visoka tehniČka Škola u bjelovaru · ttt manipulator i step 7 microwin sp9, m. nemčić 5 slika...

35
VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU STRUČNI STUDIJ MEHATRONIKE STEP 7 MicroWIN SP9 i PLC S7-200 UPRAVLJANJE TTT MANIPULATOROM Kolegij: Osnove robotike Profesor: Tomislav Pavlic, mag.ing.mech Student: Marin Nemčić Bjelovar,lipanj 2016

Upload: others

Post on 02-Feb-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU

STRUČNI STUDIJ MEHATRONIKE

STEP 7 MicroWIN SP9 i PLC S7-200

UPRAVLJANJE TTT MANIPULATOROM

Kolegij: Osnove robotike

Profesor: Tomislav Pavlic, mag.ing.mech

Student: Marin Nemčić

Bjelovar,lipanj 2016

Page 2: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

Sadržaj

1. Pregled korištenih uređaja i komponenti ............................................................................................ 1

1.1 Siemens S7-200 224XP ....................................................................................................................... 1

1.2 Napajanja ............................................................................................................................................ 1

1.3 Motori ................................................................................................................................................. 2

1.4 Driveri ................................................................................................................................................. 3

1.5 Relej .................................................................................................................................................... 3

2. Pokretanje programskog alata i uspostava komunikacije PLC-a i PC-a .......................................... 4

2.1 Pokretanje STEP 7 MicroWIN SP9 ..................................................................................................... 4

2.2 Uspostava komunikacije PLC-a i računala ......................................................................................... 4

2.3 Definiranje PLC-a i početak rada ....................................................................................................... 5

2.3.1 Definiranje PLC-a...................................................................................................................... 5

2.3.2 Početak pisanja programa .......................................................................................................... 7

2.3.3 Tablica simbola ......................................................................................................................... 7

3. Program upravljanja TTT manipulatorom ......................................................................................... 9

3.1 Prvi ciklus programa i definiranje korištenih memorijskih mjesta ..................................................... 9

3.2 Kretanje manipulatora prema krajnjim prekidačima ........................................................................ 10

3.3 Generiranje impulsa pomoću timera ................................................................................................. 12

3.4 Generiranje signala za motore .......................................................................................................... 13

3.5 Zbrajanje i oduzimanje impulsa pojedinih osi .................................................................................. 16

3.6 Kretanje manipulatora prema poziciji predmeta .............................................................................. 18

3.6.1 Kretnja po X-osi ...................................................................................................................... 18

3.6.2 Kretnja po Y-osi ...................................................................................................................... 19

3.6.3 Kretnja po Z-osi ....................................................................................................................... 20

3.6.4 Reset koršitenih bitova i priprema za prihvat predmeta .......................................................... 20

3.7 Prihvat predmeta i prijenos predmeta na pokretnu traku ................................................................. 21

3.8 Definiranje nove putanje TTT manipulatora ..................................................................................... 26

Page 3: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

1

1. Pregled korištenih uređaja i komponenti

1.1 Siemens S7-200 224XP

Za upravljanje TTT manipulatora korišten je PLC Siemens S7-200 224XP (Slika

1.1). Uređaj posjeduje 14 digitalnih ulaza, 10 digitalnih izlaza, 2 analogna ulaza i 1

analogni izlaz. Najviše dodatnih modula što može imati je 7.

Slika 1.1: PLC Siemens S7-200

1.2 Napajanja

TTT manipulator koristi 2 napajanja. Siemens 6EP1 333-3BA00 napajanje (Slika

1.2) koristi se za PLC i relej, a napajanje MeanWell DRP-240-24 (Slika 1.3) koristi se za

drivere motora.

