【正文】 工業(yè)自動化技術 制造業(yè)正在通過技術創(chuàng)新 ,提供高質(zhì)產(chǎn)品和具有吸引力的產(chǎn)品價格等方式加強自身的竟爭力。其目標是在“九五” CAD（計算機 輔助設計）應用公共流程和 CIMS(計算機集成制造系統(tǒng) )應用示范公共流程公共能做成果的基礎上，實現(xiàn)基業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)過程的自動化以及裝備的現(xiàn)代化。它涵蓋了機械設計、傳感器技術、自控技術、信息技術和計算機技術等多項學科的內(nèi)容， MPS 的每個單元均根據(jù)設定的任務，選擇相應功能和技術參數(shù)的氣動元件、傳感器、電器元件及標準型材集成而成，它代表了當今現(xiàn)代化企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)“采購和集成”的先進設計理念。 本課題的研究目的是解決自動生產(chǎn)線檢測系統(tǒng)研制開發(fā)過程中所涉及到的系統(tǒng)總體功能設計與分解、系統(tǒng)模塊功能設計與分解、工藝流程詳細設計、 PLC 程序設計等關鍵控制技術，開發(fā)出一條集工業(yè)總線技術、機械傳動與執(zhí)行機構技術、PLC 控制技術、電氣控制技術、傳感器技術于一體的自動生產(chǎn)線檢測系統(tǒng)，為生產(chǎn)加工系統(tǒng)的開發(fā)設計提供了技術上的探索和有益的借鑒。 工作單元開始工作后，如果下游站出于空閑狀態(tài)、本站物料位置有工件且上游站的擺缸已離開物料位置，則舉升氣缸上升對工件進行厚度檢測；如果工件的厚度在有效范圍內(nèi)， 則對上滑槽吹氣并將工件從上滑槽推出，然后停止對滑槽吹氣；如果工件的厚度在有效范圍之外，則舉升缸下降，并將工件從下滑槽推出。一個線性缸引導正確的工件到下游站通過高空氣墊滑梯。為了確保工件的安全，滑梯的高度及傾斜角均可以調(diào)整。當沒有 工件 時，由于光電式傳感器發(fā)出的光線將直接射出，而不被遮擋，即沒有反射光線返回給傳感器，則傳感器的輸出信號為“ 0”，如果此時該位置上放有工件，則光電式傳感器發(fā)出的光線被工件擋住，工件將光線反射給傳感器，則傳感器的輸出信號為“ 1”，利用光電式傳感器信號的變化即可判斷是否有工件放在初始位置上。在推出工件的同時，滑梯上的排氣孔也會 噴射出高壓氣體，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。微機一般采用等待命令的工作方式， PLC 則采用循環(huán)掃描工作方式。由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應速度要受掃描周期的影響。如：沖壓機床、磨床、印刷機 械、橡膠化工機械、中央空調(diào)、電梯控制、運動系統(tǒng)。國際電工委員會的的定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。針對傳感器的工作原理和結構場合均需要的基本要求是： 高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性（對噪聲不敏感）、線性、容易調(diào)節(jié)（校準簡易）、高精度 、高可靠性、無遲滯性、工作壽命（耐用性）、可重覆性、抗老化、高響應 速率、抗環(huán)境影響（熱、震動、酸、堿、空氣、水、塵埃）的能力、選擇性、安全性（傳感器應是無污染的）、互換性、低成本、寬測量范圍、小尺寸、重量輕和高強度、寬工作溫度范圍。光電式傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器，光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點，而且可測量參數(shù)多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，因此，光電 式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。以上已經(jīng)分析過檢測單元的工作過程及個模塊的工作目的，由此，可 繪制出檢測單元的氣路原理圖 ， 如圖 34所示 ： 舉 升 氣 缸三 聯(lián) 件空 壓 機2 Y 22 Y 1 1 Y 1 1 Y 2 3 Y 1推 桿 氣 缸 噴 射 缸圖 34 電 氣路原理圖 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 安裝結構控制圖 電氣元件安裝布置示意圖： 啟 動 急 停復 位停 止啟 動 燈停 止 燈復 位 燈Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 Q 0 . 31 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 42 4 VI 1 . 1 I 1 . 2 I 1 . 3 I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 52 4 VQ 1 . 0 Q 1 . 1 Q 1 . 2 Q 1 . 31 5 1 6 1 7 1 8工 件HHHI 1 . 0 圖 35 電氣元件安裝布置示意 圖 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 電氣原理總圖 ： L 1NP ED CA CS 7 2 0 0Q 0 . 1Q 0 . 0 Q 0 . 2 Q 1 . 0Q 0 . 3Q 1 . 1Q 1 . 2 Q 1 . 3P SI 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 5 I 1 . 