【正文】 gn, and second, to design its control system. To SIEMENS S7200 PLC as the core control system, plete detection unit and deposition process of each module to plete the detailed design,program design, coordination between the modules reasonably designed to transmit information, plete the online work of each module detailed design process. Key words:PLC。德國 FESTO 公司研制的 MPS(Modular Production System）模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)就是一個 工業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，是基于機電氣（液）一體化技術(shù)、PLC 控制與機器人結(jié)合的全自動、可完成氣缸加工裝配的系統(tǒng)。 本文所研究的課題是以 MPS 啟動自動生產(chǎn)線的檢測單元為例，對檢測單元的模塊化控制系統(tǒng)進行研究。 detection unit。 通過 在線檢測， 企業(yè)可以提高生產(chǎn) 質(zhì)量 ,削減更多的成本并提高產(chǎn)品質(zhì)。 國家在“十五”期間，制定了“用信息化帶動工業(yè)自動化”的指導(dǎo)方針。 狀與發(fā)展 明確企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的最終目的應(yīng)該是：滿足 提高生產(chǎn)力和竟爭力 、 降低制造成本 、 經(jīng)濟地將質(zhì)提離到的水平 、 滿足新產(chǎn)品生產(chǎn)和過程創(chuàng)新的需要 、 改菩工作環(huán)境 、 提高工人健康水平 、 避免浪費 、 降低能耗和保護環(huán) 境。工業(yè)生產(chǎn)檢測控制系統(tǒng)要配套的集成電路、電力電子器件，關(guān)鍵外部設(shè)備和系統(tǒng)軟件等基本依靠進口，致使整機產(chǎn)品開發(fā)周期較長；我國的相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)的人才整體水平不高，產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應(yīng)用對人才要求較高，都要既懂機又懂電，既懂產(chǎn)品相關(guān)的軟硬件又懂應(yīng)用工業(yè)工藝的 復(fù)合人才。如圖 11所示 ： 圖 11 MPS 模塊化生產(chǎn)系統(tǒng) MPS 模塊化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，為項目的確認、課題的驗證及新技術(shù)的開發(fā)提供良好的實踐及運行平臺。 課題的主要內(nèi)容 MPS(Modular Production System)模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)就一個是工業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，是基于機電氣 (液 )一體化技術(shù)、 PLC 控制與機器人結(jié)合的全自動、可完成氣缸加工裝配系統(tǒng)。 （ 2） 各個模塊的功能設(shè)計與分解 在確定了檢測系統(tǒng)的總體功能以及組成模塊的基礎(chǔ)上，對各個組成模塊的功能進行設(shè)計和分解，為進行各個模塊控制器的開發(fā)、工藝流程的詳細設(shè)計、程序流程的詳細設(shè)計奠定基礎(chǔ)。檢測工作單元的結(jié)構(gòu)如圖 21： 圖 21 檢測工作單元結(jié)構(gòu)圖 具體要求如下： 上電時要求先點亮允許復(fù)位指示燈，按復(fù)位按鈕，各工作部件應(yīng)回到初始狀態(tài)（無桿舉升氣缸下降、推料缸將參與工件從下滑槽推出并縮回）。 通過分析，可繪制出檢測單元的動作流程圖，如圖 22 所示： 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 圖 22 檢測單元動作流程圖 檢測單元的模塊分解 該測試站確定放入的工 件的特點。 測量模塊模擬傳感器決定了高度工件。 如圖 24 所示： 圖 24 起重模塊 工件由初始位置至檢測位置以及不合格工件回到初始位置都是由起重模塊完成。由測量模塊中的電感式傳感器得到的模擬量與設(shè)定值相比較，確定工件高度是否合格，將此信號送至 PLC。若工件合格，推桿便將工件推至 滑梯上，同時，噴射缸噴射高壓氣體，使得工件下滑時與滑梯表面減少接觸，摩擦自然減少，更容易滑動。開關(guān)按鈕是控制檢測環(huán)節(jié)的開始及結(jié)束，檢測過程的動作 則有 PLC 來控制。位于上端的測量模塊將對工件進行檢測，判斷工件是否合格。 若測量模塊 確定 工件合格以后，推桿就會伸出，將合格的工件推送至上層滑梯進行分類。 此時一個工作循環(huán)結(jié)束。 PLC 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的發(fā)展，己成為具有 34 級子網(wǎng)的多級分布式網(wǎng)絡(luò)。 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。由此可見若輸入變量在 I/O 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會相應(yīng)地發(fā)生變化。 MPS 模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)分為九個工作站，為了完成對過程現(xiàn)場輸入輸出信號的處理，實現(xiàn)各工作站信息的交換，完成氣缸及其元件的運送、加工、 自動裝配及分選的順序控制，除機械手站外，其他各站分別由一臺 PLC 控制。