床夾具夾緊到位Q0.5車床夾具動作項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信PLC與工業(yè)機器人的主要通信協(xié)議（1）Profinet通信（2）MODBUSTCP通信

（3）ProfibusDP通信

（4）Ethernet/IP通信

（5）Devicenet通信

項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信MODBUSTCP協(xié)議■1996年施耐德公司推出了基于以太網(wǎng)TCP/IP的Modbus協(xié)議——ModbusTCP?！?004年成為我國國家標準?！鍪澜缟?3%的網(wǎng)絡都使用TCP/IP，只要在應用層使用ModbusTCP，就可實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換。優(yōu)勢公開的協(xié)議，完全免費。簡單易用，性能穩(wěn)定。整型變量的數(shù)據(jù)傳遞適合產(chǎn)線需要。項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信MODBUSTCP基本原理項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信MODBUSTCP指令■博途V15已經(jīng)封裝好了MODBUSTCP的通信指令。REQ：與ModbusTCP服務器之間的通信請求。當REQ=true，指令就會發(fā)送通信請求。DISCONNECT：與Modbus服務器建立和終止連接的參數(shù)。0建立，1斷開連接。MB_MODE：通信模式選擇，0為讀取，1為寫入

MB_DATA_ADDR:訪問數(shù)據(jù)的起始地址。MB_DATA_LEN:訪問數(shù)據(jù)的長度。MB_DATA_PTR:與MODBUS通信的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。機器人IP項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信MODBUSTCP通信程序編寫思路（1）在博途V15中完成硬件組態(tài)；（2）定義通信數(shù)據(jù)塊（全局DB塊）；（3）編寫MODBUSTCP通信程序；項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信硬件組態(tài)組態(tài)硬件：CPU1212CDC/DC/DC訂貨號為“6ES7212-1AE40-OXB0”，硬件版本選擇V4.0設(shè)置好IP項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信通信數(shù)據(jù)塊建立讀機器人發(fā)來的數(shù)據(jù)發(fā)給機器人的數(shù)據(jù)項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信MODBUSTCP通信程序讀機器人發(fā)來的信號發(fā)信號給機器人項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信PLC與工業(yè)機器人交互程序編寫PLC收到機器人的請求取料信號后，控制夾具松開夾具松開到位后，向機器人發(fā)送“可以上料”信號機器人上料到位后，向PLC發(fā)送“上料完成”信號，PLC控制夾具夾緊項目3-1PLC與工業(yè)機器人的MODBUSTCP通信智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC任務3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信智能制造單元配備工業(yè)機器人實施產(chǎn)品的自動搬運流程。智能制造單元總控系統(tǒng)CPU為西門子S7-1212CDC/DC/DC（訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0）。為完成搬運任務，工業(yè)機器人需要與PLC進行通信。如PLC與工業(yè)機器人在PROFINET協(xié)議下進行通信，試完成工業(yè)機器人的PROFINET通信配置，并編寫PLC程序使工業(yè)機器人與PLC實現(xiàn)信號交互。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信任務重點是完成S7-1200PLC與工業(yè)機器人PROFINET通信協(xié)議下的通信配置。不同品牌的工業(yè)機器人在PROFINET通信配置方面有所差異。任務以ABB工業(yè)機器人為例進行PROFINET的通信配置。程序編寫的思路如下。（1）安裝ABB工業(yè)機器人的GSDML文件。（2）在TIA博圖V15軟件中完成硬件組態(tài)。（3）定義PLC通信數(shù)據(jù)通道。（4）在ABB工業(yè)機器人中配置PROFINET選項和IO信號。（5）通信測試。知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信PROFINET是由PROFIBUS國際組織（PROFIBUSInternational，PI）推出的一種開放的、標準的、實時的工業(yè)以太網(wǎng)標準。PROFINET的主要目標如下。（1）基于工業(yè)以太網(wǎng)建立的開放式自動化以太網(wǎng)標準。（2）使用TCP/IP和IT標準。（3）實現(xiàn)有實時要求的自動化應用。（4）全集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。PROFINET通信知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信ABB機器人的PROFINET通信ABB品牌工業(yè)機器人與S7-1200系列PLC的PROFINET通信有多種選項。（1）

工業(yè)機器人作為設(shè)備端（在PROFINET總線中，特指從站），可以采用888-3PROFINET

Device和840-3PROFINETAnybusDevice選項。其中采用840-3PROFINETAnybusDevice選項時，工業(yè)機器人需要額外的硬件支撐，如DSQC688。（2）工業(yè)機器人既作為控制器，也充當設(shè)備（在PROFINET總線中，特指主站），可以采用888-2PROFINET

