基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)供料站畢業(yè)論文

1、. . . . 1 / 25第一章概述第一章概述 4 4第二章第二章 PLCPLC 的發(fā)展史的發(fā)展史 5 52.12.1 PLCPLC 的簡(jiǎn)史與定義的簡(jiǎn)史與定義 5 52.22.2 PLCPLC 的特點(diǎn)的特點(diǎn) 6 62.32.3 PLCPLC 的應(yīng)用與發(fā)展前景的應(yīng)用與發(fā)展前景 7 7第三章自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的組成與基本功能第三章自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的組成與基本功能 8 82.1 基本組成 82.2 基本功能 9第三章電氣控制第三章電氣控制 10103.1 接線(xiàn)端子與主令部件 103.2 能源部件 123.2.1 供電電源 123.3 RS485 總線(xiàn)的電氣連接 14第四章供料與加工單元控制系統(tǒng)第四章供料與加工單

2、元控制系統(tǒng) 15154.1 供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程 154.2 供料單元的 PLC 工作任務(wù) 164.3 供料單元的編程思路 174.4 PLC 的 I/O 分配與系統(tǒng)安裝接線(xiàn) 194.5 供料加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路 21總結(jié)總結(jié) 2323致致 2323參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 2424附錄附錄 1 1 供料與加工單元電氣原理圖供料與加工單元電氣原理圖 2525. . . . 2 / 25畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 基于基于 PLCPLC 的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)供料站設(shè)計(jì)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)供料站設(shè)計(jì)所 屬 系：電子信息工程系電子信息工程系班 級(jí)：應(yīng)用電子技術(shù)應(yīng)用電子技術(shù) 092092學(xué) 員 姓 名：連銀連銀

3、學(xué) 號(hào)： 09401217 指 導(dǎo) 教 師：侯秀麗侯秀麗 2011 年 10 月 15 日. . . . 3 / 25摘摘 要要自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，綜合性主要涉與機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是生產(chǎn)線(xiàn)的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。本系統(tǒng)完成一個(gè)工件的拆卸、分揀工作，模擬一個(gè)生產(chǎn)流水線(xiàn)的生產(chǎn)過(guò)程。首先由供料站提供原料，運(yùn)輸站將其送至加工站加工，然后送至裝配站進(jìn)行安裝，最后由分揀站進(jìn)行分揀。設(shè)計(jì)

4、以送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元作為自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的整體設(shè)計(jì)，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的機(jī)械平臺(tái)，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的采用了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、變頻器驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)（伺服）電機(jī)位置控制等技術(shù)。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺(tái) PLCPLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各 PLCPLC 之間通過(guò) RS485RS485 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。所以，本設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識(shí)，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等） 、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLCPLC 控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò) 組態(tài) 自動(dòng)化 PLC 電機(jī). . . . 4 / 25第一章第一章 概述概述二十世紀(jì)以來(lái)，為

5、了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，人們研究和制造了成千上萬(wàn)種自動(dòng)控制系統(tǒng)，極推動(dòng)了生產(chǎn)勞動(dòng)、社會(huì)服務(wù)、軍事工程和科學(xué)研究等活動(dòng)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，這是機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對(duì)象是離散工件。早期的機(jī)械制造自動(dòng)化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動(dòng)化或是簡(jiǎn)單的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。20 世紀(jì) 60 年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（FMS） 。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化車(chē)間，加上信息管理、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化，出現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠(chǎng)自動(dòng)化（FA） 。現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)

6、技術(shù)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出越來(lái)越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提供了必要條件。70 年代以來(lái)，自動(dòng)化開(kāi)始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級(jí)的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國(guó)防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的自動(dòng)化，例如大型企業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、全國(guó)鐵路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、國(guó)家電力網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、空通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。自動(dòng)化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)療自動(dòng)化、人口控制、經(jīng)濟(jì)管理自動(dòng)化等。自動(dòng)化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開(kāi)發(fā)和宇宙探測(cè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專(zhuān)家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠(chǎng)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)

