图5-22 3个项目组件
运动包络组态完成后，向导会为所选的配置生成三个项目组件（子程序），分别是：PTO0_CTRL子程序（控制）、PTO0_RUN子程序（运行包络）和PTO0_MAN子程序（手动模式）子程序，如图5-22所示，一个由向导产生的子程序就可以在程序中被调用。下面对三个项目组件的功能作进一步的叙述。
1、PTO0_CTRL子程序：（控制）启用和初始化PTO输出。在用户程序中只使用一次，并且需要确定在每次扫描时得到执行。即始终使用SM0.0作为EN的输入，如图5-23所示。
图5-23 运行PTO0_CTRL子程序
◆ I_STOP（立即停止）输入（BOOL型）：当此输入为低电平时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高电平时，PTO立即停止脉冲的发出。
◆ D_STOP（减速停止）输入（BOOL型）：当此输入为低电平时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高电平时，PTO会产生将电动机减速至停止的脉冲串。
◆ Done(完成)输出（BOOL型）：当完成位被设置为高时，它表明上一个指令已执行。
◆ Error（错误）参数（BYTE型）：包含本子程序的结果。当完成位为高电平时，错误字节会报告无错误或有错误代码的正常完成。
◆ C_Pos（DWORD型）：如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，此参数包含以脉冲数表示的模块当前位置。否则，当前位置将一直为0。
2、PTO0_RUN子程序（运行包络）：命令PLC执行存储于配置／包络表的指定包络中的运动操作。运行这一子程序的梯形图如图5-24所示。
图5-24 运行PTO0_RUN子程序
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◆ EN位：子程序的使能位。在“完成”（Done）位发出子程序执行已经完成的信号前，应使EN位保持开启。
◆ START参数（BOOL型）：包络执行的启动信号。对于在START参数已开启，且PTO当前不活动时的每次扫描，此子程序会激活PTO。为了确保仅发送一个命令，一般用上升沿以脉冲方式开启START参数。
◆ Abort（终止）命令（BOOL型）：命令为ON时位控模块停止当前包络，并减速至电动机停止。
◆ Profile（包络）（BYTE型）：输入为此运动包络指定的编号或符号名。 ◆ Done（完成）（BOOL型）：本子程序执行完成时，输出ON。可用该完成位来限制PTOx_RUN子程序运行。
◆ Error（错误）（BYTE型）：输出本子程序执行结果的错误信息。无错误时输出0。
◆ C_Profile（BYTE型）：输出位控模块当前执行的包络。 ◆ C_Step（BYTE型）：输出目前正在执行的包络步骤。
◆ C_Pos（DINT型）：如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，则此参数包含以脉冲数作为模块的当前位置。否则，当前位置将一直为0。
3、PTO0_MAN子程序（手动模式）：将PTO输出置于手动模式。执行这一子程序允许电动机启动、停止和按不同的速度运行。但当PTO0_MAN子程序已启用时，除PTO0-CTRL外任何其他PTO子程序都无法执行。运行这一子程序的梯形图如图5-25所示。
图5-25 运行PTO0_MAN子程序
◆ RUN（运行/停止）参数：命令PTO加速至指定速度（Speed（速度）参数）。从而允许在电动机运行中更改Speed参数的数值。停用RUN参数命令PTO减速至电动机停止。
当RUN已启用时，Speed参数确定速度。速度是一个用每秒脉冲数计算的DINT（双整数）值。可以在电动机运行中更改此参数。
◆ Error（错误）参数：输出本子程序的执行结果的错误信息，无错误时输出0。 ◆ C_Pos（DINT型）：如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，此参数包含用脉冲数目表示的模块；否则此数值始终为零。
由上述三个子程序的梯形图可以看出，为了调用这些子程序，编程时应预置一个数据存储区，用于存储子程序执行时间参数，存储区所存储的信息，可根据程序的需要直接调用。
5.1.5 立体存储单元电气系统分析、安装与调试
立体存储单元中安装在电气控制板上的电气系统、操作面板的硬件系统以及各电气接口信号排布与搬运单元相同，具体可以参照搬运单元中相关的内容。而X、Y两轴方向的滚珠丝杠直线驱动模块，分别采用前面子任务四中介绍的两台Microtep
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17HS101两相混合式步进电动机驱动。两步进电动机由两台SH-2H040Ma驱动器来驱动，通过单元中PLC发送的脉冲及换向信号实现步进电动机的控制运行。
为了有效检测定位直线驱动模块上滚珠丝杠螺母滑动块的移动位置，在X轴的左端和Y轴的下端均安装有一个电感式接近开关，用于两轴上对应螺母滑动块回到原点位置的检测，为步进电动机的运动位置控制提供参考原点。为了防止步进电动机螺母滑动块产生运动过冲，避免其对滚珠丝杠传动系统造成机械性损坏，在X和Y轴的两行程终端均安装有机械行程开关。该四个机械行程开关的常闭触点串联在一起，直接连接在步进驱动器直流24V供电电源回路上，当螺母滑动块过冲时，直接以硬件的方式切断驱动器电源，从而使步进电动机紧急停止运行。
立体存储单元中所需要PLC的I/O点数为11点输入和7点输出，选用S7-200 CPU 226 CN DC/DC/DC 的PLC，其I/O点数为24/16，足可以满足控制I/O点数的需要。具体I/O地址分配如下表5-2所示。
表5-2 立体存储单元的I/O地址分配 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I2.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q1.6 Q1.7 设备符号 B1 B2 1B1 1B2 SB1 SB2 SB3 SA1 SA2 SB4 KM CP1+ CP2+ DIR1+ DIR2+ 1Y1 HL1 HL2 设备名称 电感式接近开关 电感式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 按钮 按钮 按钮 开关 开关 按钮 继电器触头 X轴步进电机驱动器脉冲输出 Y轴步进电机驱动器脉冲输出 X轴驱动器方向控制 Y轴驱动器方向控制 电磁阀 绿色指示灯 蓝色指示灯 控制X轴推料台的移动方向 控制Y轴推料台的移动方向 控制气缸直线推料气缸 开始指示 复位指示 控制Y轴方向推料台的移动 设备功能 X轴反方向的原点左限位 Y轴反方向的原点下限位 推料气缸活塞杆缩回限位 推料气缸活塞杆伸出限位 开始 复位 特殊 手动（0）/自动（1）切换 单站（0）/联网（1）切换 停止 上电信号 控制X轴方向推料台的移动
如图5-26所示为立体存储单元的I/O接线原理图，基本的电磁阀和传感器等的接线，自己可参照前面单元的分析，然后进行接线。另外，在输出端的步进电动机方向控制和脉冲发生器线路上均串上一个阻值为2K限流保护电阻。
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图5-26 立体存储单元PLC I/O接线原理图
下面针对立体存储单元中步进驱动系统的连接与调试进行说明。
进行步进电动机驱动系统电气线路连接时，先按照图3-89所示电气接线关系，将X轴和Y轴上的步进电动机和驱动器连接好对应的相线电气线路。图3-106中PLC的输出端Q0.0～Q0.3分别串有2K电阻后与对应的步进驱动器控制输入端CP1+、CP2+、DIR1+和DIR2+相连，而驱动器上的CP1-、CP2-、DIR1-和DIR2-均连接到输出端直流24V电源的负端0V上，即PLC输出端口1M公共端上。特别要注意的是在连接驱动器供电电源时，供电线路中必须要串联上4个行程限位保护开关的常闭触点，用来防止螺母滑动块产生过冲。4个行程限位保护开关的安装位置应该合理，一定要保证螺母滑动块到达行程终点位置前，能可靠的压下行程开关切断驱动器电源。
步进电动机驱动系统硬件线路连接完成之后，还必须进行驱动系统的控制功能调试，特别是电动机旋转方向的控制测试。调试时，先将X轴滚珠丝杠上的螺母滑动块人工的调整到各自行程的中间位置，接着按照子任务四中讲解方法配置一运动包络，再按如图5-27所示测试程序进行调试。
图5-27左图测试程序中首先有复位Q0.2，即此时DIR1+为低电平状态，调用PTO0_MAN手动模式子程序，按下启动按钮SB1，观察X轴螺母滑动块的移动情况；图5-27右图测试程序中首先有置位Q0.2，即此时DIR1+为高电平状态，调用PTO0_MAN手动模式子程序，同样按下启动按钮SB1，再观察X轴螺母滑动块的移动情况。通过这两小段调试程序，即可判断出X轴上步进电动机驱动系统是否工作正常以及运行方向。同样，对于Y轴上步进电动机调试方法也类似。
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图5-27 步进电动机测试程序
需要注意，调试前一定要将X、Y两滚珠丝杠上的螺母滑动块人工的调整到各自行程的中间位置，为了在运行方向不确定的情况下，两个方向均留有足够的运行调试空间。虽然行程极限位置处均装有硬件保护行程开关，但是在按下启动按钮SB1时，要时刻观察其运行情况，时刻准备好放松SB1按钮，防止硬件保护动作后再需人工调整来排除后方可继续进行调试。
5.1.6 立体存储单元控制程序设计与调试
针对立体存储单元结构特点，下面给出了其典型的设备运行控制要求与操作运行流程。
1、系统上电，立体存储单元处于初始状态，操作面板上复位灯闪烁指示。 2、按下复位按钮，复位灯熄灭，开始灯闪烁指示，直线气缸的活塞杆处于缩回状态，X、Y轴丝杠滑动块回归原点位置。
3、按下启动按钮时，复位灯熄灭，开始灯指示，X轴和Y轴的步进电动机共同驱动滑动块运行，使工作平台运动到等待工件的工作位置（从上到下第三层首格外部）。
4、等待工件时间到，根据工件的计数情况自动选择存储仓位，到达规定的仓位后将工件推进该仓位存储。
5、将工件推进仓位后，直线气缸活塞杆缩回完成，X、Y轴方向上的步进电动机驱动驱动块工作平台返回等待工件位置，等待新一轮的启动信号。
6、同样，立体存储单元有手动单周期、自动循环两种工作模式。无论在哪种工作模式控制任务中，立体存储单元必须处于初始复位状态方可允许启动。这两种工作模式的操作运行特点与前面搬运单元一样，可见搬运单元的对应内容。
如图5-28所示为立体存储单元的控制工艺流程图，其满足以上所列典型的运行控制要求与操作运行流程。注意此流程图仅是给出主要的控制内容，具体细节在此没有作详细说明，由学习者自己补充。
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