Controller/Device選項，這并不需要額外的硬件，控制器上的LAN3口和WAN端口可以直接使用。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信1．硬件組態(tài)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信2．安裝ABB工業(yè)機器人GSDML文件任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信3．組態(tài)ABB工業(yè)機器人PROFINETIO模塊（1）在“網(wǎng)絡視圖”選項模式下，單擊右端的“硬件目錄”，選擇“其他現(xiàn)場設(shè)備”，依次單擊展開“PRIFINETIO”“ABBRobotics”“RobotDevice”，將“BASICV1.4”圖標拖動至“網(wǎng)絡視圖”的空白區(qū)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信

(3)為工業(yè)機器人PROFINETIO模塊添加發(fā)送數(shù)據(jù)通道DO8bytes（8字節(jié)）和接收數(shù)據(jù)通道DI8bytes（8字節(jié)）(2)添加“BASICV1.4”拖入3．組態(tài)ABB工業(yè)機器人PROFINETIO模塊任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信選擇“InputSize”和“OutputSize”，均設(shè)置為8字節(jié)二、ABB工業(yè)機器人配置好PROFINET模塊任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信二、ABB工業(yè)機器人配置好PROFINET模塊輸入信號輸出信號任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信三、通信測試1．PLC發(fā)送數(shù)據(jù)，工業(yè)機器人接收任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目3-2PLC與工業(yè)機器人的PROFINET通信三、通信測試2．工業(yè)機器人發(fā)送數(shù)據(jù)，PLC接收項目4伺服軸控制智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC任務介紹智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動

智能制造單元控制系統(tǒng)采用兩臺S7-1200PLC（CPU1212CDC/DC/DC），訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0，其中PLC_1控制總控制臺的自定義按鈕，而PLC_2則控制伺服滑臺（見圖4-2）的移動。伺服滑臺安裝的伺服電機配有減速比為3︰1的減速機，伺服電機通過減速比為1.5︰1的同步帶驅(qū)動滾珠絲杠（導程為5mm）轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動伺服滑臺運動。該伺服滑臺配置的伺服電機編碼器分辨率為131072pulses/rev（C），伺服電機驅(qū)動器電子齒輪比設(shè)置為1000︰1，減速機減速比為3︰1，同步帶減速比為1.5︰1，絲杠導程為5mm。任務介紹智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動

根據(jù)此制造單元的功能需求，總控制臺的自定義按鈕需要控制伺服滑臺的移動，具體如下。（1）按下按鈕2（綠色），伺服軸回原點。（2）按下按鈕1（綠色），伺服軸向前移動，松開按鈕，停止移動。（3）按下按鈕3（紅色），伺服軸向后移動，松開按鈕，停止移動。

知識準備智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動1．PROFIdrive通信控制2．脈沖串輸出（PTO）方式3．模擬量輸出方式一、S7-1200PLC的運動控制方式知識準備智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動二、伺服電機與伺服驅(qū)動器伺服電機在自動控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機分為直流伺服電機和交流伺服電機兩大類。伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機的控制器。交流伺服電機工作時，內(nèi)部的永磁鐵轉(zhuǎn)子會根據(jù)驅(qū)動器控制的三相電形成磁場從而帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器會根據(jù)反饋值與目標值的差異調(diào)整轉(zhuǎn)子的角度。伺服電機的精度取決于編碼器的精度（線數(shù)）。伺服指令智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動序號指令名稱功