Slika 1.2: Siemens 6EP1 333-3BA00

Page 4: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

2

Slika 1.3: MeanWell DRP-230-24

1.3 Motori

Koriste se tri koračna motora Nanotec-Munich ST6018 (slika 1.3). Karakteristike

motora su slijedeće:

Radni napon: 24V

Nazivna struja: 2A

Kutni korak: 1.8º

Moment: 1.38Nm

Slika 1.3: Nanotec-Munich ST6018

Page 5: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

3

1.4 Driveri

Tri koračna motora zahtjevaju tri drivera. Identični driveri koriste se za svaki motor

posebno. Korišteni driveri su Nanotec SMC 133-2 (Slika 1.5).

Slika 1.5: Nanotec SMC 133

1.5 Relej

Zadatak pneumatske prihvatnice je da steže i otpušta čeljust kako bi prenesla

predmet. Kako bi to bilo moguće, koristi se relej Schrack PT570024 za uklapanje

pneumatskog razvodnika, prikazan na slici 1.6.

Slika 1.6: Relej Schrack PT570024

Page 6: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

4

2. Pokretanje programskog alata i uspostava komunikacije PLC-a i

PC-a

2.1 Pokretanje STEP 7 MicroWIN SP9

Pokretanje programa izvšava se dvoklikom na ikonu (Slika 2.1).

Slika 2.1: Ikona za pokretanje STEP 7 MicroWIN

2.2 Uspostava komunikacije PLC-a i računala

Za uspostavu komunikacije PLC-a i računala potreban nam je USB-PPI kabel

(Slika 2.2).

Slika 2.2: USB-PPI kabel

Nakon spajanja PLC-a i PC-a kabelom i nakon pokretanja STEP 7 MicroWIN

programskog alata, otvara se početni prozor za rad u programu (slika 2.3).

Page 7: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

5

Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN

2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

2.3.1 Definiranje PLC-a

Ulaskom u program Step 7 potrebno je definirati tip PLC-a koji se koristi kako bi se

ostvarila komunikacija PC-a i PLC-a.

Slika 2.4: Definiranje PLC-a

Page 8: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

6

Dvoklikom na tab označen crvenom strelicom (slika 2.4) otvara se novi prozor.

Opcija „PLC type“ nudi razne vrste PLC-a. Jedan klik otvara padajuči izbornik s popisom

različitih vrsta PLC-a. Za ovaj projekt odabire se CPU 224XP. Potrebno je definirati i port

na koji je spojen USB-PPI kabel, a to ovisi kako se spoji na PLC. Može biti ili PORT 1, ili

PORT 0.

Sljedeći korak je podešavanje komunikacije, klikom na „Communications“ otvara

se novi prozor prikazan na slici 2.5.

Slika 2.5: Uspostava komunikacije

Dvoklikom na tipku Refresh program automatski traži PLC spojen na računalo.

Nakon što je pronađen željeni PLC, pristikom na tipku OK uspostavljena je komunikacija i

moguće je prebacivati program sa računala na PLC, i obratno.

Page 9: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

7

2.3.2 Početak pisanja programa

Nakon što je uspostavljena komunikacija, potrebno je napisati program. S lijeve

strane (Slika 2.5) od glavnog prozora za pisanje programa nalazi se izbornik koji sadrži sve

operacije potrebne za programiranje uređaja. Ovaj projekt pisan je ljevičastim dijagramom.

Slika 2.5: Operacije za programiranje PLC-a

Ovdje se nalaze operacije poput osnovnih logičkih funkcija kao što su otvoreni

kontakt, zatvoreni kontakt, paljenje ili gašenje izlaza itd. Isto tako se tu nalaze i operacije

konvertiranja, usporednih blokova, brojača i sl.

2.3.3 Tablica simbola

Tablica simbola (eng. Symbol Table) omogućava definiranje ulaza, izlaza,

memorijskih bitova i sl. kako bi se lakše snalazilo kod pisanja programa.

