【文章內容簡介】 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。 觸摸屏是一個智能化操作部件，是極富吸引力的全新多媒體操作裝置，用戶只要用手指輕輕地觸摸顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對設備操作，可顯示設備運行狀況和運行參數(shù)。 組態(tài)監(jiān)控程序的應用解決了人 機界面控制中的動畫顯示問題，監(jiān)控信息將以更加形象、生動的動畫方式顯示出來。盡管觸摸屏和組態(tài)監(jiān)控軟件的出現(xiàn)至今只有短短的幾年時間，但實際應用已經證明，觸摸屏和組態(tài)監(jiān)控軟件可以取代設 備的操作面板和儀表。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。 SIMATIC S7— 200PLC簡介 PLC在早期是一種開關邏輯控制裝置，被稱為可控編程控制器，簡稱 PLC。 PLC是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。具有可靠性高、抗干擾能力強、靈活性擴展性強、控制速度快、延時的可調性和精度高。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。 B隔離：在微處理器與 I/O電路之間，采用 光電隔離措施，有效隔離 I/O接口與 CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動作；各 I/O口之間亦彼此隔離。隨著微電子技術的快速發(fā)展， PLC的制造成本不斷下降，而功能卻大大增強。應用領域以覆蓋所有的工業(yè)企業(yè)，如機床電機控制、電梯運行控制、冶金系統(tǒng)的高爐上料、汽車裝配線、以及一些自動化流水線等。 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 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200 系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連 成網絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此 S7200系列具有極高的性能 /價格比。 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。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機 床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯控制，運動系統(tǒng)。 CPU 226 的 PLC集成 24輸入 /16 輸出共 40 個數(shù)字量 I/O 點。可連接 7 個擴展模塊，最大擴展至 248 路數(shù)字量 I/O 點或 35路模擬量 I/O 點。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 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。 2 個 RS485 通訊 /編程口，具有 PPI通訊協(xié)議、 MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O 端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強的模塊擴展能力，更 快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能。可完全適應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。 SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200 系列的強大功能使其無論在運行中，或相連成網絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7200 系列具有極高的性能 /價格比。 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。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。 第二章 操作手單元的結構與控制 操作手單元的結構 操作手單元的功能 操作手單元可以模擬提取工件，按照要求將工件分流的過程。 操作手單元的結構組成 操作手單元主要由提取模塊、滑槽模塊、氣源處理組件、 I/O 接線端口、閥組等組成。 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。提取氣缸安裝在擺臂氣缸的氣缸桿 的前端，用于實現(xiàn)垂直方向的運動，以便于提取工件。該氣缸在結構上不同于一般的直線氣缸，它是一個桿不回轉型氣缸，它的活塞桿為六邊形，這樣活塞桿就不能隨便轉動，便于氣動手指夾取工件。 擺臂氣缸構成了氣動機械手的 “手臂 ”，可以實現(xiàn)水平方向上的伸出、縮回動作。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。在氣缸的兩個極限位置上分別安裝有磁感應式接近開關，用于判斷氣缸的動作是否到位。轉動氣缸用于實現(xiàn)擺臂氣缸的轉動，其轉動角度為 180176。，在氣缸的兩個極限位置上分別安裝有一個阻尼缸（用于緩沖旋轉過來的沖擊）和一個電感式接近開關（用于判斷氣缸旋轉是否到位）。 氣動夾爪則用于抓取工件。 2. 滑槽模塊 滑槽模塊只有在帶有組態(tài)操作的 MPS 系統(tǒng)上才會安裝?；勰K用于存放不合格的工件。 操作手 結構示意圖，如下： 圖 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。由 2兩個氣缸缸完成工件的加緊和提升的動作。 1 號氣缸 兩個 電磁閥控制工件的夾緊、放松， 2 號氣 缸通過 電磁閥控制工件的上升、下降，由底盤電動機帶動底盤旋轉。當工件在 旋轉 帶上運行時，并且到 旋轉帶 的端部的時候， 接近 開關檢測到有物體存在的時候， 旋轉 帶停止 ,2 氣缸活塞縮回，帶動豎軸下降，下降到行程開關 SQ3， 1 氣缸的驅使手爪夾緊工件， 并延時 。 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。后，其到達 B 傳送帶的上方時， 3 氣缸活塞伸出，帶動橫軸前伸，同時 2 氣缸活塞縮回，帶動豎軸下降，下降到行程開關 SQ3， 1 氣缸的驅使手爪放松工件，延時 2 秒 后。 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。后，其到達 旋轉 的上方時 一次的搬運過程就完成。即循環(huán)動作簡圖 ，如下圖， 圖 控制系統(tǒng)硬件的設計 氣壓傳動的選擇 氣壓傳動簡稱氣動，是以壓縮空氣為工作介質來傳遞和 控制信號，控制和驅動各種機械設備，以實現(xiàn)生產過程機械化、自動化的一門技術。 一個完整的氣動自動化系統(tǒng)由氣源裝置、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、檢測元件及控制器組成。如圖 所示