能1MC_Power軸啟用、禁用2MC_Reset軸錯誤確認、復位3MC_Home設(shè)置軸回參考點4MC_Halt軸停止5MC_MoveAbsolute軸的絕對定位6MC_MoveRelative軸的相對定位7MC_MoveVelocity軸以預設(shè)的速度運動8MC_MoveJog軸在手動模式下點動指令綜述伺服指令智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動功能：使能軸或禁用軸。使用要點：在程序里一直調(diào)用，并且在其他運動控制指令之前調(diào)用并使能。當Enable值1后，軸使能。StartMode設(shè)為1，啟用位置受控的軸。StopMode設(shè)為0，軸緊急停止，1則為立即停止啟動/禁用軸指令伺服指令智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動速度速度軸在手動模式下點動運行指令塊，在正向點動置1后，軸以設(shè)定的速度運行，直到正向點動為置0，軸運行停止，反轉(zhuǎn)同理。正向點動和反向點動不能同時觸發(fā)，在執(zhí)行點動指令時，用互鎖邏輯。軸點動指令任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動新建工藝對象軸任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動驅(qū)動器：添加脈沖發(fā)生器pulse_1，并關(guān)聯(lián)脈沖輸出變量Q0.0、方向輸出變量Q0.1、啟動驅(qū)動器變量Q0.3以及驅(qū)動器就緒變量I0.4。任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動機械：根據(jù)電機參數(shù)，設(shè)置電機每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)1310、負載位移10mm、旋轉(zhuǎn)方向為雙向。任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動位置限制：啟用硬限位開關(guān)(軟限位可不勾選)，設(shè)置硬件下限位開關(guān)輸入信號I0.2，上限位開關(guān)輸入信號I0.0，選擇低電平觸發(fā)。任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動常規(guī)：根據(jù)個人編程習慣，設(shè)置速度限值單位為mm/s，設(shè)置最大轉(zhuǎn)速為50mm/s，設(shè)置啟動/停止速度為10mm/s，設(shè)置加速減速時間為0.5S任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動主動：設(shè)置輸入原點開關(guān)信號I0.1，選擇高電平觸發(fā)，勾選允許硬限位開關(guān)處自動反轉(zhuǎn)，逼近/回原點方向選擇負方向，參考點開關(guān)一側(cè)選擇下側(cè)，設(shè)置逼近速度為10mm/s任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動一、PLC1程序設(shè)計任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動二、PLC2程序設(shè)計任務實施智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目4-1按鈕控制伺服軸運動三、程序調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制智能制造單元配備有由伺服電機帶動的伺服滑臺，伺服滑臺上面固定安裝有工業(yè)機器人。在工藝流程中，伺服滑臺需要按指定的位置和速度移動以擴展工業(yè)機器人的作業(yè)范圍。智能制造單元控制系統(tǒng)采用西門子S7-1200PLC（CPU1212CDC/DC/DC），訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0。伺服電機配有減速比為3︰1的減速機，伺服電機通過減速比為1.5︰1的同步帶驅(qū)動滾珠絲杠（導程為5mm）轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動伺服滑臺運動。伺服滑臺配置的伺服電機編碼器分辨率為131072pulses/rev（C），伺服電機驅(qū)動器電子齒輪比設(shè)置為1000︰1。試編寫程序，使得PLC能控制伺服滑臺按指定的速度和位置數(shù)據(jù)精確定位。伺服指令智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制序號指令名稱功

能1MC_Power軸啟用、禁用2MC_Reset軸錯誤確認、復位3MC_Home設(shè)置軸回參考點4MC_Halt軸停止5MC_MoveAbsolute軸的絕對定位6MC_MoveRelative軸的相對定位7MC_MoveVelocity軸以預設(shè)的速度運動8MC_MoveJog軸在手動模式下點動指令綜述伺服指令智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制用來確認“軸運行和軸停止出現(xiàn)的運行錯誤”和“組態(tài)錯誤”。必須調(diào)用復位指令塊進行復位，Execute用上升沿觸發(fā)。軸故障確認指令伺服指令智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制設(shè)置參考點，當上升沿使能Execute后，按照設(shè)定的回參考模式回原點，軸做絕對位置定位前一定要觸發(fā)MC_Home指令。Mode=0,1直接絕對回零，2被動回零，3主動回零?；卦c指令功能：軸歸位，設(shè)置參考點，用來將軸坐標與實際的物理驅(qū)動器位置進行匹配。伺服指令智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制回原點指令引腳參數(shù)參數(shù)含義Axis已組態(tài)好的工藝對象的名稱Execute在出現(xiàn)上升沿時啟動該指令塊，數(shù)據(jù)類型為布爾量Position軸的位置值，數(shù)據(jù)類型為REAL，其取值范圍為：?1.0

×

e12≤Position≤1.0

×

e12ModeMode為0，絕對式直接回原點，軸的新位置值為參數(shù)

Position

的值；Mode為1，相對式直接回原點，軸的新位置值為參數(shù)