Tomislav
Sticky Note
Page 10: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

8

Slika 2.6: Tablica simbola

Na slici 2.6 prikazan je primjer popunjavanja tablice simbola. U polje Address

upisuje se adresa koju se želi opisati. Adresa može biti ulaz u PLC, izlaz iz PLC-a,

memorijska mjesta, vremenski brojači i sl. Jedan od primjera popunjavanja je da se u polje

adrese upiše „I0.2“, što označava ulaz PLC-a na adresi 2. U polje simbol (eng. Symbol)

upisujemo naziv koji želimo koristiti za pripadajuću adresu. U ovom slučaju to je Y_krajnji

pošto se na toj adresi nalazi krajnji prekidač na Y-osi.

Page 11: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

9

3. Program upravljanja TTT manipulatorom

3.1 Prvi ciklus programa i definiranje korištenih memorijskih mjesta

U prvom ciklusu programa potrebno je sva korištena memorijska mjesta postaviti u

nulu. Na slici 3.1prikazan je način postavljanja svi korištenih bitova u 0. Ako je PLC već

radio, u memorijska mjesta koja koristimo za poziciju i impulse gibanja već će biti upisana

neka vrijednost. Kod ponovnog pokretanja PLC-a sva ta memorijska mjesta moraju biti

postavljena u nulu. Sistemski bit SM0.1 izvršava se samo u prvom ciklusu programa i zato

ga koristimo u prvom networku programa.

Slika 3.1: Definiranje korištenih memorijskih mjesta

Page 12: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

10

Memorijsko mjesto VW0 koristi se za brojanje impulsa koje manipulator prođe po

Y-osi. VW2 koristi se za brojanje impulsa koje manipulator prođe po X-osi, a VW4 se

koristi za Z-os. U programu je na početku isto tako postavljena varijabilna memorija

VW1000 koja služi za upravljanje signala vremenskih brojača. Ovo mjesto opisano je

kasnije u programu. Također se u prvom ciklusu nalaze i memorijska mjesta VW10 i VW12

koja su postavljena u nulu i objašnjena kasnije u programu. Uz to, postavljen je memorijski

bit M0.0 i memorijski bit M1.0. M0.0 koristi se kod početnog izvođenja programa, a M1.0

pokreće rad vremenskih brojača.

3.2 Kretanje manipulatora prema krajnjim prekidačima

Kada se PLC postavi u RUN mode, manipulator se kreće prema krajnjim

prekidačima. Network 2, 3 i 4 služe za to da kada se manipulator kreće po pojedinoj osi,

zaustavi čim aktivira krajnji prekidač na pripadajućoj osi, zatim postavlja po jedan bit u

svakom networku, a time i gasi svaki motor. Na ulaze I0.2, I0.5 i I0.7 spojeni su krajnji

prekidači (Slika 3.2).

Slika 3.2: Kretanje manipulatora prema krajnjim prekidačima

Page 13: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

11

Postavljanjem bitova dobiva se informacija da je manipulator aktivirao sva tri

krajnja prekidača. Kada su sva tri bita aktivirana, postavlja se memorijski bit M0.4 (Slika

3.3) koji se koristi dalje u programu.

Slika 3.3: Aktiviranje memorijskog bita M0.4

Network 6 (Slika 3.4) služi za resetiranje memorijskog bita M0.0 koji se koristi za

početno izvođenje programa. Memorijski bit M0.4 postavljen je u visoko stanje samo ako

su sva tri krajnja prekidača u logičkoj jedinici. Memorijska mjesta VW0, VW2 i VW4

koriste se za brojanje impulsa koje manipulator prođe po pojedinoj osi, a pošto se već

izvršavalo neko gibanje, u njih je upisan neki broj, stoga ih je potrebno ponovno postaviti u

nulu.

Slika 3.4: Kraj pozicioniranja manipulatora i postavljanje memorijskih varijabli

Page 14: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

12

3.3 Generiranje impulsa pomoću timera

Za koračne motore potrebni su pravokutni impulsi koji se šalju na drivere motora

(Slika 3.5).

