【正文】 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)。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。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)。 在控制方面， MPS 設備采用 PLC 進行控制，用戶可根據(jù)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）。 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(jù)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。此站可配合觸 摸屏或組態(tài)控制作為整個系統(tǒng)的主站。 (2) 為供料單元。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。擴展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網絡。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。 （ 5）為搬運單元。組成模塊：提升模塊、氣動夾爪組件、直線運動無桿缸。擴展模塊： PPI、 MPI、Profibus 網絡。 PLC 主機：西門子 S7 系列。 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。 （ 9）立體存儲單元。步進電機及驅動器： Start。手臂本體：日本莫托曼 HP3。 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。組成模塊：傳送帶、阻擋裝置、工件滑槽。 圖 為供電電源模塊一次回路原理 圖。氣源處理組件的氣路入口處安裝了一個快速氣路開關，用于啟 /閉氣源，當把氣路開關向左拔出時，氣路接通氣源，反之，把氣路開關向右推入時氣路關閉。 隨著技術的發(fā)展，工控技術的不斷完善，上海英集斯自動化技術有限公司在原有的 MPS 系統(tǒng)中加入了觸摸屏控制系統(tǒng)、組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和生產管理執(zhí)行系統(tǒng)，進一步提升了 模塊化生產培訓系統(tǒng)的科技含量，使學生在 “ 用最先進的技術培訓今天的學生，為未來而服務！ ”這樣的理念下前進。生產管理執(zhí)行系統(tǒng)（ MES）的應用是模塊化生產培訓系統(tǒng)的一次飛躍，它引入了信息管理技術，真正實現(xiàn)了對生產的有效管理。硬件反面： A屏蔽：對電源變壓器、 CPU、編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防止外界干擾。 本設計的柔性加工系統(tǒng)中采用了西門子公司 S7— 200 的 PLC， CPU 為 226。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 1：極高的可靠性 2:極豐富的指令集 3: 易于掌握 4:便捷的操作 5:豐富的內置集成功能 6: 實時特性 7:強勁的通訊能力 8:豐富的擴展模塊 。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機天津理工大學 2021屆本科 畢業(yè)設計說明書 5 械， 中央空調，電梯控制，運動系統(tǒng)。 6 個獨立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。可完全適應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） 極高的可靠性 （ 2）極豐富的指令集（ 3）易于掌握（ 4）便捷的操作（ 5）豐富的內置集成功能（ 6）實時特性（ 7）強勁的通訊能力（ 8）豐富的擴展模塊 S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能 。 1. 提取模塊 提取模塊實際上是一個 “ 氣動機械手 ” ，主要由兩個直線氣缸（提取氣缸和擺臂氣缸）、一個轉動氣缸及氣動夾爪等組成。同時它還是一個雙聯(lián)氣缸（也叫倍力缸），它擁有兩個壓力腔和兩個活塞桿，在同等壓力下，雙聯(lián)氣缸的輸出力是一般氣缸的兩倍，所以有的地方亦叫它倍力缸。 氣動夾爪則用于抓取工件。 天津理工大學 2021屆本科 畢業(yè)設計說明書 9 操作手單元的 控制 本 操作 手用于 柔性 生產線上工件的自動搬運，其結 構如上圖所示。 2 氣缸活塞伸出，帶動豎軸上升， 3 氣缸活塞縮回，帶動橫軸縮回，同時底盤電動機帶動底盤旋轉。當?shù)妆P步進電機旋轉 180176。如圖 所示。 （ 3）執(zhí)行元件：是將氣體的壓力能轉換為機械能的一種能量轉換裝置。 （ 6）控制器：其作用是對檢測元件提供的信號進行邏輯運算，提供執(zhí)行元件輸出信號，控制系統(tǒng)按照預定的要求有序工作。 氣爪具有如下特點： ① 所有的結構都是雙作用的，能實現(xiàn)雙向抓取，可自動對中，重復精度高； ② 抓取力矩恒定； ③ 在氣缸兩側可安裝非接觸式檢測開關； ④ 有多種安裝、連接方式。該控制回路 的執(zhí)行機構是氣動控制系統(tǒng)，其方向控制閥的控制方式為電 磁控制或手動控制。 通過初步計算：得出以下的結果： 工作壓力 最大輸出流量 300L/min 電機功率 8KW 電機轉速 500 轉 /min 負載能力 1~15kg 其中，交流電機連線圖如下， PLC 的 I/O 接線 MPS 中的每個部件上的輸入、輸出信號與 PLC 之間的通信電路連接是通過 I/O 接線端口實現(xiàn)的。 序號 設備符號 設備名稱 設備用途 信號特征 1 1B1 電感式傳感器 判斷擺臂的左右位置 信號為 1：擺臂在最左端 2 1B2 電感式傳感器 判斷擺臂的左右位置 信號為 1：擺臂在最右端 3 2B1 磁感應式接近開關 判斷擺臂伸縮情況 信號為 1：擺臂縮回到位 4 2B2 磁感應式接近開關 判斷擺臂伸縮情況 信號為 1：擺臂伸出到位 5 3B1 磁感應式接近開關 判斷夾爪開閉情況 信號為 1：夾爪已打開 信號為 0：夾爪夾緊 6 4B1 磁感應式接近開關 判斷夾爪上下的位置 信號為 1：夾爪上升返回到位 7 4B2 磁感應式接近開關 判斷夾爪上下的位置 信號為 1：夾爪下降到位 8 1Y1 電磁 閥 控制旋轉氣缸左右動作 信號為 1：旋轉缸左轉 9 1Y2 電磁閥 控制旋轉氣缸左右動作 信號為 1：旋轉缸右轉 10 2Y1 電磁閥 控制擺臂氣缸伸縮動作 信號為 1：擺臂縮回 11 2Y2 電磁閥 控制擺臂氣缸伸縮動作 信號為 1：擺臂伸出 12 3Y1 電磁閥 控制夾爪開閉的動作 信號為 1：夾爪打開 天津理工大學 2021屆本科 畢業(yè)設計說明書 14 13 3Y2 電磁閥 控制夾爪開閉的動作 信號為 1：夾爪閉合 14 4Y1 電磁閥 控制提取缸上下的動作 信號為 1：夾爪下降 信號為 0：夾爪上升 表 操作手單元的編程： 控制任務 當設備接通電源與氣源、 PLC 運行后，首先執(zhí)行復位動作，旋轉氣缸驅動的擺臂左轉到最左端，擺臂縮回到位，夾