7、化、家庭自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化將成為新技術(shù)革命的重要容，并得到迅速發(fā)展。本系統(tǒng)模擬一個(gè)生產(chǎn)流水線(xiàn)的生產(chǎn)過(guò)程，完成一個(gè)工件的拆卸、分揀工作。首先由供料站提供原料，運(yùn)輸站將其送至加工站加工，然后送至裝配站進(jìn)行安裝，最后由分揀站進(jìn)行分揀。整個(gè)過(guò)程要充分考慮生產(chǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的情況，對(duì)各種生產(chǎn)要求進(jìn)行處理，系統(tǒng)分成五個(gè)操作站：供料站、安裝站、加工站、運(yùn)輸站、分揀站。整個(gè)系統(tǒng)基于三菱 PLC 的 N：N 網(wǎng)絡(luò)，包括變頻控制、伺服控制等，是各種電氣控制的綜合應(yīng)用。本課題由我和朱廷同學(xué)共同完成，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，朱廷同學(xué)主要負(fù)責(zé)程序的編制，我主要負(fù)責(zé)機(jī)械部分的安裝、電氣原理圖和氣路的設(shè)計(jì)和連接、變頻器和伺服放大器

8、的參數(shù)設(shè)置。. . . . 5 / 25第二章第二章PLCPLC 的發(fā)展史的發(fā)展史2.12.1 PLCPLC 的簡(jiǎn)史與定義的簡(jiǎn)史與定義1. 繼電器控制 用弱電信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)。故障查找與排除非常困難、改造工期長(zhǎng)、費(fèi)用高。 GM 首先提出可編程序控制器設(shè)想編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)；可直接使用 115V 交流輸入電壓；輸出采用 115V 交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等負(fù)載；通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便；能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可以擴(kuò)展到 4KB. 1969 年 DEC 研制出世

9、界上第一臺(tái)可編程序控制器從上述 10 項(xiàng)指標(biāo)可以看出，它實(shí)際上就是當(dāng)今可編程序控制器最基本的功能。將它們歸納一下，其核心為以下四點(diǎn)： (1) 用計(jì)算機(jī)代替繼電器控制盤(pán)。 (2) 用程序代替硬件接線(xiàn)。 (3) 輸入/輸出電平可與外部裝置直接連接。 (4) 結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展。 可編程序控制器的定義可編程序控制器的定義1985 年 1 月，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）定義： 可編程序控制器是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？?/p>

10、編程序控制器與其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是用來(lái)執(zhí)行 PC 的功能，亦被視同為 PC，但不包括鼓式或類(lèi)似的機(jī)械式順序控制器?？删幊绦蚩刂破骱?jiǎn)稱(chēng) Programmable Controller PC Personal Computer PC Programmable Logic Controller PLC. . . . 6 / 252.22.2 PLCPLC 的特點(diǎn)的特點(diǎn) 無(wú)觸電免配線(xiàn)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便 硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 編程簡(jiǎn)單，容易掌握 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作

11、量少 維修工作量小，維護(hù)方便 體積小，能耗低可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是 PLCPLC 最重要的特點(diǎn)之一。最重要的特點(diǎn)之一。PLCPLC 的平均無(wú)故障時(shí)間的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí)。可達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí)。硬件方面硬件方面：I/O 接口采用采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源的影響；對(duì)供電電源與線(xiàn)路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對(duì)CPU 等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。軟件方面軟件方面：采用掃描工作方式，減少了外界的干擾；設(shè)有故障檢測(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)

12、由干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫(xiě)操作，一旦正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的工作。目前，各種 PLC 都采用梯形圖語(yǔ)言為第一編程語(yǔ)言，是，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶(hù)的編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制線(xiàn)路圖相似，形象、直觀(guān)，不需要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，很容易讓廣大工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活。同時(shí)，PLC 編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。這也是 PLC 獲得普與和推廣的主要原因之一。許多 PLC 還針對(duì)具體問(wèn)題，設(shè)計(jì)了各種專(zhuān)用編程指令與編程方法，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了編程?，F(xiàn)代 PLC 不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能

13、，而且還具有 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、PID 控制、通信聯(lián)網(wǎng)以等許多功能。同時(shí)，由于 PLC 產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，可以組成滿(mǎn)足各種要求的控制系統(tǒng)。由于 PLC 用軟件代替了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的硬件，控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線(xiàn)工作量大為減少。 PLC 的用戶(hù)程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。在維修方面，由于 PLC 的故障率極低，維修工作量很?。欢?PLC 具很強(qiáng)的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù) PLC 上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。PLC 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗低，因而是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一

