【正文】 , the design needs to plete the installation of electrical stations and classification stations schematic design, program of reading and debugging, enabling them to plete the singlestation operation and multistation interaction, and then draw the two station control circuit. Keyword: MES Flexible PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 6 頁 共 49 頁 一、緒論 、課題研究 由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)械與控制設(shè)備的發(fā)展，制造業(yè)自動化進(jìn)入一個嶄新的 時代，技術(shù)日臻成熟。 物流系統(tǒng)：指由多種運(yùn)輸裝置構(gòu)成，如傳送帶、軌道、轉(zhuǎn)盤以及機(jī)械手等，完成工件、刀具等的供給與傳送的系統(tǒng)，它是柔性制造生產(chǎn)線主要的組成部分。MES 系統(tǒng) 設(shè)置了必要的 接口 ，與提供生產(chǎn)現(xiàn)場控制設(shè)施的廠商建立合作關(guān)系。柔性自動化技術(shù)是當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)市場動態(tài)需求，加速產(chǎn)品更新的主要手段。計(jì)算機(jī)數(shù)控（ Computer Numerical Control，簡稱 CNC）單機(jī)繼續(xù)向著高精度、高速度和高柔性的方向發(fā)展， FMS(Flexible Manufacture System 柔性制造系統(tǒng) )技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開放、性能集成智能、實(shí)用有效的方向發(fā)展 。 長期以來， PLC始終處于工業(yè)控制自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨?，與 DCS（ Distributed Control System，即 分布式控制系統(tǒng) ） 和工業(yè) PC 形成了三足鼎立之勢?，F(xiàn)在越來越多的 PLC 供應(yīng)商開始提供以太網(wǎng)接口。 該站主要用到了這些器件： 西門子 PLC（主控單元） 、 空氣壓縮機(jī) （用來生產(chǎn)線上的動力裝置） 、光電開關(guān) （作為傳感器使用）。圖中，由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后，由發(fā)光管 GL 輻射出光脈沖。 氣動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： 氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單。 利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 17 頁 共 49 頁 圖 八 氣動元件 氣動技術(shù)的缺點(diǎn)： 由于空氣有壓縮性，氣缸的動作速度易受負(fù)載的變化而變化。步進(jìn)電機(jī)和普通電動機(jī)不同之處在于它是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它同時完成兩個工作：一是傳遞轉(zhuǎn)矩，二是控制轉(zhuǎn)角位置或速度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 19 頁 共 49 頁 圖 十 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 驅(qū)動器原理 步進(jìn)電機(jī)必須有驅(qū)動器和控制器才能正常工作。 (2)作為固體開關(guān)應(yīng)用 在開關(guān)電路中，往往要求控制電路和開關(guān)之間要有很好的電隔離，對于一般的 電子開關(guān) 來說是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實(shí)現(xiàn)?？諝鈮嚎s機(jī)的額定排氣壓力分為低壓 （ ~）、中壓（ ~10MPa）、 高壓（ 10~100MPa）和超高壓（ 100MPa以上），可根據(jù)實(shí)際需求來選擇。 3 總線結(jié)構(gòu)：采用西門子 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)通信，使各站之間控制信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)相互交換。 靜力矩的選擇 步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。對射式檢測距離遠(yuǎn)，可檢測半透明物體的密度（透光度）。其中 是控制黑色料倉氣動閥動作， 是控制白色料倉氣動閥動作。 = V33 + ([14] 1 +4)/8 = V33 + 17/8 = V33 + 2 ，余數(shù)為 1 = 在 移位減 （用長度（ N）的負(fù)值表示）中，輸入數(shù)據(jù)移入移位寄存器的最高位中，并移出最低位（ S_BIT）。 在單動調(diào)試的時候，首先遇到的問題就是閱讀程序這個難題。 之后還有一些系統(tǒng)靈敏度的問題，例如安裝站的機(jī)械手使用的是吸氣閥吸附住小工件進(jìn)行運(yùn)輸，但 是由于機(jī)械手的靈敏度問題，在實(shí)際調(diào)試的過程中無法吸附；分類站中出貨的那個氣動閥為瞬時動作，速度過快，有些情況下貨物是沒有完全放入倉庫中的，針對這個問題，我專門在程序中加入了一個定時器 T44，成功的解決了這個問題。 