一种应用于PLC的气缸夹具控制装置及计算机介质的制作方法

本发明涉及plc控制技术领域，尤其是涉及一种应用于plc的气缸夹具控制装置及计算机介质。

背景技术：

随着社会生产力的不断提高自动化生产的普及，阀岛或电磁阀气缸夹具控制器控制的气缸夹具系统在工业生产中，尤其是在工业生产自动化率最高的汽车制造行业，应用越来越普及。面对相同或相似的阀岛或电磁阀气缸夹具控制器控制的气缸夹具系统，设计人员面临着没有标准、设计混乱、重复编程、设备调试复杂等问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于plc的气缸夹具控制装置及计算机介质。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于plc的气缸夹具控制装置，内置于plc内，包括：

夹具信息获取模块，用于获取需要控制的气缸基本信息；

夹具状态获取模块，用于获取实时控制的气缸状态信息；

工艺时序获取模块，用于获取与需要控制的夹具相关的工艺时序；

气缸夹具控制模块，用于根据所述工艺时序产生夹具控制器动作指令和气缸动作指令；

报警模块，用于根据所述气缸状态信息及预先设置的报警条件产生报警信息；

存储模块，用于记录气缸动作信息。

进一步地，所述气缸基本信息包括设备名称、设备类型、设备安全使能状态、设备数量、设备号和设备互锁条件。

进一步地，所述预先设置的报警条件包括气缸夹具最长操作动作时间和气缸夹具最长位置离开时间。

进一步地，该控制装置还包括：

显示模块，用于显示所述气缸状态信息和报警信息。

进一步地，该控制装置还包括：

权限控制模块，用于获取并响应对人机接口的权限设置信息。

进一步地，所述plc为西门子博途1500系列plc。

本发明还提供一种计算机介质，存储有实现气缸夹具控制的计算机程序，所述计算机程序被执行时实现以下步骤：

获取需要控制的气缸基本信息；

获取实时控制的气缸状态信息；

获取与需要控制的夹具相关的工艺时序；

根据所述工艺时序产生夹具控制器动作指令和气缸动作指令；

根据所述气缸状态信息及预先设置的报警条件产生报警信息；

记录气缸动作信息。

进一步地，所述预先设置的报警条件包括气缸夹具最长操作动作时间和气缸夹具最长位置离开时间。

进一步地，所述计算机程序被执行时实现的步骤还包括：

显示所述气缸状态信息和报警信息。

进一步地，所述计算机程序被执行时实现的步骤还包括：

获取并响应对人机接口的权限设置信息。

与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：

1、本发明控制装置获取工艺时序，动作指令根据工艺时序产生，提高控制精度及准确性，从而提高车间工作效率。

2、本发明设置有报警模块，对气缸状态实时检测并对异常状态进行报警及显示，实现实时报警检测。

3、本发明可以在一套plc中反复调用，可以实现一套plc下多套气缸夹具控制系统的控制，大大简化了编程处理也节省了物料采购费用、设备管理人工成本，满足多种夹具控制器的柔性控制。

4、本发明采用的西门子最新的博途tia1500系列plc，比传统plc反应速度更快，程序运算处理能力更强，能实现自动检测、监控及控制功能，无论是单机系统还是多plc通过网络协同作业都能实现复杂的控制功能，且性能稳定。

5、本发明可以结合触摸屏对象一起使用，报警信息文本直接在触摸屏上显示，同时在触摸屏上也可以对程序控制对象去动作操作，这使得整个系统操作使用变得简单、维护也很便利。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例中采用的生产区域设备布局图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供一种应用于plc的气缸夹具控制装置，内置于plc1内，plc1、夹具控制器2、气缸3依次连接，气缸3上设置有气缸状态传感器4，气缸状态传感器4与plc1连接。所述控制装置包括：

夹具信息获取模块11，用于获取需要控制的气缸基本信息，包括设备名称、设备类型、设备安全使能状态、设备数量、设备号和设备互锁条件等；

夹具状态获取模块12，用于获取实时控制的气缸状态信息，包括气缸处于夹紧位还是打开位等；

工艺时序获取模块13，用于获取与需要控制的夹具相关的工艺时序；

气缸夹具控制模块14，用于根据所述工艺时序产生夹具控制器动作指令和气缸动作指令；

报警模块15，用于根据所述气缸状态信息及预先设置的报警条件产生报警信息，预先设置的报警条件包括气缸夹具最长操作动作时间和气缸夹具最长位置离开时间；

存储模块16，用于记录气缸动作信息。

本实施例中，plc为西门子博途1500系列plc，夹具控制器类型是电磁阀或阀岛，每片电磁阀最多可以连接8路气缸(对应到8副夹具)，气缸状态传感器为pnp类型传感器。

