柔性制造系統(tǒng)

1、柔性柔性制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練中心雷呈喜基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識l柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System)，英文縮寫為FMS。信息控制系統(tǒng)物料儲運系統(tǒng)數(shù)字控制加工設(shè)備能適應(yīng)加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)l柔性制造單元(FMC) 12臺數(shù)控機床與物料傳送裝置，有獨立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng)，能在機床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，多品種小批量生產(chǎn)。 l柔性制造系統(tǒng)發(fā)展方向:各種工藝內(nèi)容的柔性制造單元和小型FMS；完善FMS的自動化功能；擴大FMS完成的作業(yè)內(nèi)容，并與計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)(CAD/CAM)相結(jié)合，向全

2、盤自動化工廠方向發(fā)展。 教學(xué)系統(tǒng)簡介教學(xué)系統(tǒng)簡介 機、光、電、液、氣一體化柔性系統(tǒng)完整的，靈活的，模塊化，易擴展的教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)。利用多種機械傳動方式模擬完成現(xiàn)代化加工、裝配過程的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)中展現(xiàn)了實際工業(yè)生產(chǎn)中的典型部分，如：實際工業(yè)生產(chǎn)中的電氣控制部分、各種傳感器的應(yīng)用和現(xiàn)代生產(chǎn)中的組態(tài)控制，工業(yè)總線等都充分展示在該系統(tǒng)中。我們可以通過對該系統(tǒng)學(xué)習(xí)到各種機械傳動技術(shù)、電氣控制技術(shù)，工業(yè)現(xiàn)場總線、PLC控制技術(shù)、過程控制技術(shù)、傳感器技術(shù)，氣動技術(shù)以及計算機監(jiān)控技術(shù)。 第一節(jié)第一節(jié) 機電一體化柔性實訓(xùn)系統(tǒng)概述機電一體化柔性實訓(xùn)系統(tǒng)概述 1.機電一體化人才的需要和工業(yè)發(fā)展的需要 2.傳統(tǒng)畢

3、業(yè)生實踐能力的重要性 教學(xué)系統(tǒng)功能教學(xué)系統(tǒng)功能l 以自動化物料傳輸、加工和裝配裝置為對象體現(xiàn)常用的控制、檢測，機械傳動原理的應(yīng)用，裝置的選擇、調(diào)試和系統(tǒng)的總調(diào)等。l 微機、數(shù)控、組態(tài)編程、工業(yè)總線、測試與控制技術(shù)、氣動、機械制動、傳感器、機器人等課程l利用本系統(tǒng)完成氣動、傳感器、電子技術(shù)、可編程控制器、總線技術(shù)以及其它自動化控制技術(shù)的實驗和技能培訓(xùn)，目的就是使我們在校期間就了解現(xiàn)代化生產(chǎn)過程的實際情況，學(xué)習(xí)生產(chǎn)線布局，開發(fā)設(shè)計，包括機械、電氣、檢測等多方面在實際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的技術(shù)，可以學(xué)到更多的實踐知識，拓展思維，提高動手和實際操作的能力，以便畢業(yè)后就可直接進行生產(chǎn)實踐，改變傳統(tǒng)畢業(yè)生動手能

4、力差的缺點，以適應(yīng)現(xiàn)代機電一體化技術(shù)的要求。1.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.2 系統(tǒng)涉及的知識系統(tǒng)涉及的知識（1）基本機械傳動原理包括：）基本機械傳動原理包括：l“O”型皮帶傳動l扁平皮帶傳動l輥傳動l齒輪、齒條差動升降機構(gòu)l絲杠、絲母機構(gòu)l螺桿調(diào)節(jié)機構(gòu)l間歇機構(gòu)l鏈輪、鏈條差動機構(gòu)l同步齒型帶傳動機構(gòu)l滾珠絲杠傳動機構(gòu)l鏈條長度補償機構(gòu)l蝸輪、蝸桿減速機構(gòu)（2）電氣技術(shù)包括:l現(xiàn)場總線技術(shù)l變頻調(diào)速技術(shù)l可編程控制器的編程及應(yīng)用l電機傳動l各種傳感器的應(yīng)用l步進電機控制l氣動控制l伺服電機控制l繼電器控制l計算機組態(tài)、計算機控制的技術(shù)第二節(jié)第二節(jié) PROFIBUS工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場總

