【正文】 B 采用模塊組合式的結(jié)構(gòu)，各工作 單元 是 相對 獨(dú)立的模塊 ，并 采用 了 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架， 具有較強(qiáng)的 互換性 。 MCGS 嵌入版采用全中文、可視化、面向窗口的開發(fā)界面，符合中國人的使用習(xí)慣和要求。支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 2 因此，本設(shè)計(jì)將組態(tài)技術(shù)與 PLC 技術(shù)，有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用組態(tài)技術(shù)，對自動(dòng)生產(chǎn)線的各單元進(jìn)行高仿真。 圖 YL335B 外觀 圖 其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。 在 YL335B 設(shè)備上應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。小型 PLC 網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動(dòng)生產(chǎn)線仍然有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通 信 中仍占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。具體的功能是：按照需要將放置在料倉中待加工工件（原料）自動(dòng)地推出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元上。 圖 加工單元實(shí)物的全貌 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 6 裝配單元的基本功能：完成將該單元料倉內(nèi)的 黑色 、 白色 和金屬 小圓柱工件嵌入到 已加工的 工件中的裝配過程。 圖 分揀單元實(shí)物的全貌 YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 7 輸送單元的基本功能：該單元通過直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 抓取機(jī)械手裝置 到指定單元的物料臺(tái)上精確定位，并在該物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下，實(shí)現(xiàn)傳送工件的功能。 YL335B 的電氣控制 YL335B 工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) YL335B 設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對分離。 PLC 的 I/O 引出線則連接到 PLC 側(cè)的接線端口上。 PLC 側(cè)的接線端口的接線端子采用兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信號(hào) 線 ,其端子號(hào)與裝置側(cè)的接線端口的接線端子相對應(yīng)。 YL335B的控制系統(tǒng) YL335B 的每一工 作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也可以通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。 圖 按鈕指示燈模塊 圖 裝置側(cè)接線端口 圖 PLC 側(cè)接線端口 YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 9 模塊盒上器件包括： ⑴指示燈（ 24VDC）：黃色（ HL1）、綠色（ HL2）、紅色（ HL3）各一只 。 ⑵供料單元： S7224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點(diǎn)輸入和 10 點(diǎn)繼電器輸出。同時(shí)，人機(jī)界面上也顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息。 YL335B 采用了昆侖通態(tài) （ MCGS） TPC7062KS 觸摸屏作為它的人機(jī)界面。工件推出到出料臺(tái)后，應(yīng)向系統(tǒng)發(fā)出出料臺(tái)上有工件信號(hào)。 ② 如果回轉(zhuǎn)臺(tái)上的右料盤內(nèi)有小 圓 柱零件且裝配臺(tái)上有待裝配工件，開始執(zhí)行裝配過程。 加工站的工作流程 加工站接收到系統(tǒng)發(fā)來的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，即進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。 輸送站的工作 流程 輸送站接收到人機(jī)界面發(fā)來的啟動(dòng)指令后，即把啟動(dòng)指令發(fā)往各從站。機(jī)械手裝置的運(yùn)動(dòng)速度要求與②相同。執(zhí)行在傳送帶進(jìn)料口上方把工件放下的操作。 分揀站的工作流程 分揀站接收到系統(tǒng)發(fā)來的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，即進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 12 3 分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制 分揀單元的結(jié)構(gòu) 分揀單元的功能 分揀單元是 YL335B 中的最末單元， 完成 對上一單元 送來的 已加工、 裝配的工件進(jìn)行分揀 ，使不同顏色 材質(zhì) 的工件從不同的料槽分流的功能。其 主要 結(jié)構(gòu)組成為： 傳送 和分揀機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 變頻器 模塊，電磁閥組，接線端口， PLC 模塊，底板等。 