在某些实施例中，该控制装置还包括显示模块17，用于显示所述气缸状态信息和报警信息。

在某些实施例中，该控制装置还包括权限控制模块18，用于获取并响应对人机接口的权限设置信息。

与上述气缸夹具控制装置相对应的，本实施例还提供一种计算机介质，该存储有实现气缸夹具控制的计算机程序，所述计算机程序被执行时实现以下步骤：

获取需要控制的气缸基本信息；

获取实时控制的气缸状态信息；

获取与需要控制的夹具相关的工艺时序；

根据所述工艺时序产生夹具控制器动作指令和气缸动作指令；

根据所述气缸状态信息及预先设置的报警条件产生报警信息；

记录气缸动作信息。

在某些实施例中，所述计算机程序被执行时实现的步骤还包括：显示所述气缸状态信息和报警信息。

在某些实施例中，所述计算机程序被执行时实现的步骤还包括：获取并响应对人机接口的权限设置信息。

本发明计算机程序柔性适用于气缸夹具控制器中2位3通阀和3位5通阀控制，可以实现实时控制气缸夹具的动作、对气缸状态实时检测并对异常状态进行报警，且性能稳定，既满足了多种夹具控制器的柔性控制，又实现程序文本的实时报警检测，节约了程序设计人员的编程时间、也方便了对生产设备的现场维护。具体地，本实施例的计算机程序包括主程序ob1、主调用程序valve_1to8_pos_fb和子程序，所述子程序包括报警处理程序alarm_1_to_8_fb、报警生成程序program_alarm和报警状态读取程序program_alarm，所述主调用程序valve_1to8_pos_fb由主程序ob1通过程序功能fc调用，所述子程序报警处理程序alarm_1_to_8_fb、报警生成程序program_alarm、报警状态读取程序program_alarm由主调用程序valve_1to8_pos_fb调用。系统上电后，主程序调用主工艺程序，plc逻辑运算出当前设备相关的工艺时序实时给出夹具控制器动作指令；调用主调用程序valve_1to8_pos_fb以控制气缸夹具动作，调用子程序报警处理程序alarm_1_to_8_fb、报警生成程序program_alarm、报警状态读取程序program_alarm以在hmi生成气缸夹具的状态显示和报警文本信息。

