【正文】 接觸到以單元實(shí)驗(yàn)或校外參觀實(shí)習(xí)為主，一些大型的自動(dòng)化控制站只能看不能操作，達(dá)不到理想的教學(xué)效果的這個(gè)實(shí)際接觸問(wèn)題。該套控制系統(tǒng)，建立了以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制為對(duì)象的實(shí)物模擬仿真系統(tǒng)，可很好解決自動(dòng)化及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的在動(dòng)手實(shí)踐中所遇到的難題。19751976年,德國(guó)、日本、美國(guó)等將微處理器作為控制器的中央處理單元應(yīng)用到PLC中，并且去掉磁心存儲(chǔ)器改用了集成電路的存儲(chǔ)器，結(jié)合了微型計(jì)算機(jī)的技術(shù)與電控制器技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了可編程控制器的規(guī)模集成化，使得處理器更能適用工業(yè)環(huán)境，更加的可靠，功能也更加強(qiáng)大，更加的靈活，成本卻大大下降，從而使得PLC進(jìn)入了實(shí)用階段。，現(xiàn)在PLC己經(jīng)新增了很多模塊，如PDI控制、溫度以及運(yùn)動(dòng)模塊等等。正是由于這些性能、使得工業(yè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化、控制信息化及智能化。此次設(shè)計(jì)共分為五個(gè)單元，其功能分別是：1．下料單元：將前站送入本單元下料倉(cāng)的工件主體，通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤(pán)后經(jīng)傳送帶向下站運(yùn)行。3．穿銷(xiāo)單元：通過(guò)旋轉(zhuǎn)推筒推送銷(xiāo)釘?shù)姆椒ǎ瓿晒ぜ黧w與上蓋的實(shí)體連接裝配，完成裝配后的工件隨托盤(pán)向下站傳送。5．分揀單元：根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果（標(biāo)簽有無(wú)），采用氣動(dòng)機(jī)械手對(duì)工件進(jìn)行分類(lèi)，合格產(chǎn)品隨托盤(pán)進(jìn)入下一站入庫(kù)；不合格產(chǎn)品進(jìn)入廢品線，空托盤(pán)向下站傳送。 總站單元 下料單元 加蓋單元 分揀單元 檢測(cè)單元 穿銷(xiāo)單元 圖12 自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制順序從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從零部件到整機(jī)。 控制系統(tǒng)組成框圖中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277分揀單元主站CPU單元6ES7 3152AG100AB0+6SE7 3071BA000AA0 電池+40 針前連接器6ES73921AM000AA0+儲(chǔ)存卡 6SE7 9538LF000AA0+I/O 數(shù)字模塊（16）6SE73223BL000AA0+背板 6ES7 3901AE800AA0+STEP7 總 站中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277檢測(cè)單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277穿銷(xiāo)單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277加蓋單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277下料單元 課題主要研究的內(nèi)容及意義本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是為滿(mǎn)足普通高校及高職機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能和技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，尤其是綜合能力鍛煉，創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)，而開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)生產(chǎn)線的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，本課題研究的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)把傳感測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等各種技術(shù)進(jìn)行組織，并且整體使用到生產(chǎn)設(shè)備上并且力求達(dá)到使實(shí)驗(yàn)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)熟悉生產(chǎn)線的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、執(zhí)行、控制與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在這個(gè)微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作的原理。因此,培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過(guò)程，使使用者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，力求達(dá)到縮短理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。第二章 硬件設(shè)備的說(shuō)明 電感式接近開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 電感式傳感器簡(jiǎn)單介紹電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量（如位移、壓力、流量、振動(dòng)等）轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制，在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中被廣泛采用。被測(cè)體接近傳感器到傳感器開(kāi)關(guān)動(dòng)作的距離為動(dòng)作距離；不受溫度和電壓上下浮動(dòng)影響的動(dòng)作距離為實(shí)際的工作距離。被測(cè)量體進(jìn)入或退出檢測(cè)有效范圍時(shí)將出現(xiàn)動(dòng)作上的時(shí)間延遲，稱(chēng)為相應(yīng)時(shí)間。電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器，是一種利用渦流感知物體接近的器件。當(dāng)金屬物體接近檢測(cè)線圈時(shí)，金屬物體就會(huì)產(chǎn)生渦流而吸收振蕩能量，使振蕩減弱直至停振，振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。2．