14、體化的理想控制設(shè)備。. . . . 7 / 252.32.3 PLCPLC 的應(yīng)用與發(fā)展前景的應(yīng)用與發(fā)展前景 開(kāi)關(guān)量邏輯控制自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)、機(jī)床電氣控制、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)、飛剪等控制 運(yùn)動(dòng)控制金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)器人、電梯等。 閉環(huán)過(guò)程控制溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。 數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作。 通信聯(lián)網(wǎng)PLC 與遠(yuǎn)程 I/O、PLC 之間、PL 與其它智能控制器之間。 高性能、高速度、大容量發(fā)展 多 CPU 結(jié)構(gòu) 高性能、流水 RISC 結(jié)構(gòu) CPU(32 位機(jī)) 增加智能控制功能 支持組態(tài)設(shè)計(jì) 大力發(fā)展微型 PLC,

15、不斷增強(qiáng)微型 PLC 的功能 掌上 PLC 高性能 支持多種編程方式 PLC 編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化IEC1131-3 (IEC 1994 年 5 月公布)順序功能圖（SFC）梯形圖功能塊圖指令表結(jié)構(gòu)文本 PLC 與其它工業(yè)控制器產(chǎn)品相互融合 與個(gè)人計(jì)算機(jī) PC 集散控制系統(tǒng) DCS 計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC 大力開(kāi)發(fā)智能 I/O 模塊模擬量 I/O、高速計(jì)數(shù)輸入、中斷輸入、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、熱電偶輸入、條形碼閱讀器、多路 BCD 輸入/輸出、模糊控制器、PID 回路控制、通信模塊. . . . 8 / 25第三章第三章 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的組成與基本功能與基本功能2.12.1 基本組成基本組成自動(dòng)生產(chǎn)

16、線(xiàn)由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式臺(tái)面上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個(gè)單元組成。其外觀(guān)如圖 2-1 所示。圖圖 2-12-1 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)外觀(guān)自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)外觀(guān)其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了多種類(lèi)型的傳感器，分別用于判

17、斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過(guò)的狀態(tài)、物體的顏色與材質(zhì)等。. . . . 9 / 252.22.2 基本功能基本功能供料單元的基本功能供料單元的基本功能：供料單元是本次設(shè)計(jì)中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工工件（原料）自動(dòng)地推出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元上。如圖 2-3 所示為供料單元實(shí)物的全貌。圖圖 2-32-3 供料單元實(shí)物的全貌供料單元實(shí)物的全貌. . . . 10 / 25第三章第三章 電氣控制電氣控制3.13.1 接線(xiàn)端子與主令部件接線(xiàn)端子與主令部件3.1.13.1.1 接線(xiàn)端子接線(xiàn)端

18、子本次任務(wù)的設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對(duì)分離。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過(guò)程的 PLCPLC 裝置則安裝在工作臺(tái)兩側(cè)的抽屜板上。因此，工作單元機(jī)械裝置與PLCPLC 裝置之間的信息交換是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線(xiàn)均連接到裝置側(cè)的接線(xiàn)端口上。PLCPLC 的 I/OI/O 引出線(xiàn)則連接到 PLC 側(cè)的接線(xiàn)端口上。兩個(gè)接線(xiàn)端口間通過(guò)多芯信號(hào)電纜互連。圖 3-1 和圖3-2 分別是裝置側(cè)的接線(xiàn)端口和 PLC 側(cè)的接線(xiàn)端口。裝置側(cè)的接線(xiàn)端口的接線(xiàn)端子采用三層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接DC24V 電源的+24