5、線控制系統(tǒng)2.1控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的PROFIBUS現(xiàn)場總線簡介現(xiàn)場總線簡介u現(xiàn)場總線發(fā)展的狀況現(xiàn)場總線發(fā)展的狀況 現(xiàn)場總線是用于過程控制現(xiàn)場儀表與控制室之間的一個標準的、現(xiàn)場總線是用于過程控制現(xiàn)場儀表與控制室之間的一個標準的、開放的、雙向的多站數(shù)字通信系統(tǒng)。開放的、雙向的多站數(shù)字通信系統(tǒng)。 20世紀90年代以來，現(xiàn)場總線技術(shù)以及基于該技術(shù)的控制系統(tǒng)（FCS）在國內(nèi)外引起人們的高度重視，成為世界范圍內(nèi)自動化技術(shù)發(fā)展的熱點。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上有近200種現(xiàn)場總線技術(shù)，經(jīng)過十幾年的競爭和完善，較具生命力的有幾十種。德國西門子公司的PROFIBUS，Echelon公司的LON Works，Robe

6、r Bosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，法國的FIP，以及國際標準組織-基金會現(xiàn)場總線FF：FieldBus Foundation，WorldFIP，BitBus，美國DeviceNet與ControlNet等u PROFIBUS現(xiàn)場總線簡介現(xiàn)場總線簡介 PROFIBUS自1984年開始研制現(xiàn)場總線產(chǎn)品，現(xiàn)以成為歐洲首屈一指的開放式現(xiàn)場總線系統(tǒng)，歐洲市場占有率大于40%，廣泛應(yīng)用于加工自動化、樓宇自動化、過程自動化、發(fā)電與輸配電等領(lǐng)域。PROFIBUS家族包括PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS三個成員。其中PROFIBUS-DP（De

7、centralized Periphery）是一種高速和便宜的通信連接，用于自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散的I/0之間進行通信。u 總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)共有兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用PROFIBUS-DP數(shù)據(jù)傳輸模型，運用RS-485傳輸技術(shù)。（1）底層（設(shè)備層）為PROFIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場總線層。（2）上層（人機交互層）為WINCC監(jiān)控層。 2.2 總線控制系統(tǒng)的硬件開發(fā) 硬件開發(fā)步驟硬件開發(fā)示意圖 2.3 總線控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)總線控制系統(tǒng)的軟件開發(fā) u控制系統(tǒng)軟件開發(fā)程序流程圖第第3節(jié)節(jié) PLC控制原理以及編程的應(yīng)用控制原理以及編程的應(yīng)用3.1 PLC的定義的定義 可編程序

8、控制器是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程序控制器在功能上只能進行邏輯控制，因而稱為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC。u發(fā)展方向發(fā)展方向 方便靈活和小型化 近來，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的不同需要，小型機功能不斷增加，例如數(shù)值運算、模擬量處理、與上位計算機聯(lián)網(wǎng)通訊、CRT編程器等功能。 大容量和高功能化 機電一體化 通訊和網(wǎng)絡(luò)標準化3.2 PLC編程的應(yīng)用編程的應(yīng)用 u編程準備編程準備 在編程前首先要完成PLC300和PLC200與計算機的連接。將CP5611接口卡插入計算機擴展槽中并聯(lián)結(jié)MPI通訊電纜至PLC300的MPI插口上，然后啟動計算機與PLC 300即可完成計算機與PLC 300的通訊連接；PLC200必須利用軟件STEP7-MicroWIN4.0來完成與計算機的連接。u 編寫程序 PLC300的程序使用STEP7 V5.2軟件根據(jù)程序流程圖設(shè)置I/O口通訊編寫，PLC200的程序根據(jù)本站的動作和信號編寫。3.3 監(jiān)控軟件與系統(tǒng)設(shè)備間的通訊