Slika 3.5: Pravokutni impulsi

Za ostvarivanje pravokutnih impulsa (eng. clock) potrebna su dva vremenska

brojača(eng. Timer). Vremenski brojači koji se koriste su TON tipa. T32 (Slika 3.6) i T96

imaju vremensku bazu od 1ms. Ulazna varijabla korištena kod timera je VW1000. Na

početku programa u tu varijablu postavljen je broj 5, taj broj množi se s vremenskom

bazom timera i označava vrijeme nakon kojega će timer provesti signal. Timer T32

osigurava visoko stanje vođenja.

Slika 3.6: Aktiviranje TON T32 vremenskog brojača

Page 15: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

13

Memorijski bit M1.0 koji je postavljen na početku programa aktivira timer T32.

Nakon što vremenski brojač izbroji zadane milisekunde, resetira bit M1.0 i T32 kako bi se

zaustavilo brojanje. Memorijski bit M1.1 postavlja se za daljni nalog uključivanja timera

T96 (Slika 3.7)

Slika 3.7: Aktiviranje TON timera T96

Memorijski bit M1.1 uključuje vremenski brojač T96. Ulazna varijabla mora biti

ista kao i kod vremenskog brojača T32 kako bi dobili pravokutni signal. Nakon što

vremenski brojač T96 izbroji zadane milisekudne, resetira korišteni memorijski bit M1.1,

resetira T96 kako ne bi i dalje nastavio brojati, a ponovno postavlja memorijski bit M1.0

kako bi timer T32 počeo brojati. Vremenski brojač T96 osigurava nisko stanje vođenja.

Ova dva networka riješavaju pravokutni signal koji je potreban za koračne motore.

3.4 Generiranje signala za motore

Driveri za motore zahtjevaju dva signala, broj impulsa i smjer vrtnje motora. Na

izlaze Q0.0, Q0.1 i Q0.2 dovode se impulsi za gibanje po pojedinoj osi. Izlaz Q0.0 povezan

je s gibanjem po Y-osi, Q0.1 s gibanjem po X-osi i Q0.2 s gibanjem po Z-osi. Nadalje,

izlazi Q0.3, Q0.4 i Q0.5 određuju smjer vrtnje pojedinih motora, ovisno da li je izlaz u

logičkoj „0“ ili „1“. Network 9 (Slika 3.8) služi za dovođenje impulsa na izlaz Q0.0

Page 16: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

14

Slika 3.8: Izlaz Q0.0 (Y-os)

Memorijski bit M0.1 je negiran jer se postavlja u logičku jedinicu samo onda kada

manipulator aktivira krajnji prekidač I0.2. Ovaj dio povezan s network-om 2 isto tako

osigurava da će se motori ugasiti kada se aktivira krajnji prekidač I0.2 i time osigurava

gašenje motora. U seriju je spojen i memorijski bit M1.0 koji je spojen na timer T32 jer

osigurava visoko stanje vođenja. Bitovi M2.0 i M2.1 spojeni su paralelno i koriste se za

pojedini smjer vrtnje motora. Koriste se kasnije u programu.

Nakon što je definiran impulsni izlaz Q0.0, potrebno je definirati smjer vrtnje

motora na izlazu Q0.3 (Slika 3.9)

Slika 3.9: Izlaz Q0.3 (Y-os)

Page 17: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

15

Ako je izlaz Q0.3 u logičkoj jedinici motor se vrti u jednu stranu, a ako je u

logičkoj nuli vrti se u drugu stranu. Bitovi M0.0 i M0.1 koriste se samo onda kada se

manipulator pozicionira, a u drugom slučaju koristi se bit M2.1 kada se manipulator kreće

prema zadanoj lokaciji koja će biti objašnjena kasnije u programu.

Network 11 i Network 12 (Slika 3.10) baziraju se na istom principu kao i prošla

dva networka, ali sada se upravlja impulsima i smjerom X-osi.

Slika 3.10: Izlazi Q0.1 i Q0.4 (X-os)

Za kretnju po X-osi, na izlaz Q0.1 dovode se impulsi, a na izlaz Q0.4 smjer vrtnje

motora.

Page 18: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

16

Network 13 i 14 (Slika 3.11) imaju istu svrhu kao i prošla četiri networka, služe za

impulse i smjer kretnje Z-osi.