圖 傳送和分揀機(jī)構(gòu) 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 14 傳送帶是把機(jī)械手輸送過來加工好的工件進(jìn)行傳輸，輸送至分揀區(qū)。當(dāng) 輸送 站送來工件放到傳送帶上并為入料口漫射式光電傳感器檢測到時(shí)，將信號(hào)傳輸給 PLC，通過 PLC 的程序啟動(dòng)變頻器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng) 傳送帶 工作 ， 把 工件 帶進(jìn) 分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則檢測白色物料的光纖傳感器動(dòng)作 ，作為 1 號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將白色料推到 1 號(hào)槽里，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，檢測黑色的光纖傳感器作為 2 號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到 2 號(hào)槽里 ，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為金屬，檢測金屬的電感式傳感器作為 3 號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將金屬料推到 3 號(hào)料槽 。當(dāng)推料（分揀）氣缸將物料推出時(shí)磁感應(yīng)接近開關(guān)動(dòng)作輸出信 號(hào)為“ 1”，反之，輸出信號(hào)為“ 0”。有工件時(shí)，漫射式光電傳感器將信號(hào)傳輸給 PLC，用戶 PLC 程序輸出啟動(dòng)變頻器信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)三相減速電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，將工件輸 送至分揀區(qū)。 YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 15 圖 光纖傳感器 圖 光纖傳感器放大器單元的安裝示意圖 光 纖傳感器也是光電傳感器的一種， 相對于傳統(tǒng)電量型傳感器（熱電偶、熱電阻、壓阻式、振弦式、磁電式 ），光纖傳感器具有下述優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境 ， 傳輸距離遠(yuǎn) ， 使用壽命長 ，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小空間的地方。從而可以 通過調(diào)節(jié)靈敏度判別黑白兩種顏色物體， 將兩種物料區(qū)分開，從而完成自動(dòng)分揀工序。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 16 圖 光纖傳感器放大器單元的俯視圖 E3ZNA11 型光纖傳感器電路框圖如圖 所示，接線時(shí)請注意根據(jù)導(dǎo)線顏色判斷電源極性和信號(hào)輸出線，本單元使用的是褐色、黑色、和藍(lán)色線。 YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 17 圖 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 三相電機(jī)是 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的主要部分，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢由變頻器來控制（變頻器具體操作見 ），其作用是帶傳送帶從而輸送物料。 分揀單元的電磁閥組只使用了兩個(gè)由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。 氣動(dòng)控制回路 本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 18 圖 分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖 分揀單元的 PLC 控制及編程 PLC的 I/O 接線 本 單元中，傳感器信號(hào)占用 5 個(gè)輸入點(diǎn)，留出 2 個(gè)點(diǎn)提供給急停按鈕和啟 /停按鈕作本地主令信號(hào)，共需 7 點(diǎn)輸入；輸出點(diǎn)數(shù)為 4 個(gè)，其中 2 個(gè)輸出點(diǎn)提供給變頻器使用。因此， 該單元 PLC 輸出到變頻器控制端子的控制線，須首先通過接線端口連接到實(shí)訓(xùn)臺(tái)面上的 接線端子排 上，然后用 安全導(dǎo)線 插 接 到變頻器模塊上。該系列有多種型號(hào)，從單相電源電壓，額定功率 120W 到三相電源電壓，額定功率11KW 可供用戶選用。 YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 21 圖 變頻器模塊 MM420 變頻器方框圖如圖 所示。 BOP 具有 7 段顯示的五位數(shù)字，可以顯示參數(shù)的序號(hào)和數(shù)值，報(bào)警和故障信息，以及設(shè)定值和實(shí)際值。在參數(shù)號(hào)的前面冠以一個(gè)小寫字母“ r”時(shí)，表示該參數(shù)是“只讀”的參數(shù)。 更改參數(shù)的數(shù)值的例子 用 BOP 可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的特性，例如，斜坡時(shí)間，最小和最大頻率等。 2 擴(kuò)展級(jí)：允許擴(kuò)展訪問參數(shù)的范圍，例如變頻器的 I/O 功能。用戶可以修改設(shè)置值，但建議不要設(shè)置為等級(jí) 4（維修級(jí)）。應(yīng)注意的是， 在變頻器投入運(yùn)行之前應(yīng)將本 參數(shù)復(fù)位為 0。 