知道這些繼電器的含義后，我將這些繼電器進(jìn)行編譯，很快就明白了聯(lián)動調(diào)試的順序和原理?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。在寫作過程中遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互 相交流，請教專業(yè)課老師。畢業(yè)論 文的制作給了我難忘的回憶。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。 紀(jì)老師雖身負(fù)教學(xué)、科研重任，仍抽出時間，不時召集我和同門以督責(zé)課業(yè)，耳提面命，殷殷之情盡在諄諄教誨中。 讓我依依不舍的還有各位學(xué)友、同門和室友。 (4) a reasonable bination of staff, ie the ability of employees to form a considerable cell, can give full play to the highest level of operational according to the capacity of each cell to give staff the appropriate reward, but also help promote healthy petition between cells. One mode of production: We have seen this kind of situation, a product of the total assembly time is less than 10 minutes, but it is tens of meters to be placed in a long line, while the assembly work by dozens of people to plete online, but each person39。s production of a stream in such a manner to achieve: the abolition of the 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 37 頁 共 49 頁 machine between the car and, through a reasonable process arrangements and settings between machines skateboarding products in the machine room to a single advantage is that (1) greatly reduces the intermediate product inventory, reduce capital and site occupancy。能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。從初稿到定稿，紀(jì)老師不厭其煩，一審再審，大到篇章布局的偏頗，小到語句格式的瑕疵，都一一予以指出。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。這段旅程看似荊棘密布，實(shí)則蘊(yùn)藏著無盡的寶藏。 4 月底，論文的文字?jǐn)⑹鲆呀?jīng)完成。當(dāng)選題報(bào)告，開題報(bào)告定下來的時候，我當(dāng)時便立 刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。在本文中的一些圖片就是從組態(tài)軟件界面中截圖獲得的。有了單動調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)我相信自己能夠完成的更好。我使用 STEP7 軟件把兩站的 PLC 程序上載到上位機(jī)上， 然后使用通信線分別連接到安裝站和分類站的 PLC 上，然后進(jìn)行程序狀態(tài)監(jiān)控，逐步調(diào)試。 在 移位加 （用長度（ N）的正值表示）中，輸入數(shù)據(jù)（ DATA）移入移位寄存器的最高位中（由 S_BIT 指定），并移出移位寄存器的最高位。 循環(huán)程序段由于較長，在這就介紹下循環(huán)程序的核心指令：移位寄存器位（ SHRB） 移位寄存器位（ SHRB）指令將 DATA 數(shù)值移入移位寄存器。鏡面反射式的反射距離較遠(yuǎn)，適宜作遠(yuǎn)距離檢測，也可檢測透明或半透明物體，最終選擇了 SB031K 型漫反射光電開關(guān)。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù) 載是不存在的。 生產(chǎn)線的技術(shù)指標(biāo)： 輸入電源：單項(xiàng)三線 220V177。 首先按空壓機(jī)的特性要求，選擇 空壓機(jī)的類型。 (4)在脈沖放大電路中的應(yīng)用 光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號進(jìn)行放大。 圖十 一 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 以兩相步進(jìn)電機(jī)為例，當(dāng)給驅(qū)動器一個脈沖信號和一個正方向信號時，驅(qū)動器經(jīng)過環(huán)形分配器和功率放大后，給電機(jī)繞組通電的順序?yàn)?，其四個狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)行變化 。當(dāng)一個繞組通電后，其定子磁極產(chǎn)生磁場，將轉(zhuǎn)子吸合到此磁極處。 氣缸在低速運(yùn)動時候，由于摩擦力占推力的比例較大，氣缸的低速穩(wěn)定性不如液壓缸?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。 工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號，再經(jīng)放大器放大和同步選通整 形，然后用數(shù)字積分或 RC積分方式排除干擾，最后經(jīng)延時（或不延時）觸發(fā)驅(qū)動器輸出光電開關(guān)控制信號。 