Slika 3.11: Izlazi Q0.3 i Q0.4 (Z-os)

3.5 Zbrajanje i oduzimanje impulsa pojedinih osi

Kada manipulator vrši neko gibanje, impulsi se moraju zbrajati, odnosno oduzimati

kako bi se upravljalo manipulatorom. Varijabilna memorija VW0 koja je korištena na

početku programa služi za pohranjivanje impulsa gibanja Y-osi. Memorija VW2 koristi se

za pohranjivanje impulsa gibanja X-osi, a memorija VW4 za pohranjivanje impulsa Z-osi.

Network 15 (Slika 3.12) aktivan je kada se manipulator kreće po Y-osi.

Page 19: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

17

Slika 3.12: Zbrajanje i oduzimanje impulsa Y-osi

Izlaz Q0.0 generator je impulsa Y-osi, a izlaz Q0.3 određuje smjer vrtnje motora po

Y-osi. Ovisno da li je izlaz Q0.3 u visokom ili niskom stanju definira se smjer vrtnje

motora, stoga ako je izlaz Q0.3 negiran, u seriju je spojen INC_W blok koji zbraja impulse,

a u suprotnom kada je Q0.3 u visokom stanju, koristi se blok DEC_W za oduzimanje

impulsa Y-osi.

Network 16 (Slika 3.13) ima istu zadaću kao i Network 15. Sada se radi o zbrajanju

i oduzimanja impulsa X-osi.

Slika 3.13: Zbrajanje i oduzimanje impulsa X-osi

Page 20: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

18

Network 17 (Slika 3.14) odnosi se na zbrajanje i oduzimanje impulsa Z-osi.

Slika 3.14: Zbrajanje i oduzimanje impulsa Z-osi

3.6 Kretanje manipulatora prema poziciji predmeta

3.6.1 Kretnja po X-osi

Glavni zadatak manipulatora je prihvatiti predmet sa poda ili postolja na kojem se

on nalazi. Da bi to bilo moguće, potrebno je znati udaljenost na kojoj se taj predmet nalazi

od početne pozicije manipulatora. Ta udaljenost se zatim pretvara u impulse koje

manipulator mora prijeći.

Slika 3.15: Kretanje manipulatora po X-osi do pozicije predmeta

Page 21: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

19

Na slici 3.15 prikazana su dva networka koja upravljaju kretanjem manipulatora po

X-osi. Memorijski bit M10.0 aktivira se nakon što se manipulator pozicionira u svoj

početni položaj. Taj bit zatim aktivira M2.2 koji određuje smjer u kojem se motor po X-osi

kreće. Usporedni blok koji se koristi u Network 19 pokazuje za koliko se impulsa

manipulator po X-osi mora pomaknuti. Kada se manipulator po X-osi pozicionira za zadani

broj impulsa, gasi se memorijski bit M2.2 koji ujedno i gasi motor. U memorijsku varijablu

VW2 upisuje se nula iz razloga što se manipulator u povratku nazad ne vraća u poziciju s

koje je došao.

3.6.2 Kretnja po Y-osi

Uz kretanje manipulatora po X-osi, istovremeno se izvodi i kretnja po Y-osi i Z-osi.

Y-os neće prelaziti iste impulse kao i X-os zbog različitosti duljine koju manipulator mora

preći. Slika 3.16 prikazuje kretnju manipulatora po Y-osi.

Slika 3.16: Kretanje manipulatora po Y-osi do pozicije predmeta

Istovremena kretnja ostvarena je tako da se koristi isti memorijski bit M10.0 za

pokretanje sve tri osi u isto vrijeme. U ova dva networka taj bit postavlja memorijski bit

M2.0 koji služi za određivanje smjera kretnje motora Y-osi. Isti usporedni blok se koristi

kod sve 3 osi, ali za različiti broj impulsa.

Page 22: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

20

3.6.3 Kretnja po Z-osi

Kretnja Z-osi (slika 3.17) koristi se isključivo iz razloga što je Z-os veoma spora.

