【正文】 目錄第一章 緒論 1 1 PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀 3 3 4 5 6第二章 各單元硬件設(shè)備的說明 7 7 7 7 8 8 8 9 9第三章 S72OO PLC在自動線中的使用 10第四章各單元控制系統(tǒng)的設(shè)計 12 12 12 13 14 15 PLC對加蓋單元的控制 21 21 22 23 24 30 30 31 32 33 39 39 40 41 41 45 45 47 48 49第五章 S7300 PLC硬件組態(tài)及編程 56 硬件配置 56 S73OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制變量傳送分配表 64 S73OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制的基本要求 65 S7300 PLC梯形圖 65總結(jié) 68參考文獻(xiàn) 69致謝 70第一章 緒論 自動化生產(chǎn)線發(fā)展?fàn)顩r自動線是能實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動化的一種機(jī)器體系，通過采用一套能自動進(jìn)行加工、檢測、裝卸、運輸?shù)臋C(jī)器設(shè)備,組成高度連續(xù)的、完全自動化的生產(chǎn)線，來實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而提高工作效率。降低生產(chǎn)成本、提高加工質(zhì)量、快速更換產(chǎn)品，是機(jī)械制造業(yè)競爭和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志，它的發(fā)展趨勢是提高可調(diào)性，擴(kuò)大工藝范圍，提高加工精度和自動化程度，同計算機(jī)結(jié)合實現(xiàn)整體自動化車間與自動化工廠。自動生產(chǎn)線是在流水線的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，它不僅要求線體上各種機(jī)械加工裝置能自動地完成預(yù)定的各道工序，達(dá)到相應(yīng)的工藝要求，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，為了能夠?qū)崿F(xiàn)這個目標(biāo)，可以采用自動輸送和其他一些輔助裝置，根據(jù)工藝順序把不同的機(jī)械加工裝置組成一個整體，各個部件之間的動作是通過氣壓系統(tǒng)和電氣制動系統(tǒng)組合起來的，使它能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的程序而進(jìn)行自動工作，這種自動工作的機(jī)械裝置系統(tǒng)被我們稱為自動生產(chǎn)線?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)日新月異，在工業(yè)生產(chǎn)中自動化生產(chǎn)技術(shù)也使用得非常的普遍了，并且在電子和機(jī)械制造等領(lǐng)域已經(jīng)研究并生產(chǎn)出許多各種類型的自動生產(chǎn)線，正是因為這些自動生產(chǎn)線的飛速發(fā)展和廣泛使用，提高了我們的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量、改善了工作的條件、降低了能源的損耗、節(jié)約了材料等等，在各方各面都獲得了顯著的效果。自動生產(chǎn)線能構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，是由于它是綜合了傳感技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、接口技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等技術(shù)，自動生產(chǎn)線在各國有著各種生產(chǎn)的需要，有效的綜合及組織，來優(yōu)化整體的設(shè)備，自動生產(chǎn)線雖然是源于傳統(tǒng)的流水生產(chǎn)線，但它的功效是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)流水生產(chǎn)線，并且還有著多種顯著的區(qū)別，其主要的特點是自動生產(chǎn)線有非常高的自動化控制，還有傳統(tǒng)流水生產(chǎn)線所沒有的精密的生產(chǎn)節(jié)奏，它是一個統(tǒng)一的自動控制系統(tǒng)，其工作要按照規(guī)定的工序順序來完成。在各個不同的應(yīng)用領(lǐng)域,不同種類的自動線的結(jié)構(gòu)不同，大小也不同，功能也不同，它們基本都包含檢測、機(jī)械本體、信息處理、輸入、輸出接口部分以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等五部分。但是不論哪種自動生產(chǎn)線，在功能上都必須能實現(xiàn)控制、運轉(zhuǎn)、驅(qū)動和檢測等,并且控制功能是電子裝置來完成的。自動生產(chǎn)線在生產(chǎn)中，所有傳感器用來檢測信號，控制裝置再運算、變換、存儲其檢測信號，再通過其接口電路向執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出指令來實現(xiàn)相應(yīng)的工作。傳感器檢測生產(chǎn)線上位置、溫度、壓力、流量等信號，來讓信息處理部件分析處理，驅(qū)動功能是液壓缸電動機(jī)、電磁閥、氣壓閥、機(jī)械手等執(zhí)行部件實現(xiàn)的。其機(jī)械部分是自動生產(chǎn)線的主體部分。自動線支持技術(shù)的飛速發(fā)展，驅(qū)動了自動線的大力發(fā)展，使得可以生實現(xiàn)技術(shù)更加復(fù)雜的生產(chǎn)和操作以及裝配工藝要求更高的流程，現(xiàn)在這些技術(shù)在向更深的領(lǐng)域發(fā)展，尤其微電子技術(shù)向超大規(guī)模和超超大規(guī)模集成電路方向的發(fā)展，在那么幾平方毫米硅片上能集成幾百萬甚至上千萬個邏輯元件，實現(xiàn)了計算機(jī)的小型化，高速化和智能化的發(fā)展，正是智能計算機(jī)的出現(xiàn)更加的完善了自動線的功能，提高了生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。現(xiàn)代工業(yè)是計算機(jī)、信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、先進(jìn)工藝技術(shù)的綜合與集成，涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、制造執(zhí)行等多方面，是國家建設(shè)和社會發(fā)展的重要支柱之一。