Position

的值；Mode為2，被動回原點，軸的新位置值為當前軸位置值加參數(shù)Position的值；Mode為3，主動回原點，按照軸組態(tài)進行參考點逼近，參數(shù)Position的值被設(shè)置為新的軸位置值伺服指令智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制它的執(zhí)行需要建立參考點，通過定義速度、距離和方向，當上升沿使能Execute后，按照設(shè)定的速度和方向運行到定義好的絕對位置處。軸絕對定位指令使能絕對位置指令之前，軸必須回原點，因此MC_MoveAbsolute指令之前必須有MC_Home指令速度速度伺服指令總結(jié)智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制1.點動功能至少需要MC_Power，MC_Reset，和MC_Jog指令；2.相對距離運行需要MC_Power，MC_Reset，和MC_MoveRelative指令；3.絕對運動功能需要MC_Power，MC_Reset，MC_Home，以及MC_MoveAbsolute指令在觸發(fā)MC_MoveAbsolute指令前需要軸有回原點完成信號才能執(zhí)行；4.以速度連續(xù)運行相對速度控制功能，需要MC_Power，MC_Reset，和MC_MoveVolcity，以及MC_Halt指令。指令運用總結(jié)知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制軸的調(diào)試知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制光電接近開關(guān)1）對射式光電接近開關(guān)。（2）反射式光電接近開關(guān)。（3）漫反射式光電接近開關(guān)。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制伺服軸回原點任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目4-2伺服滑臺的絕對定位控制軸絕對定位智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC項目5-1HMI控制數(shù)控車床智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床智能制造單元配備工業(yè)機器人與一臺數(shù)控車床實現(xiàn)零件的自動化加工。該制造單元的控制系統(tǒng)為西門子S7-1200PLC（CPU1215CDC/DC/DC），訂貨號為6ES7215-1AG40-

0XB0，此PLC與數(shù)控車床通過數(shù)據(jù)連接，擴展有一DI模塊，其規(guī)格為DI16x24VDC/DQ16xRelay。本制造單元還配備有一塊TP700的精智面板，用來手動控制數(shù)控車床的部分功能。根據(jù)此智能制造單元的功能需求，數(shù)控車床的控制應實現(xiàn)以下功能。任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床根據(jù)此智能制造單元的功能需求，數(shù)控車床的控制應實現(xiàn)以下功能。（1）在HMI屏上，可以手動控制數(shù)控車床安全門的開與關(guān)。（2）在HMI屏上，可以手動控制數(shù)控車床三角卡盤的夾緊和松開。（3）車床加工零件完成后，在HMI上可以控制吹氣清屑，并能按HMI上輸入的吹氣時間持續(xù)吹氣，同時能實現(xiàn)按指定的間隔時間進行間斷吹氣。試編寫程序并調(diào)試實現(xiàn)上述功能。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床本任務針對智能制造單元中的核心加工單元——數(shù)控車床進行基本功能控制。為擴展總控PLC的IO點位，增加了DI模塊。HMI作為本任務的控制載體，數(shù)控車床的各種控制功能均通過操作HMI上的各類控件來實施，任務實施的重點在HMI功能控件與PLC相應變量的傳遞。知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床1．脈沖定時器指令知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床2．接通延時定時器指令知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床3．基本計算指令任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床1、硬件組態(tài)注意PLC的IP地址設(shè)置和時鐘存儲器字節(jié)打開。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床2、車床安全門及卡盤控制任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床3、車床吹氣控制任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床4、HMI畫面制作任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-1HMI控制數(shù)控車床5、調(diào)試（1）將程序下載至PLC與HMI，啟用在線監(jiān)控模式。（2）依次測試“安全門開/關(guān)”“卡盤夾緊”“卡盤松開”等手動控制功能是否準確。（3）輸入吹氣時間3s、間隔時間2s，單擊“自動吹氣”進行測試，如圖5-26所示。測試成功后，單擊“手動吹氣”進行測試，同時“自動吹氣”功能會關(guān)閉。智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC項目5-2PLC與CNC機床的S7通信智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床