由于它有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。它的指令豐富，指令功能強，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有高速計數(shù)器、高速輸出、 PID 控制器、 RS485 通信 /編程接口、 PPI 通信協(xié)議、 MPI通信協(xié)議和自由端口模式通信功能，最大可以擴展到 248 點數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬量 I/O,最多有 30多 KB 程序和數(shù)據(jù)存儲空間。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)組成，其重要性變得越來越明顯。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。傳感器通常有敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及測量電路組成，有時還加上輔助電源，如圖 33 所 示： 圖 33 傳感器的組成 傳感器系統(tǒng)的性能主要取決于傳感器，傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 種形式的能量。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。 1879 年美國物理學家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)，但由于技術(shù)材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒有得到應(yīng)用。包括控制上下運動的舉升氣缸，推桿缸，和氣墊滑梯上的噴射缸。 STEP 不是一個單一的應(yīng)用程序，而是由一系列應(yīng)用程序（工具）構(gòu)成的 軟件包，圖 41給出了 STEP 中的主要工具。STEP7Micro/WIN 是專門為 S7200 設(shè)計的、在個人計算機上運行的軟件，它的功能強大、使用方便、簡單易學 ， 圖 42是 版編程軟件的界面。 (3)結(jié)構(gòu)化編程：將復(fù)雜的自動化任務(wù)分解為小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的邏輯塊來表示， 程序運行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中。 西門子 PLC編程語言主要分為：順序功能圖 (SFC— Sequential Function Chart)、梯形圖 (LAD— Ladder Diagram)、語句表 (STL— Statement List)、功能塊圖 (FBDFunction Block Diagram)、結(jié)構(gòu)化文本 (ST— Structured Text)。 PLC 外部接線圖 根據(jù)第三章對輸入輸出的分析，可以繪制出檢測系統(tǒng)的 PLC 外部接線圖，如圖 43所示： 1 M2 MML +K MD CA CK M噴 射 缸 噴 氣推 料 氣 缸 推 出舉 升 氣 缸 上 升舉 升 氣 缸 下 降復(fù) 位停 止啟 動D C 2 4 VQ 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3Q 0 . 0緊 急 停 車負 載 電 源A C 2 2 0 V急 停I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3停 止復(fù) 位啟 動舉 升 氣 缸 下 降 到 位 開 關(guān)舉 升 氣 缸 上 升 到 位 開 關(guān)推 料 缸 縮 回 到 位 傳 感 器推 料 缸 伸 出 到 位 傳 感 器工 件 是 否 合 格物 料 位 有 無 工 件1 L2 LNL 1K M K MS 7 2 0 0推 料 氣 缸 縮 回 圖 43 檢測系統(tǒng) PLC 外部接線圖 MPS 的檢測工作單元采用的 CPU 是集成有 16 點的數(shù)字量輸入及 16 點的數(shù)字量輸出。停機信號用來停止系統(tǒng)的工作狀態(tài)，跟急停功能不一樣的是，按下停止按鈕后，系統(tǒng)不 會立刻停止運行，而是完成正在執(zhí)行的循環(huán)的所有動作之后，也就是完成整個工件的工藝流程之后，系統(tǒng)才會停止動作。檢測系統(tǒng) PLC 的輸出控制信號地址分配情況如表 43： 表 43 信號地址分配 序號 地址 元件符號 元件名稱 元件用途 信號特征 11 1Y1 電磁閥 控制舉升缸運動 “ 1” 控制氣缸使下降 12 1Y2 電磁閥 控制舉升缸運動 “ 1” 控制氣缸使上升 13 2Y1 電磁閥 控制推桿缸運動 “ 1” 控制推桿伸出 14 2Y2 電磁閥 控制推桿缸運動 “ 1” 控制推桿縮回 15 3Y1 電磁閥 控制噴射缸噴氣 “ 1” 控制噴射缸噴氣 16 L1 LED 燈 指示復(fù)位狀態(tài) 燈亮為在執(zhí)行 17 L2 LED 燈 指示停止狀態(tài) 燈亮為在執(zhí)行 18 L3 LED 燈 指示啟動狀態(tài) 燈亮為在執(zhí)行 在設(shè)計可編程控制器的梯形圖時，一般采用經(jīng)驗設(shè)計法，繼電器控制電路移植法和順序控制設(shè)計法，三種編程方法。而且修改某一局部電路時，經(jīng)常是“牽一發(fā)而動全身”，對控制系統(tǒng)其他部分產(chǎn)生意想不到的影響。功能表圖是一種用來描述控制系統(tǒng)的控制過程功能、特性的圖形，它主要是由步、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、箭頭線和動作組成。步是根據(jù)輸出量的 ON／ OFF 狀態(tài)的變化來劃分的，在任何一步內(nèi)各輸出量的狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量總狀態(tài)是不同的，步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關(guān)系。 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 （