工作電流：指電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器連續(xù)工作時(shí)的最大負(fù)載電流。3．空載電流（消耗電流）：是指在沒(méi)有負(fù)載時(shí)，測(cè)量所得的電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器自身所需的電流。5．極性保護(hù)：有防止輸入電源電壓極性誤接的保護(hù)功能。 電容式接近開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 電容式傳感器簡(jiǎn)單介紹電容式傳感器是利用電容器的原理，將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)化為電容量的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電量到非電量的轉(zhuǎn)換。振蕩電路以外的電路結(jié)構(gòu)與高頻振蕩式接近開(kāi)關(guān)相同。靜電電容式接近開(kāi)關(guān)能勝任其他方式不能檢測(cè)的場(chǎng)合。使用高靈敏度埋入型，動(dòng)作距離為5mm。3. 液體、粉狀體的間接檢測(cè)：通過(guò)木箱、紙箱、玻璃瓶等非金屬容器的外壁，檢測(cè)其中被測(cè)物體的有無(wú)及其所在的表面位置。圖21平板電容器5. 塑料和玻璃的檢測(cè)：檢測(cè)塑料和玻璃上有無(wú)異物，而不管其顏色和表面狀態(tài)，被檢測(cè)體較小應(yīng)采用靈敏度高的電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器；塑料種類(lèi)不同時(shí)靈敏度也不同，因此必須進(jìn)檢測(cè)。6. 固液體、粉狀體等的直接檢測(cè)及水、粉塵的表面位置檢測(cè)：采用防濕型電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器，不要讓水和粉末附在檢測(cè)面上。水平運(yùn)動(dòng)動(dòng)力依靠直流電機(jī)，而繼電器在此處的應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，也就是擺臂的運(yùn)行和復(fù)位的控制。繼電器是根據(jù)電流、電壓、時(shí)間、溫度和速度等信號(hào)的變化，來(lái)接通或斷開(kāi)小電流電路和電器的控制元件。按作用它們分為保護(hù)繼電器和控制繼電器兩類(lèi)：其中熱繼電器、過(guò)電流繼電器、欠電壓繼電器屬于保護(hù)繼電器；時(shí)間繼電器、速度繼電器、中間繼電器屬于控制繼電器。在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是：采用限位開(kāi)關(guān)作為PLC中控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的條件，當(dāng)擺臂取、放件時(shí)只有碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)才認(rèn)為擺臂到位，（且PLC上有相應(yīng)的輸入指示燈顯示）方可啟動(dòng)電機(jī)或控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。 電磁閥的設(shè)備說(shuō)明電磁鐵，它是電磁閥的主要部件之一，其作用是利用電磁原理將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成閥芯的位移。I型電磁鐵適用于直流電磁鐵和小型交流電磁鐵，用圓柱形普通材料制成，其鐵心的端面通常制成平面裝貨圓錐狀。圓柱形鐵心的重量輕、吸引時(shí)的沖擊較小，所以使用壽命長(zhǎng)，主要用與小型直動(dòng)式和先導(dǎo)式電磁閥。①切斷氣源，用螺絲刀拆卸下已經(jīng)損壞的電磁閥。③將電氣控制接頭插入電磁閥上。⑤接通氣源，用手控開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)試，檢查氣缸動(dòng)作情況。PLC是一種專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的“可編程邏輯控制器”，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。1．S7—200 PLC的外形結(jié)構(gòu)S7—200 PLC系列PLC由PLC主機(jī)和擴(kuò)展模塊組成。圖2—73所示是S7—200cPU模塊的外形結(jié)構(gòu)圖，它將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I／O(輸入／輸出)點(diǎn)集成在一個(gè)緊密的封裝之中。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，PLc的基本組成包括硬件與軟件兩部分。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，CPU模塊由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入端口、輸出端口、通信接口、電源等構(gòu)成，每個(gè)部分的功用不同，與通用微機(jī)CPU一樣，CPU在PLC才系統(tǒng)中的作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)中樞。 4．通信接口S7—200 PLC系列PLC整合了一個(gè)或兩個(gè)RS一485通信接口，既可作為PG(編程)接口，可也作為OP(操作終端)接口，如連接一些HMI(人機(jī)接口)設(shè)備。5．電源S7—200 PLC本機(jī)單元有一個(gè)內(nèi)部電源，它為本機(jī)單元、擴(kuò)展模塊以及一個(gè)24V DC電源輸出，每一個(gè)S7—200CPU模塊向外提供5V DC和24V DC電源。如果電源要求超出了CPU模塊24V DC電源的定額，可以增加一個(gè)外部24V DC電源來(lái)供給擴(kuò)展模塊的24V DC。如果擴(kuò)展模塊的5V電源需求超出了CPU模塊的電源定額，必須卸下擴(kuò)展模塊，直到需求在電源預(yù)定值之內(nèi)才行。將S7—200DC傳感器電源與外部24V DC電源采用并聯(lián)連接時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電源的競(jìng)爭(zhēng)而影響它們各自的輸出。第四章 各單元控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PLC對(duì)下料單元的控制 下料單元控制要求下料單元的主要功能是將前站送入本單元下料倉(cāng)的工件主體，通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤(pán)后經(jīng)傳送帶向下站運(yùn)行。系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)、轉(zhuǎn)角電機(jī)驅(qū)動(dòng)二傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持二傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，在結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器等檢測(cè)與傳感裝置，并配備了直流