該站主要用到這些器件： 西門子 PLC（主控單元）、步進(jìn)電機(jī) （用來確定庫房的位置和運(yùn)送工件）、 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 （ Microstep Driver）、 光電開關(guān)。 二、硬件電路設(shè)計(jì) 、總體介紹 本系統(tǒng)采用先進(jìn)的總線控制方式，增配有主 控 PLC、工業(yè)觸摸屏、 MCGS（ Monitor 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 10 頁 共 49 頁 and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)） 工業(yè)組態(tài)監(jiān)控軟件、 MES 生產(chǎn)制造管理軟件等，下面就具體介紹生產(chǎn)線的功能。 微型化、網(wǎng)絡(luò)化、 PC 化和開放性是 PLC 未來發(fā)展的主要方向。我們必須結(jié)合國情，大力發(fā)展適用、可靠、價廉的柔性自動化技術(shù)及裝備。 、我國當(dāng)前 MES和柔性自動化生產(chǎn)線的現(xiàn)狀和前景 20 世紀(jì) 90 年代初期， 中國 就開始對 MES 跟蹤研究、宣傳或試點(diǎn)，而且曾經(jīng)提出了 “管控一體化”，“人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷”等概念，只是總結(jié)、歸納、宣傳、堅(jiān)持或者提煉、提升不夠，發(fā)展勢頭不快。 MES 必須提供實(shí)時收集生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的功能，并作出相應(yīng)的分析和處理。 軟件系統(tǒng)：指保證柔性制造系統(tǒng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效管理的必不可少的組成部分。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)生了“柔性自動化技術(shù)”。MES 網(wǎng)絡(luò)型模塊式柔性自動化生產(chǎn)線中主要作用是對工件進(jìn)行運(yùn)輸、加工和安裝，最后將工件分類送入倉庫中。采用柔性自動化技術(shù)，不僅能夠提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造周期和交貨期、大幅度降低成本，因而是各國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。 、 MES 網(wǎng)絡(luò)型模塊式柔性自動化生產(chǎn)線相關(guān)介紹 柔性自動化生產(chǎn)線是將微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)械制造和系統(tǒng)工程有機(jī)地結(jié)合起來，是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動化系統(tǒng)，柔性制造技術(shù)更是機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)當(dāng)前市場動態(tài)需求及產(chǎn)品不斷迅速更新的重要手段，是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。所謂柔性生產(chǎn)即通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)作方式和市場營銷等方面的改革，使生產(chǎn)系統(tǒng)能對市場需求變化作出快速的適應(yīng)，同時消除冗余無用的 損耗 ，力求 企業(yè) 獲得更大的效益。幾乎絕大多數(shù)大學(xué)和工業(yè)自動化研究單位，甚至于國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。 、 PLC 的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景 PLC （ Programmable Logic Controller）又叫可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。隨著軟 PLC（ soft plc）控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟 PLC 組態(tài)軟件和 PCbased 控制的市場份額將逐步得到增長。加工站將大工件加工后送出工位 ,安裝搬運(yùn)站將大工 件 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 12 頁 共 49 頁 搬至安裝工位放下 ,安裝站再將對應(yīng)的小工件裝入大工件中 。在下面列出安裝站的 I/O 分配表。 、氣動元件 通過氣體的壓強(qiáng)或膨脹產(chǎn)生的力 來做功的元件，即將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)換為動能的機(jī)件。氣缸的動作速度一般為 50~500mm/s，比液壓和電氣方。 全氣動控制具有防火、防爆、防潮的能力。由于它具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和生產(chǎn)線上。四個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，脈沖頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)動越快。當(dāng)輸入端加電信號時發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之