Vrijeme koje manipulator prolazi kada se pozicionira po X-osi i Y-osi iskorišteno je da se

Z-os također spusti koliko je moguće trenutnom brzinom motora.

Slika 3.17: Kretnje manipulatora po Z-osi do pozicije predmeta

Princip je isti kao i kod protekle dvije osi. Sada je postavljen bit M2.4 koji postavlja

smjer motora tako da se Z-os spušta prema dolje.

3.6.4 Reset koršitenih bitova i priprema za prihvat predmeta

Nakon što je manipulator pozicioniran iznad predmeta koji se treba prihvatiti, prvo

se resetiraju svi korišteni bitovi koji su do sada bili postavljeni u svakom dijelu programa

za pozicioniranje prema predmetu. To su bitovi M10.0, M10.1, M10.2 i M10.3.U ovom

networku (Slika 3.18) isto tako nalazi se i blok koji definira novu brzinu generiranja

impulsa. U VW1000 upisuje se 1 pošto se u nastavku kreće samo Z-os, a Z-os je puno

sporija naspram X-osi i Y-osi.

Page 23: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

21

Slika 3.18: Reset korištenih bitova i priprema za prihvat predmeta

3.7 Prihvat predmeta i prijenos predmeta na pokretnu traku

U nastavku programa opisan je prihvat predmeta i njegova putanja prema pokretnoj

traci. Zadnji postavljeni memorijski bit u programu je M10.4. Sada taj bit aktivira bit M2.4

koji se koristi za ponovno spuštanje Z-osi (Slika 3.18). Z-os se sada kreće puno brže zbog

nove definirane brzine generiranja signala. Manipulator sada mora preći puno veću

udaljenost pa je broj impulsa u usporednom bloku puno veći. Kada se Z-os spusti za zadani

broj impulsa, odmah se resetiraju korišteni bitovi jer sada samo jedna os vrši gibanje i

aktiviramo memorijski bit M20.0. Memorijski bit M20.0 postavljen je u zadnjem networku

programa i on aktivira pneumatsku prihvatnicu na izlazu Q1.1.

Page 24: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

22

Slika 3.18: Spuštanje Z-osi do predmeta i aktiviranje pneumatske prihvatnice

Nakon što je prihvatnica aktivirana i predmet zahvačen, memorijski bit M10.5

aktivira memorijski bit koji se koristi za kretanje Z-osi prema gore, M2.5 (slika 3.19).

Slika 3.19: Memorijski bit M2.5

Princip ove kretnje je gotovo identičan kao i kod spuštanja. Usporedni blok koji se

sada koristi drugačiji je nego do sada jer se Z-os kreće u drugu stranu. Cilj ovog bloka je

taj da kada se Z-os vraća gore, vrati do zadanog broja impulsa. Bitno je znati razliku da se

neće spuštati za broj impulsa koji je upisan, već trenutno upisana vrijednost impulsa će se

smanjivati do upisane vrijednosti (slika 3.20).

Page 25: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

23

Slika 3.20: Kretnja Z-osi prema gore

U varijablu VW1000 sada se upisuje vrijednost 5 iz razloga što je iduća putanja

manipulatora po X i Y osi.

Nakon što se manipulator vratio po Z-osi do zadane vrijednosti, memorijski bit

M11.0 aktivira bit M2.1 (Slika 3.21). Memorijski bit M2.1 određuje smjer motora Y-osi i

manipulator se kreće u smjeru prema pokretnoj traci. Pošto je memorija VW0 resetirana,

broj impulsa brojati će se u minus. U ovom networku brzina generiranja impulsa postavlja

se na 1ms iz razloga što Y-os treba više vremena da završi svoju putanju nego X-os.