為了加強(qiáng)學(xué)生面向新世紀(jì)的挑戰(zhàn)能力，提高機(jī)、光、電一體化的理論水平與實踐能力刻不容緩，重點建設(shè)機(jī)電類工程，柔性加工綜合實驗平臺，更具有迫切性和現(xiàn)實意義。自動化生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進(jìn)行不同工藝的加工。圖11 自動化生產(chǎn)線該自動化模擬生產(chǎn)線，較好地解決了在學(xué)校期間，只接觸到以單元實驗或校外參觀實習(xí)為主，一些大型的自動化控制站只能看不能操作，達(dá)不到理想的教學(xué)效果的這個實際接觸問題。在設(shè)計該模擬生產(chǎn)線時控制系統(tǒng)中包括5個從站點：下料單元、加蓋單元、穿銷單元、檢測單元、分揀單元。該套控制系統(tǒng)，建立了以工業(yè)現(xiàn)場控制為對象的實物模擬仿真系統(tǒng)，可很好解決自動化及相關(guān)專業(yè)的在動手實踐中所遇到的難題。 PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀 生產(chǎn)線上的工藝過程1969世界第一臺PLC在美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司誕生。19751976年,德國、日本、美國等將微處理器作為控制器的中央處理單元應(yīng)用到PLC中，并且去掉磁心存儲器改用了集成電路的存儲器，結(jié)合了微型計算機(jī)的技術(shù)與電控制器技術(shù)，從而實現(xiàn)了可編程控制器的規(guī)模集成化，使得處理器更能適用工業(yè)環(huán)境，更加的可靠，功能也更加強(qiáng)大，更加的靈活，成本卻大大下降，從而使得PLC進(jìn)入了實用階段。隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的性能也飛速增強(qiáng)，其應(yīng)用和研究現(xiàn)狀主要在以下方面體現(xiàn):，控制大型機(jī)的規(guī)模越變越大，開關(guān)量高的達(dá)到了幾萬。，現(xiàn)在PLC己經(jīng)新增了很多模塊，如PDI控制、溫度以及運動模塊等等。，在PLC的發(fā)展過程中，制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場，都各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，開放是發(fā)展的一個趨勢，各廠商都意識到這一點，并形成了長時期的妥協(xié)與競爭，這一過程還將繼續(xù)。，由于通信、信息及控制技術(shù)的大力發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)也得到了的發(fā)展，己經(jīng)可以實現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制。正是由于這些性能、使得工業(yè)系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動化、控制信息化及智能化。現(xiàn)在應(yīng)用在不斷前進(jìn),尤其在運動控制、模擬量控制及驅(qū)動控制上廣泛使用，已經(jīng)成為現(xiàn)在系統(tǒng)工作自動化中最有效的工具之一了。此次設(shè)計共分為五個單元，其功能分別是：1．下料單元：將前站送入本單元下料倉的工件主體，通過直流電機(jī)驅(qū)動間歇機(jī)構(gòu)帶動同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經(jīng)傳送帶向下站運行。2．加蓋單元：通過直流電機(jī)帶動蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電機(jī)驅(qū)動擺臂將上蓋裝配至工件主體，完成裝配后工件隨托盤向下站傳送。3．穿銷單元：通過旋轉(zhuǎn)推筒推送銷釘?shù)姆椒?，完成工件主體與上蓋的實體連接裝配，完成裝配后的工件隨托盤向下站傳送。4．檢測單元：運用各類檢測傳感裝置對裝配好的工件成品進(jìn)行全面檢測（包括上蓋、銷釘?shù)难b配情況，銷釘材質(zhì)、標(biāo)簽有無等），并將檢測結(jié)果送至PLC進(jìn)行處理，以此作為后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依標(biāo)簽有無判別正、次品；倉庫站依銷釘材質(zhì)確定庫位）。5．分揀單元：根據(jù)檢測單元的檢測結(jié)果（標(biāo)簽有無），采用氣動機(jī)械手對工件進(jìn)行分類，合格產(chǎn)品隨托盤進(jìn)入下一站入庫；不合格產(chǎn)品進(jìn)入廢品線，空托盤向下站傳送。 連續(xù)生產(chǎn)線為便于協(xié)調(diào)整個生產(chǎn)線的全程控制，系統(tǒng)設(shè)置了一個主站總控制臺，主站總控制臺是整個裝配生產(chǎn)線連續(xù)運行的指揮調(diào)度中心，其主要功能是實現(xiàn)全程運行的總體控制，完成全系統(tǒng)的通訊連接等。 總站單元 下料單元 加蓋單元 分揀單元 檢測單元 穿銷單元 圖12 自動化生產(chǎn)線的控制順序從簡單到復(fù)雜，從零部件到整機(jī)。采用鋁合金結(jié)構(gòu)件為主體，利用多種機(jī)械傳動方式模擬完成現(xiàn)代化裝配過程的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，把實際工業(yè)生產(chǎn)中的典型部分：電氣控制部分、各種傳感器的應(yīng)用、組態(tài)控制，工業(yè)總線，充分展示在該系統(tǒng)中。 控制系統(tǒng)組成框圖中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277分揀單元主站CPU單元6ES7 3152AG100AB0+6SE7 3071BA000AA0 電池+40 針前連接器6ES73921AM000AA0+儲存卡 6SE7 9538LF000AA0+I/O 數(shù)字模塊（16）6SE73223BL000AA0+背板 6ES7 3901AE800AA0+STEP7 總 站中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277檢測單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP