【正文】 .................... 12 電源的選擇 .................................................................................................................. 13 PLC 的 I/O 接線 ..................................................................................................................... 13 操作手單元的編程： ................................................................................................................ 14 控制任務 ...................................................................................................................... 14 編寫程序 ...................................................................................................................... 14 下載調試 ...................................................................................................................... 16 第三章 PLC 選型及程序的編寫 .............................. 18 PLC 的選 型 .............................................................................................................................. 18 程序的編寫 .............................................................................................................................. 19 參考文獻 ............................................... 25 致謝 ................................................... 26 天津理工大學 2021屆本科 畢業(yè)設計說明書 1 第一章 緒論 柔性生產線概論 隨著科學技術的發(fā)展，人類社會對產品的功能與質量的要求越來越高，產品更新?lián)Q代的周期越來越短，產品的復雜程度也隨之增高，傳統(tǒng)的大批量生產方式受到了挑戰(zhàn)。 為了同時提高制造工業(yè)的柔性和生產效率，使之在保證產品質量的前提下，縮短產品生產周期，降低產品成本，是終使中小批量生產能與 大批量生產 抗衡，柔性自動化系統(tǒng)便應運而生。 模塊化柔性加工系統(tǒng)是用來學習自動控制技術、人工智能、計算機網絡控制等先進技術的開放式的實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了現(xiàn)場通訊技術（ Profibus ）以及以太網通訊技 術。它使得學生方便地了解這套先進技術如同在工業(yè)上的應用，使學生能近距離地學習這些技術。該系統(tǒng)具有多種驅動形式：有氣壓傳動、傳送帶、步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機、變頻調速電機等工業(yè)常見的傳動。 系統(tǒng)為方便學生進行電氣控制的自由組合和創(chuàng)新性學習，每個單元均配置 SMT 智能教學實訓臺，這解決了 “ 生產線教學學生不能親自設計控制系統(tǒng) ” 的難題，是國內唯一也是最領先技術產品。 柔性生產線的一般組成 多個單元組成的 MPS 系統(tǒng)可以較為實地模擬出一個自動生產加工流水線的工作過程。其中，每個工作單元都可以自成一個獨立 的系統(tǒng)，同時也都是一個機電一體化的系統(tǒng)。各個單元的執(zhí)行機構主要是氣動執(zhí)行機構和電機驅動機構，這些執(zhí)行機構的運動位置都可以通過安裝在其上面的傳感器的信號來判斷。 在 MPS 設備上應用多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運動位置、物體的通過狀態(tài)、物體的顏色、物體的材質和物體的高度等。傳感器技術是機電一體化技術中的關鍵技術之一，是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)高度自動化的前提之一。 在控制方面， MPS 設備采用 PLC 進行控制，用戶可根據需要選擇不同廠家的 PLC（上海英集斯公司主要使用三菱公司的 FX2N系列 PLC、西門子公司的 S7200系列 PLC和 S7300系列 PLC）。本文所選為西門子公司的 S7200 系列。 