智能制造單元配備工業(yè)機器人、CNC機床（西門子828D），其主控單元為西門子S7-1200PLC（CPU1212CDC/DC/DC），訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0。為實現(xiàn)自動化生產(chǎn)流程，CNC機床需與總控PLC進行通信，如果它們的通信指定用S7通信協(xié)議，試編寫程序?qū)崿F(xiàn)總控PLC讀寫CNC機床的數(shù)據(jù)。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床任務要求在S7通信協(xié)議下建立PLC與CNC機床的通信連接。S7通信協(xié)議是西門子公司專為旗下產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計的。因此，任務的實施關(guān)鍵是在TIA博圖軟件中建立S7連接，并利用S7通信指令對CNC機床數(shù)據(jù)進行讀取和寫入。知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床1．S7通信指令-GET知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床1．S7通信指令-PUT任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床一、西門子828D網(wǎng)絡設(shè)置為建立S7-1200PLC與西門子828D銑床的以太網(wǎng)連接，需要先激活西門子828D銑床的X130通信端口。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床二．組態(tài)S7通信協(xié)議在“創(chuàng)建新連接”對話框中，設(shè)定S7連接的ID（十六進制）為100，然后單擊“添加”按鈕任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床3、設(shè)置IP及機架號任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床4、接收828D數(shù)據(jù)讀取828D銑床中M30.0起始的2個字（MW30和MW32），這些讀取數(shù)據(jù)存儲在PLC的M10.0起始的2個字（即MW10和MW12）任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床5、發(fā)送828D數(shù)據(jù)將PLC中M6.0起始的2個字（即MW6和MW8），送到828D銑床中M30.0起始的2個字（MW30和MW32）任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200項目5-2HMI控制數(shù)控車床5、調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC項目6-1制造單元立體倉儲控制制程序編寫與調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1智能制造生產(chǎn)線總控系統(tǒng)采用西門子S7-1200PLC（CPU1215CDC/DC/DC），訂貨號為6ES7215-1AG40-0XB0。智能倉儲單元有30個零件料倉，每一個料倉上都安裝有RFID標簽，可以存儲零件的各類信息，RFID讀寫器安裝在工業(yè)機器人夾具上?？偪叵到y(tǒng)的S7-1200PLC配備CM1241（RS422/485）通信模塊與RFID讀寫器以ModbusRTU（RemoteTerminalUnit，遠程終端單元）協(xié)議進行通信。試編寫PLC與RFID讀寫器的通信程序?qū)崿F(xiàn)對RFID標簽的讀寫操作。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1（1）RFID讀寫信號規(guī)劃。（2）實施硬件設(shè)備組態(tài)。（3）ModbusRTU通信函數(shù)塊編寫。（4）編寫PLC主程序。（5）程序下載與調(diào)試。知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1一、ModbusRTU通信協(xié)議Modbus串行鏈路協(xié)議是一種單主站的主從通信模式，Modbus網(wǎng)絡上只能有一個主站存在。通信時，主站發(fā)送帶有從站地址的請求幀，帶有該地址的從站接收后發(fā)送響應幀進行應答。Modbus串行鏈路協(xié)議具有兩種串行傳輸模式：ASCII和RTU。S7-1200PLC采用RTU模式。知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1二．Modbus_Comm_Load指令塊知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1三．Modbus_Master指令塊知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1四．邊沿檢測指令1．掃描操作數(shù)信號邊沿指令知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1四．邊沿檢測指令2．掃描RLO的信號邊沿指令任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1一、硬件組態(tài)完成CM1241端口組態(tài)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1二、通信函數(shù)塊編寫1．對ModbusRTU通信協(xié)議的端口進行組態(tài)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1二、通信函數(shù)塊編寫2、通信緩沖數(shù)據(jù)塊創(chuàng)建任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1二、通信函數(shù)塊編寫3．函數(shù)塊引腳參數(shù)設(shè)置任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1二、通信函數(shù)塊編寫4．向從站寫入數(shù)據(jù)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC項目6-1立體倉儲控制程序1二、通信函數(shù)塊編寫5．讀取從站寫入數(shù)據(jù)任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與應用—基于S7-1200PLC三、寫入測試項目6-1立體倉儲控制程序1智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目6-2立體倉儲控制程序1某小型智能制造單元，配有自動化立體倉庫與取料工業(yè)機器人，主控單元為一臺能提供工業(yè)以太網(wǎng)支持的PLC控制器：西門子1212CDC/DC/DC（訂貨號為6ES7212-1AE40-0XB0），工業(yè)機器人與立體倉庫均通過具有PROFINET的遠程IO模塊與主控PLC進行數(shù)據(jù)交換.其中工業(yè)機器人與立體倉庫的遠程IO模塊如表2-1所列。

輸入輸出工業(yè)機器人遠程IO模塊4個FR1108（地址為I16、I17、I18、I19）

2個FR2108（地址為Q16、Q17）立體倉庫遠程IO模塊3個FR1108（地址為I4、I5、I6）2個FR2108（地址為Q4、Q5）任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目6-2立體倉儲控制程序1立體倉庫共有6個料倉，編號上層從左至右依次為1、2、3,下層從左至右依次為4、5、6，各料倉均帶有氣動推料裝置，能將固定托盤推出，并安裝有傳感器檢測當前倉位是否存放零件。供料模塊網(wǎng)絡拓撲如圖所示。主控單元PLC工業(yè)交換機工業(yè)機器人立體倉庫IO交互IO交互任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC項目6-2立體倉儲控制程序1機器人發(fā)給PLC的信號I16PLC發(fā)給機器人的信號Q16請求取料I16.0允許取料Q16.0取料完成I16.1-