19、V 端，底層端子用以連接 DC24V 電源的 0V 端，中間層端子用以連接各信號(hào)線(xiàn)。PLCPLC 側(cè)的接線(xiàn)端口的接線(xiàn)端子采用兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信號(hào)線(xiàn),其端子號(hào)與裝置側(cè)的接線(xiàn)端口的接線(xiàn)端子相對(duì)應(yīng)。底層端子用以連接DC24V 電源的+24V 端和 0V 端。裝置側(cè)的接線(xiàn)端口和 PLCPLC 側(cè)的接線(xiàn)端口之間通過(guò)專(zhuān)用電纜連結(jié)。其中 25 針接頭電纜連接 PLC 的輸入信號(hào)，15 針接頭電纜連接 PLC 的輸出信號(hào)。圖圖 3-13-1 裝置側(cè)接線(xiàn)端口裝置側(cè)接線(xiàn)端口圖圖 3-23-2 PLCPLC 側(cè)接線(xiàn)端口側(cè)接線(xiàn)端口. . . . 11 / 253.1.23.1.2 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)任務(wù)

20、每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。1、當(dāng)工作單元自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行的主令信號(hào)以與運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)顯示信號(hào)，來(lái)源于該工作單元按鈕指示燈模塊。按鈕指示燈模塊如圖 3-3 所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。圖圖 3-33-3 按鈕指示燈模塊按鈕指示燈模塊模塊盒上器件包括：指示燈（24VDC）：黃色（HL1） 、綠色（HL2） 、紅色（HL3）各一只。主令器件：綠色常開(kāi)按鈕 SB1 一只紅色常開(kāi)按鈕 SB2 一只選擇開(kāi)關(guān) SA（一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)）急停按鈕 QS（一個(gè)常閉觸點(diǎn)）2、當(dāng)各工作單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)

21、時(shí)，對(duì)于采用三菱 FX 系列 PLC 的設(shè)備，各工作站 PLCPLC 配置如下：輸送單元：FX1N-40MTFX1N-40MT 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)晶體管輸出。供料單元：FX2N-32MRFX2N-32MR 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。加工單元：FX2N-32MRFX2N-32MR 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。裝配單元：FX2N-48MRFX2N-48MR 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，24 點(diǎn)繼電器輸出。分揀單元：FX2N-32MRFX2N-32MR 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。. . . . 12 / 253.23.2 能源部

22、件能源部件3.2.13.2.1 供電電源供電電源外部供電電源為三相五線(xiàn)制 AC 380V/220V，圖 3-4 為供電電源模塊一次回路原理圖。圖中，總電源開(kāi)關(guān)選用 DZ47LE-32/C32 型三相四線(xiàn)漏電開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)各主要負(fù)載通過(guò)自動(dòng)開(kāi)關(guān)單獨(dú)供電。其中，變頻器電源通過(guò) DZ47C16/3P 三相自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電；各工作站 PLCPLC 均采用 DZ47C5/2P 單相自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電。此外，系統(tǒng)配置 4 臺(tái) DC24V6A 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源分別用作供料、加工和分揀單元，與輸送單元的直流電源。圖圖 3-43-4 供電電源模塊一次回路原理圖供電電源模塊一次回路原理圖. . . . 13 / 253.2.23.

23、2.2 氣源處理裝置氣源處理裝置本次任務(wù)的氣源處理組件與其回路原理圖分別如圖 3-6 所示。氣源處理組件是氣動(dòng)控制系統(tǒng)中的基本組成器件，它的作用是除去壓縮空氣中所含的雜質(zhì)與凝結(jié)水，調(diào)節(jié)并保持恒定的工作壓力。在使用時(shí)，應(yīng)注意經(jīng)常檢查過(guò)濾器中凝結(jié)水的水位，在超過(guò)最高標(biāo)線(xiàn)以前，必須排放，以免被重新吸入。氣源處理組件的氣路入口處安裝一個(gè)快速氣路開(kāi)關(guān)，用于啟/閉氣源，當(dāng)把氣路開(kāi)關(guān)向左拔出時(shí)，氣路接通氣源，反之把氣路開(kāi)關(guān)向右推入時(shí)氣路關(guān)閉。圖圖 3-63-6 氣源處理組件氣源處理組件氣源處理組件輸入氣源來(lái)自空氣壓縮機(jī)，所提供的壓力為 0.61.0MPa, 輸出壓力為 00.8MPa 可調(diào)。輸出的壓縮空氣通