Slika 3.21: Kretnja manipulatora po Y-osi do pokretne trake

Page 26: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

24

Istovremeno se s Y-osi kreće i X-os (Slika 3.22). Manipulator po X-osi treba proći

puno manju udaljenost, a to istovjetno predstavlja i manje impulsa. Memorijski bit M11.0

postavlja bit M2.3 koji je potreban da se manipulator kreće u smjeru prema pokretnoj traci.

Slika 3.22: Kretnja manipulatora po X-osi do pokretne trake

Memorijske bitove korištene za kretnju manipulatora po X-osi i Y-osi potrebno je

resetirati. Dalje se postavlja memorijski bit M11.3 koji se koristi za daljnu kretnju

manipulatora.

Page 27: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

25

Nakon što se manipulator pozicionira iznad pokretne trake, ponovno se pali motor

koji pokreće manipulator po Z-osi (Slika 3.23).

Slika 3.23: Iniciranje kretnje manipulatora po Z-osi i ispuštanje predmeta

Pozicioniranje Z-osi izvršava se iz razloga da predmet koji se odpušta na pokretnu

traku bude što je bliže moguće istoj. Ovo pozicioniranje traje veoma kratko i nakon što se

izvrši, memorijski bit M20.0 se resetira kako bi se otpustio predmet koji drži pneumatska

prihvatnica. Po završetku ispuštanja predmeta, manipulator se vraća po Z-osi za malu

količinu impulsa da se osigura sigurna kretnja za daljni rad (Slika 3.24). U memorijsku

varijablu VW1000 upisuje se broj 3 da bi se ubrzala kretnja manipulatora po X i Y osi u

nastavku rada. Setira se memorijski bit M22.0 koji označava da je prvi dio programa

završen i manipulator će pomoću tog bita imati novu točku početnoga položaja.

Page 28: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

26

Slika 3.24: Kratko pozicioniranje Z-osi i početak nove trajektorije

3.8 Definiranje nove putanje TTT manipulatora

Nakon što je manipulator završio sa radom prenošenja predmeta na pokretnu traku,

definira se trenutna pozicija kao početna. Cilj ovoga je da se manipulatora ne vraća

bespotrebno do krajnjih prekidača po svakoj osi. Memorijski bit M22.0, koji je postavljen u

prethodnom dijelu programa, koristi se za upisivanje nula u memorijske varijable koje se

koriste za brojanje impulsa X, Y i Z osi (Slika 3.25).

Slika 3.25: Upisivanje nula u memorijske varijable brojanja impulsa

Page 29: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

27

Pošto su sva memorijska mjesta za brojanje impulsa u nuli, u nastavku se definira

udaljenost predmeta od trenutnog položaja manipulatora po X i Y osi. Za ove udaljenosti

koriste se memorije VW10 i VW12. VW10 označava udaljenost koju manipulator mora

prijeći gibanjem po Y-osi da bi došao do predmeta, a VW12 po X-osi.

Slika: 3.26: Definiranje udaljenosti manipulatora do predmeta

Ponovo se pokreće motor po X-osi. Da bi se manipulator kretao u smjeru predmeta

po X-osi, postavljen je memorijski bit M2.2 (Slika 3.27). Brojanje impulsa izvodi se na

nešto drugačiji način nego do sada. Udaljenost koju manipulator mora proći po X-osi od

početnog položaja do položaja predmeta upisana je u memorijsko mjesto VW12. Stoga je u

usporedni blok upisana udaljenost VW12 do koje manipulator mora doći po X-osi.

Slika 3.27: Kretnja manipulatora po X-osi do predmeta

Page 30: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

28

Identičan slučaj je i kod Y-osi. Manipulator se po Y-osi kreće istovremeno kada i

po X-osi (Slika 3.28). Udaljenost do koje manipulator mora doći po Y-osi upisana je u

memoriju VW10.

Slika 3.28: Kretnja manipulatora po Y-osi do predmeta

Nakon što manipulator stigne do zadane pozicije, resetiraju se svi korišteni bitovi i

postavlja se brzina generiranja signala na 1ms jer je iduća kretnja po Z-osi (Slika 3.28).

