【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(dòng)線中的使用 10第四章各單元控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 12 12 13 14 15 PLC對(duì)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(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展?fàn)顩r自動(dòng)線是能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動(dòng)化的一種機(jī)器體系，通過采用一套能自動(dòng)進(jìn)行加工、檢測、裝卸、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器設(shè)備,組成高度連續(xù)的、完全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，來實(shí)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(dòng)化程度，同計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化車間與自動(dòng)化工廠。自動(dòng)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(dòng)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(gè)目標(biāo)，可以采用自動(dòng)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(gè)整體，各個(gè)部件之間的動(dòng)作是通過氣壓系統(tǒng)和電氣制動(dòng)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(dòng)工作，這種自動(dòng)工作的機(jī)械裝置系統(tǒng)被我們稱為自動(dòng)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(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線，正是因?yàn)檫@些自動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線能構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，是由于它是綜合了傳感技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)，自動(dòng)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(dòng)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(diǎn)是自動(dòng)生產(chǎn)線有非常高的自動(dòng)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(gè)統(tǒng)一的自動(dòng)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(gè)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,不同種類的自動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線，在功能上都必須能實(shí)現(xiàn)控制、運(yùn)轉(zhuǎn)、驅(qū)動(dòng)和檢測等,并且控制功能是電子裝置來完成的。自動(dòng)生產(chǎn)線在生產(chǎn)中，所有傳感器用來檢測信號(hào)，控制裝置再運(yùn)算、變換、存儲(chǔ)其檢測信號(hào)，再通過其接口電路向執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出指令來實(shí)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(hào)，來讓信息處理部件分析處理，驅(qū)動(dòng)功能是液壓缸電動(dòng)機(jī)、電磁閥、氣壓閥、機(jī)械手等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)的。其機(jī)械部分是自動(dòng)生產(chǎn)線的主體部分。自動(dòng)線支持技術(shù)的飛速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)了自動(dòng)線的大力發(fā)展，使得可以生實(shí)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(gè)邏輯元件，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的小型化，高速化和智能化的發(fā)展，正是智能計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)更加的完善了自動(dòng)線的功能，提高了生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)代工業(yè)是計(jì)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(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、制造執(zhí)行等多方面，是國家建設(shè)和社會(huì)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(shí)踐能力刻不容緩，重點(diǎn)建設(shè)機(jī)電類工程，柔性加工綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，更具有迫切性和現(xiàn)實(shí)意義。自動(dòng)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(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動(dòng)所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對(duì)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(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不同工藝的加工。圖11 自動(dòng)化生產(chǎn)線該自動(dòng)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(shí)驗(yàn)或校外參觀實(shí)習(xí)為主，一些大型的自動(dòng)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(gè)實(shí)際接觸問題。在設(shè)計(jì)該模擬生產(chǎn)線時(shí)控制系統(tǒng)中包括5個(gè)從站點(diǎn)：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(duì)象的實(shí)物模擬仿真系統(tǒng)，可很好解決自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的在動(dòng)手實(shí)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(tái)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(chǔ)器改用了集成電路的存儲(chǔ)器，結(jié)合了微型計(jì)算機(jī)的技術(shù)與電控制器技術(shù)，從而實(shí)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(shí)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?cè)酱?，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(yùn)動(dòng)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(gè)趨勢，各廠商都意識(shí)到這一點(diǎn)，并形成了長時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化、控制信息化及智能化?，F(xiàn)在應(yīng)用在不斷前進(jìn),尤其在運(yùn)動(dòng)控制、模擬量控制及驅(qū)動(dòng)控制上廣泛使用，已經(jīng)成為現(xiàn)在系統(tǒng)工作自動(dòng)化中最有效的工具之一了。此次設(shè)計(jì)共分為五個(gè)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(dòng)間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)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(yùn)行。2．加蓋單元：通過直流電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí)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(yùn)用各類檢測傳感裝置對(duì)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(dòng)機(jī)械手對(duì)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(gè)生產(chǎn)線的全程控制，系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)主站總控制臺(tái)，主站總控制臺(tái)是整個(gè)裝配生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行的指揮調(diào)度中心，其主要功能是實(shí)現(xiàn)全程運(yùn)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(dòng)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(dòng)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(shí)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(chǔ)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