MPS 設備的硬件結構是相對固定的，但可以根據對設備的理解、對生產加工工藝的理解，編寫一定的生產工藝過程，然后再通過編寫 PLC 控制程序實現(xiàn)該工藝過程，從而實現(xiàn)對 MPS 設備的控制。 一般來講，柔性生產線由上料檢測單元，供料單元，檢測單元，加工單元，搬運單元，安裝單元，安裝搬運單元，操作手單元，立體存儲單元，機械手單元，分類工作單元等單元有機組成。 MPS 的基本功能 MPS 設備提供了一個半開放式的學習環(huán)境，雖然各個組 成單元的結構已經固定，但是，設備的各個執(zhí)行機構按照什么樣的動作順序執(zhí)行，各個單元之間如何配合，最終使 MPS 模擬一個什么樣的生產加工控制過程， MPS 作為一條自動生產流水線具有怎樣的操作運行模式等，用戶都可根據自己的理解，運用所學理論知識，設計出 PLC 控制程序，使 MPS 設備實現(xiàn)一個最符合實際的自動控制過程。 MPS 系統(tǒng)中每個單元都具有最基本的功能，用戶可在這些基本功能的基礎上進行流程編排設計。 天津理工大學 2021屆本科 畢業(yè)設計說明書 2 (1) 上料檢測單元。功能簡介：完成整個系統(tǒng)的上料工作，將工件輸出，判斷出其顏色，并將其信息發(fā)給后一站。此站可配合觸 摸屏或組態(tài)控制作為整個系統(tǒng)的主站。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。組成模塊：回轉料斗、提升裝置、光電識別組件。 (2) 為供料單元。 功能簡介：為加工過程逐一提供加工工件。由雙作用氣缸從料倉中逐一推出工件，轉換模塊上的真空吸盤將工件吸起，在旋轉缸的驅動下將工件移動至下一個工作站的傳輸位置。PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。 組成模塊：真空組件、旋轉模塊、供料模塊。 (3) 檢測單元 功能簡介：檢測加工工件的各種特性，如顏 色、材質、高度等。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。組成模塊：工件高度檢測模塊、提升模塊、工件材質及顏色識別組件。 （ 4）加工單元。 功能簡介：工件將在旋轉平臺上被檢測及加工。通過具有四個工位的加工旋轉平臺，進行加工模擬，并進行加工質量的模擬檢測。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、Profibus 網絡。組成模塊：旋轉平臺、模擬鉆孔模塊、模擬檢測組件。 （ 5）為搬運單元。 功能簡介：該搬運單元由無桿氣缸、橢圓形活塞氣缸和夾爪等部件組成，通過移動、上 下伸縮、抓取等動作，將前一單元上的工件傳入下一執(zhí)行單元。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。組成模塊：提升模塊、氣動夾爪組件、直線運動無桿缸。 （ 6）安裝單元。 功能簡介：該單元提供兩色小工件，氣缸將料倉中的兩色小工件交替推出，由真空吸盤吸取，通過轉臂輸入到大工件的空腔中。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、Profibus 網絡。組成模塊：送料模塊、旋轉模塊、真空組件。 （ 7）安裝搬運單元。 功能簡介：將工件從前一站搬運至下一站，并可在本站上完成大、 小工件的組裝。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。組成模塊：直線轉旋轉運動模塊、氣動夾爪裝置。 （ 8）操作手單元。 功能簡介：該單元由不同的氣動執(zhí)行部件組成，通過擺動、伸縮、氣動抓取等動作，將前一單元上的工件傳入下一執(zhí)行單元的輸入工位。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、MPI、 Profibus 網絡。組成模塊：伸出及提升模塊、旋轉模塊、氣動夾爪組件。 （ 9）立體存儲單元。功能簡介：該單元為倉庫存儲的模擬，它將系統(tǒng)加工完成的合格產品按照不同類別進行分類立體存放 。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus網絡。步進電機及驅動器： Start。組成模塊：步進電機控制模塊、滾珠絲桿模塊、工件推出組件、立體倉庫。 （ 10）為機械手單元。 功能簡介：該單元是一個 6 個關節(jié)的機械手，它可以用來完成抓取動作，可以進行工件的組裝，產生一個完整的產品。手臂本體：日本莫托曼 HP3。擴展模塊：控制器、變壓器。組成模塊：手臂本體、手臂控制器、氣動夾爪。 （ 11）分類工作單元。 天津理工大學 2021屆本科 畢業(yè)設計說明書 3 功能簡介：將工件從傳送帶的前端輸送到后端。它帶有工件滑槽及導向裝置，能夠將工件按類別 進行存儲。 PLC 主機：西門子 S7 系列。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。組成模塊：傳送帶、阻擋裝置、工件滑槽。 MPS 的公共模塊和器件 （ 1） 供電電源模塊 供電電源模塊及電路原理如圖 113 和圖 114 所示。外部供電電源為三相五線制 AC 380 V/220 V，三根相線經三相三線漏電保護開關后連接到三個安全導線插孔處，零線和接地線也連接到安全導線插孔處。另外，模塊上還提供兩個單相電源插座，為 PLC 模塊和按鈕 /指示燈模塊提供 AC 220 V 電源。 圖 為供電電源模塊一次回路原理 圖。 圖