本实施例的计算机程序具有多个输入类型的接口参数和多个输出类型的接口参数。输入类型的接口参数包括：

plant_identifier，数据类型为wstring，用于声明设备的名字；

type，数据类型为uint，用于区别设备类型是2位3通阀还是3位5通阀；

enable_safety，数据类型为bool，用于读取设备的安全使能状态；

enable_work，数据类型为bool，用于接收工艺时序中夹具夹紧动作的指令；

enable_home，数据类型为bool，用于接收工艺时序中夹具打开动作的指令；

ilock_work，数据类型为bool，用于接收气缸夹具夹紧动作的互锁条件；

ilock_home，数据类型为bool，用于接收气缸夹具打开动作的互锁条件；

position，数据类型为udt，用于接收相关气缸夹具的位置状态；

number_position，数据类型为sint，用于识别程序所控制气缸夹具的数量；

opmode_user_interface_out，数据类型为udt，用于接收气缸夹具动作的区域模式状态；

alarm_text，数据类型为udt，用于读取定义气缸夹具的报警文本；

t_value_operation，数据类型为time，用于读取定义气缸夹具的最长操作动作时间，并超时报警；

t_value_pos_left，数据类型为time，用于读取定义气缸夹具的最长位置离开时间，并超时报警；

t_value_alarm_tolerate，数据类型为time，用于读取气缸夹具位置的闪断滤波时间，并超时报警；

activate_number，数据类型为uint，用于读取定义当前气缸夹具的设备号，每个设备的设备号唯一。

输出类型的接口参数包括：

general_alarm，数据类型为bool，用于显示当前设备的有无报警；

work，数据类型为bool，用于映射气缸夹具夹紧动作地址；

home，数据类型为bool，用于映射气缸夹具打开动作地址；

memo_work，数据类型为bool，用于记忆气缸夹具动作最近一次夹紧动作记忆；

memo_home，数据类型为bool，用于记忆气缸夹具动作最近一次打开动作记忆；

display_pos_work，数据类型为bool，用于显示当前阀控制下的气缸是否全部处于夹紧位；

display_pos_home，数据类型为bool，用于显示当前阀控制下的气缸是否全部处于打开位。

本实施例采用了西门子博途tia1518f类型plc，夹具控制器采用smc阀岛带阀片的形式，夹具气缸全部是2位3通类型。

如图2所示的生产区域设备布局图中，该生产区域设计了三个工装夹具工作台和两个机器人设备，该生产区域生产工艺概述为：1)人工放工件在工装夹具控制台fx01上；2)工装夹具控制台fx01检测到工件状态正常，工装夹具切换到工作模式；3)机器人r01从fx01上抓取工件放置到工装夹具控制台fx02上，在夹具控制系统配合下，机器人r02完成焊接工作；4)机器人r01把已完成生产工艺的工件抓取到工装夹具台fx03上；5)fx03夹具控制系统配合人工，完成生产工件下线。

上述控制方法在应用于该生产区域时形成的程序包括

主程序ob1调用子程序的方法为：系统上电后，主程序调用工艺时序graph程序，并根据工艺要求在相应步序触发气缸夹具命令。本实施例中，系统上电后，工装夹具控制系统fx01上有电磁阀两片，每片连接两个气路气缸。工装台fx01上气缸夹具控制系统的工艺时序为：s1初始化系统控制参数，s2工装上件请求，s3工装上件完成，s4所有工装夹具去工件夹紧位置，s5允许机器人进行抓件，s6夹具控制系统打开，s7允许机器人抓件离开，工作时序进入下一个工艺生产周期。

程序功能fc中调用一个气缸夹具控制器程序包含两部分程序：1)该阀片或电磁阀相关的气缸状态的地址映射；2)调用主调用程序valve_1to8_pos_fb。

主调用程序valve_1to8_pos_fb包含35个程序段，它们分别说明如下：

network1定义常数，常为0和常为1的两个参数，用在程序后续的程序处理中；

network2读取设备类型，判断出当前设备是2位电磁阀还是3位电磁阀；

network3报警屏蔽处理，根据设备的状态，在有必要时可以选择性的对报警文本信息进行屏蔽；

network4复位报警信息，条件满足时对已经消失的报警事件进行复位，生产继续；

network5气缸夹具状态屏蔽状态处理，要求触摸屏上对象屏蔽最多只能屏蔽一个工艺生产周期；

network6定义当前所有气缸夹具全部在工作位时才认定该组夹具工作位状态正常；

network7定义当前所有气缸夹具全部在起始位时才认定该组夹具起始位状态正常；

network8成对监控工作位和起始位的状态，正常情况在同时监控到两个状态的时间不可以超过0.5秒；

network9生成位置脉冲信息，用来进行程序检测与控制

network10触摸屏对象选择，最多8个触摸屏，每个屏都可以单独对该对象进行控制

network11～12是触摸屏的对象控制处理，每选择一个新对象时，旧对象都会被复位掉；

network13动作使能，条件满足时，输出对气缸夹具的控制信号，气缸夹具动作；

network14操作监控，判断设备动作是否超出监控时间；

network15未离开位置监控，判断设备动作是否长时间未离开原始位置；

network16对输出类型接口参数进行赋值，以便外部程序的数据读取；

network17～18对种类报警事件进行归纳，并判断程序中是否生成有报警事件；

network19～25对触摸屏上对象的状态进行赋值处理，最后在触摸屏上会有相应的背景色等状态显示；

network26～33对所有气缸夹具的异常位置进行判断分析，给出分析结果；

network34读出当前模式区域以及该模式区域下具有操作权限的触摸屏编号；

network35预定义的报警事件触发时，从程序里生成触摸屏上报警文本信息。

主调用程序valve_1to8_pos_fb调用报警子程序alarm_1_to_8_fb，在报警事件触发时在触摸屏上生成相应的报警文本信息。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。