如果 用戶 在參數(shù)調(diào)試過程中遇到問題，并且希望重新開始調(diào)試，實(shí)踐證明這種復(fù)位操作方法是非常有用的。本單元的急停按鈕是當(dāng)本單元出現(xiàn)緊急情況下提供的局部急停信號(hào)，一旦發(fā)生，本單元所有機(jī)構(gòu)應(yīng)立即停止運(yùn)行，直到急停解除為止；同時(shí)，急停狀態(tài)信號(hào)應(yīng)回饋到系統(tǒng)，以便協(xié)調(diào)處理。 例：要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)高、中、低三種轉(zhuǎn)速的調(diào)整，高速時(shí)運(yùn)行頻率為 40Hz, 中速時(shí)運(yùn)行頻率為 25Hz, 低速時(shí)運(yùn)行頻率為 15Hz。 ④ 再修改 P0004，使 P0004=10,選擇設(shè)定值通道。 ②當(dāng)要求調(diào)整為低中速時(shí)，使 OFF， ON，輸出頻率為 15 Hz。 YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 25 YL335B 分揀單元程序清單如圖 所示。 組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分 也可以說是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的： 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境：是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)工程師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境由若干個(gè)運(yùn)行程序組成，如圖形界面運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行程序等。其中必備的典型組件包括：應(yīng)用程序管理器。有了應(yīng)用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡單。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序 ： 有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報(bào)警的管理都是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行程序中完成的。通用數(shù)據(jù)庫接口（ ODBC 接口）組態(tài)環(huán)境用于指定要交換的通用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、字段名稱及屬性、時(shí)間區(qū)段、采樣周期、字段與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系等。策略編輯 /生成組件以 IEC11313 標(biāo)準(zhǔn)為使用者提供標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，共有 4 種編程方式：梯形圖、結(jié)構(gòu)化編程語言、指令助記符、模塊化功能塊。 實(shí)用通訊程序組件 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文） 30 實(shí)用通訊程序極大地增強(qiáng)了組態(tài)軟件的功能，可以實(shí)現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換，是組態(tài)軟件價(jià)值的主要表現(xiàn)之一。如圖 所示。這里要注意的是提示界面的語言和界面的大小。 首先，歡迎界面，我們應(yīng)該寫上歡迎的標(biāo)語。我們需要選擇一 根刻度尺來表示小車當(dāng)前的位置。如圖 ,圖 所示。 在測試畫面的空白處，右 擊然后單擊選擇屬性，然后選擇循環(huán)腳本，在循環(huán)腳本里面寫入語句。其中“復(fù)位提示”是畫面的名稱，“ 200,127”是畫面所彈出在主窗口的坐標(biāo)。如 果工程項(xiàng)目要在電腦模擬測試，則選擇“模擬運(yùn)行”，然后下載工程。在這次設(shè)計(jì)中應(yīng)用 PLC 技術(shù)，它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程， PLC 編程控制器技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展異常迅速，各生產(chǎn)廠家也推出了許多強(qiáng)大的新型 PLC、各種特殊模塊和通信聯(lián)網(wǎng)器件，使可編程控制器成為集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具。 沈震 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，和思考問題的全面性給我在設(shè)計(jì)過程中有了多方面的設(shè)計(jì)思路中，也提前判斷設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題作了詳細(xì)的分析，從而使我少走很多彎路節(jié)省了很多時(shí)間。 真誠地感謝所有在我讀書期間幫助過我的老師、同學(xué)和朋友給我提出寶貴意見和熱情的幫助！ YL335B自動(dòng)化生產(chǎn)線分揀單元論文設(shè)計(jì) 41 參 考文獻(xiàn) [1]呂景泉 .可編程序控制器及其應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2]北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司 .MCGS 嵌入式用戶手冊 [Z].北京：北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司， 2021 [3]楊長能，張光毅 .可編程序控制器基礎(chǔ)及其應(yīng) 用 [