Slika 3.29: Resetiranje korištenih bitova i priprema za kretnju Z-osi

Page 31: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

29

Kada je manipulator pozicioniran iznad predmeta, spušta se po Z-osi kako bi

prihvatio novi predmet. Aktivira se memorijski bit M2.4 kako bi se manipulator spuštao po

Z-osi do predmeta. Kada se manipulator spusti za određeni broj impulsa, memorijski bit

M20.0 aktivira pneumatsku prihvatnicu kako bi se predmet prihvatio (Slika 3.30).

Slika 3.30: Spuštanje manipulatora i prihvat predmeta

Nakon što je predmet prihvaćen, manipulator se kreće natrag po Z-osi za isti broj

impulsa (Slika 3.31). Po završetku ovog kretanja, ponovno se podešava brzina generiranja

impulsa da se smanji brzina kojom se manipulator kreće po X i Y osi.

Page 32: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

30

Slika 3.31: Kretnja Z-osi prema gore

Idući korak je vraćanje manipulatora po X i Y osi. Manipulator se mora vratiti

točno na mjesto iznad pokretne trake gdje je ispustio prošli predmet (Slika 3.32).

Slika 3.32: Kretnja manipulatora po Y-osi prema pokretnoj traci

Page 33: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

31

Memorijski bit M2.1 određuje smjer motora kojim će se manipulator kretati po Y-

osi. U usporedni blok upisan je broj 0, što znaći da se izvršava putanja ista koju je

manipulator izvršio kada se kretao prema predmetu, ali sada ide u suprotnom smjeru.

Istovremeno se manipulator kreće i po X-osi (Slika 3.33). Princip je isti kao i u

prošla dva networka, samo se koristi memorijski bit M2.3 i brojanje impulsa je

pospremljeno u varijablu VW2.

Slika 3.33: Kretnja manipulatora po X-osi prema pokretnoj traci

Manipulator je još jednom pozicioniran iznad pokretne trake gdje mora ostaviti

prihvaćeni predmet. Resetiraju se korišteni bitovi za prošle putanje i priprema se brzina

generiranja signala za putanju po Z-osi (Slika 3.34).

Slika 3.34: Resetiranje korištenih bitova i priprema generiranja signala

Page 34: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

32

Manipulator je po Z-osi u ovom trenutku dosta blizu pokretne trake, stoga je

potrebno malo impulsa da dostigne visinu dovoljnu za ispuštanje predmeta (Slika 3.35).

Slika 3.35: Pozicioniranje iznad pokretne trake i ispuštanje predmeta

Spuštanje Z-osi označava trenutak kada manipulator mora ispustiti predmet.

Memorijski bit M20.0 u resetu otpustiti će čeljust pneumatske prihvatnice i predmet

ispustiti na pokretnu traku. Još jednom se manipulator podiže po Z-osi za osiguravanje

putanje (Slika 3.36).

Slika 3.36: Kretnja Z-osi prema gore

Page 35: VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU · TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić 5 Slika 2.3: Početni prozor programa STEP 7 MicroWIN 2.3 Definiranje PLC-a i početak rada

TTT manipulator i Step 7 MicroWIN SP9, M. Nemčić

33

Ovime se označava kraj kretnje manipulatora. Posljednja dva networka služe za

resetiranje upisanih impulsa koje je manipulator prešao. Radi se na način da posljednji

memorijski bit, M23.5, aktivira memorijski bit koji se koristio na početku ove trajektorije.

Taj bit je M22.0 (slika 3.37). Posljednji network u programu koristi memorijski bit M20.0

za stezanje i otpuštanje čeljusti pneumatske prihvatnice.

Slika

3.37: Vraćanje na početak trajektorije i definiranje izlaza za pneumatsku prihvatnicu

Postavljanjem memorijskog bita M22.0 (Slika 3.37), TTT manipulator počinje

ponovno izvšavati svoju putanju koja je definirana u networku 38 (Slika 3.38).

Slika 3.38: Mjesto u programu na koje se vraća po završetku putanje