PLC輸入點位I4PLC輸入點位I5PLC輸出點位Q4PLC輸出點位Q61號料倉有料感應I4.01號倉推出到位I5.0綠燈Q4.0

紅燈Q4.1推料氣缸推出Q6.02號料倉有料感應I4.12號倉推出到位I5.1綠燈Q4.2紅燈Q4.3推料氣缸推出Q6.13號料倉有料感應I4.23號倉推出到位I5.2綠燈Q4.4紅燈Q4.5推料氣缸推出Q6.24號料倉有料感應I4.34號倉推出到位I5.3綠燈Q4.6紅燈Q4.7推料氣缸推出Q6.35號料倉有料感應I4.45號倉推出到位I5.4綠燈Q5.0紅燈Q5.1推料氣缸推出Q6.46號料倉有料感應I4.56號倉推出到位I5.5綠燈Q5.2紅燈Q5.3推料氣缸推出Q6.5倉儲模塊遠程IO模塊的輸入輸出點位定義如下：任務介紹智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC生產(chǎn)流程開始時，工業(yè)機器人將從倉儲單元取出零件搬運至數(shù)控機床進行加工，加工完成時，工業(yè)機器人將成品搬運至原倉位。試編寫程序?qū)崿F(xiàn)倉儲單元取放料的流程控制，具體要求如下。（1）工業(yè)機器人只取出倉位號為偶數(shù)的料倉零件，并優(yōu)先取出倉位號較大的零件。（2）若此倉位無零件，則跳過此倉位。任務分析智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC（1）分析控制要求，確定控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號，分配輸入/輸出地址。（2）實施系統(tǒng)硬件組態(tài)。（3）創(chuàng)建IO信號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)塊。（4）編寫取放料流程控制程序。（5）編寫主程序。（6）下載程序并調(diào)試。知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC一、SCL程序控制指令1．賦值運算（1）取反指令：NOT，與梯形圖（LAD）中NOT指令用法相同。（2）與運算指令：AND，相當于梯形圖中的串聯(lián)。（3）或運算指令：OR，相當于梯形圖中的并聯(lián)。2．位邏輯運算知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC一、SCL程序控制指令3．數(shù)學運算知識準備智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC一、SCL程序控制指令4．條件執(zhí)行命令（1）IF…THEN語句IF…THEN語句格式如下。IF<條件>

THEN<指令>END_IF；（2）CASE…OF語句CASE后的表達式的數(shù)值必須為整數(shù)，不同的數(shù)值將執(zhí)行不同的指令任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC1、硬件組態(tài)添加遠程IO模塊任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC2、信號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)塊創(chuàng)建任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC3、PLC的IO信號轉(zhuǎn)換"轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)".料倉有料感應[1]:="1號料倉有料感應";"1號料倉氣缸推料動作":="轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)".料倉推料氣缸[1];任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC4、機器人請求取料任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC4、機器人請求放料及取放料完成工業(yè)機器人運動至倉儲單元附近，向總控PLC發(fā)送“請求放料”信號。工業(yè)機器人取放料完成后，將向PLC發(fā)送“取放料完成信號”，PLC將控制相應料倉的推料氣缸將料倉推回到位。任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC5、主程序任務實施智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200PLC6、程序下載與調(diào)試將程序下載至PLC，同時在網(wǎng)絡上搜索到兩個遠程IO模塊的MAC地址，將組態(tài)好的遠程IO模塊與實際硬件一一對應分配好名稱。編寫并示教好工業(yè)機器人倉庫取料程序，進行調(diào)試，在6號料倉放入零件，開始第一次取放料流程。隨后，在4號料倉不放置零件，在2號料倉放置零件，進行第二次取放料流程驗證。智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試——基于S7-1200PLC項目7制造單元SCADA監(jiān)控系統(tǒng)程序編寫與調(diào)試智能制造控制系統(tǒng)編程與調(diào)試—基于S7-1200任務介紹智能制造單元控制系統(tǒng)編程與應用—基于TIA博途項目7SCADA系統(tǒng)開發(fā)某小型智能制造單元，配有工業(yè)機器人與CNC機床及打磨模塊，主控單元為一臺能提供工業(yè)以太網(wǎng)支持的PLC控制器：西門子1212CDC/DC