0 I 1 . 1 I 1 . 2 I 1 . 3+ 2 4 2 4 圖 36 電氣原理總圖 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 第四章 檢測單元的程序編制及調(diào)試 程序的編制 編程軟件 step7 介紹 西門子 STEP7 是用于 SIMATIC S7300/400 站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標準軟件，可使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語句表進行編程操作。 (1)線性化編程：整個用戶程序放在循環(huán)控制組織塊 OBl(主程序 )中。與繼電器電路很相似，具有直觀三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 19 易懂的特點，容易被熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適合于數(shù)字量邏輯控制。檢測系統(tǒng) PLC 的按鈕信號地址分配情況如表 42： 表 42 檢測系統(tǒng) PLC 的按鈕信號地址分配情況 序號 地址 元件符號 元件名稱 元件用途 信號特征 5 PartAV 光電式傳感器 判斷物料位有無工件 “ l” 表示初始位有工件 “ 0” 表示初始位無工件 6 B1 霍爾傳感器 判斷工件高度是否合 格 “ 1” 表示工件合格 “ 0” 表示工件不合格 7 1B1 霍爾傳感器 判斷推桿的位置 “ 1” 表示推桿伸出 8 1B2 霍爾傳感器 判斷推桿的位置 “ 1” 表示推桿縮回 9 2B1 行程開關 判斷工作臺位置 “ l” 表示工作臺在上限 位 10 2B2 行程開關 判斷工作臺位置 “ l” 表示工作臺在下限位 三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 21 （ 2）輸出信號設置 輸出信號主要用于控制電磁閥動作，以達到控制各種執(zhí)行機構的目的，當輸出信號為 1時，相應的電磁閥動作，從而達到控制相應的執(zhí)行機構 的目的。 如果用 PLC 改造繼電器控制系統(tǒng)，根據(jù)繼電器電路圖結合繼電器控制電路移植法來設計梯形圖是一條捷徑。順序控制設計法用轉換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制 PLC 的各個輸出位。圖 49 是 S7200仿真軟件界面： 圖 49 仿真軟件界面 2）下載程序 生成文本文件以后，點擊仿真軟件工具條上左邊第 2個按鈕可以下載程序，一般選擇下載全部塊，按【確定】按鈕后，在選擇對話中“打開”對話框中選擇要下載的 *.awl 文件。 圖 410 仿真軟件界面 在按下 按鈕的前提下， 再按下 , 沒有輸入。在確定了系統(tǒng)的總體功能以及組成模塊的基礎上，對各個組成模塊的功能進行設計和分解，為進行各個模塊控制器的開發(fā)，確定檢測系統(tǒng)的詳細設計、程序流程的詳細設計奠定基礎。因此，如何開發(fā)更接近生產(chǎn)車間實際需求系統(tǒng)，將其真正的應用到企業(yè)的實際生產(chǎn)中也是今后長遠的研究工作重點。 其次從開始進入課題到論文的完成，有許多老師、同學給予我很多幫助，在此向給予我?guī)椭拿恳晃槐硎局孕牡闹轮x 。特別的感謝我的論文導師康 杰 老師，在整個課題研究和論文的撰寫過程中，都得到了康老師的熱心幫助與耐心的指導。 ，將系統(tǒng)的硬件結構搭建起來進行一系列的實驗研究，那么一方面可以驗證系統(tǒng)的控制性能，以便對系統(tǒng)的部分組件加以調(diào)整來優(yōu)化系統(tǒng)；另一方面，通過試驗研究可以進行控制器的優(yōu)化設計，在系統(tǒng)控制策略上可以尋求最優(yōu)策略。在分析客戶需求的基礎上，確定檢測系統(tǒng)的總體功能，并對總體功能進行分解，確定系統(tǒng)的組成模塊。下面是復位功能的程序的 ASCⅡ文本。 仿真軟件不能模擬 S7200 的全部指令和全部功能，具體的情況可以通過實驗三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 26 來了解。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系。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。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。 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)、結構化文本 (ST— Structured Text)。STEP7Micro/WIN 是專門為 S7200 設計的、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。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。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。傳感器通常有敏感元件、轉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換成另一三江學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 13 種形式的能量。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機