24、過(guò)快速三通接頭和氣管輸送到各作單工元。. . . . 14 / 253.33.3 RS485RS485 總線(xiàn)的電氣連接總線(xiàn)的電氣連接3.3.13.3.1 安裝和連接安裝和連接 N:NN:N 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安裝前，應(yīng)斷開(kāi)電源。各站 PLCPLC 應(yīng)插上 485-BD485-BD 通信板。它的 LEDLED 顯示/端子排列如圖 3-7 所示。圖圖 3-73-7 485-BD485-BD 板顯示板顯示/ /端子排列端子排列在 N N：N N 網(wǎng)絡(luò)，各站點(diǎn)間用屏蔽雙絞線(xiàn)相連，如圖 3-8 所示，接線(xiàn)時(shí)須注意終端站要接上 110 歐姆的終端電阻（485BD 板附件） 。圖圖 3-83-8 PLCP

25、LC 網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)連接. . . . 15 / 25第四章第四章 供料與加工單元控制系統(tǒng)供料與加工單元控制系統(tǒng)4.14.1 供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成為：工件裝料管，工件推出裝置，支撐架，閥組，端子排組件，PLCPLC，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，走線(xiàn)槽、底板等。其中，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)組成如圖 4-1 所示。其中，管形料倉(cāng)和工件推出裝置用于儲(chǔ)存工件原料，并在需要時(shí)將料倉(cāng)中最下層的工件推出到出料臺(tái)上。它主要由管形料倉(cāng)、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)、漫射式光電傳感器組成。該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉(cāng)中，推料缸處于料倉(cāng)的底層并且其活塞桿可從料倉(cāng)的

26、底部通過(guò)。當(dāng)活塞桿在退回位置時(shí)，它與最下層工件處于同一水平位置，而頂料氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺(tái)上時(shí)，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺(tái)上。在推料氣缸返回并從料倉(cāng)底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開(kāi)次下層工件。這樣，料倉(cāng)中的工件在重力的作用下，就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。在底座和管形料倉(cāng)第 4 層工件位置，分別安裝一個(gè)漫射式光電開(kāi)關(guān)。它們的功能是檢測(cè)料倉(cāng)中有無(wú)儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠。若該部分機(jī)構(gòu)沒(méi)有工件，則處圖圖 4-14-1 供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成. . .

27、. 16 / 25于底層和第 4 層位置的兩個(gè)漫射式光電接近開(kāi)關(guān)均處于常態(tài)；若僅在底層起有3 個(gè)工件，則底層處光電接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作而第 4 層處光電接近開(kāi)關(guān)常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了。這樣，料倉(cāng)中有無(wú)儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠，就可用這兩個(gè)光電接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反映出來(lái)。推料缸把工件推出到出料臺(tái)上。出料臺(tái)面開(kāi)有小孔，出料臺(tái)下面設(shè)有一個(gè)園柱形漫射式光電接近開(kāi)關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線(xiàn)，從而透過(guò)小孔檢測(cè)是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺(tái)有無(wú)工件的信號(hào)。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來(lái)判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來(lái)抓取此工件。4.24.2 供料單元的供料單元的 PLCPLC 工作任務(wù)工作任務(wù)本章

28、節(jié)只考慮供料單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況，單元工作的主令信號(hào)和工作狀態(tài)顯示信號(hào)來(lái)自 PLCPLC 旁邊的按鈕/指示燈模塊。并且，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開(kāi)關(guān) SASA 應(yīng)置于“單站方式”位置。具體的控制要求為： 設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個(gè)氣缸均處于縮回位置，且料倉(cāng)有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈 HL1HL1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以 1Hz 頻率閃爍。 若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，工作單元啟動(dòng)， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 HL2HL2常亮。啟動(dòng)后，若出料臺(tái)上沒(méi)有工件，則應(yīng)把工件推到出料臺(tái)上。出料臺(tái)上的工件被人工取出后，若沒(méi)有停止信號(hào)，則進(jìn)行下一次推出工件操

29、作。 若在運(yùn)行中按下停止按鈕，則在完成本工作周期任務(wù)后，各工作單元停止工作，HL2HL2 指示燈熄滅。 若在運(yùn)行中料倉(cāng)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈 HL1HL1 以 1Hz 的頻率閃爍， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 HL2HL2 保持常亮。若料倉(cāng)沒(méi)有工件，則 HL1HL1 指示燈和 HL2HL2 指示燈均以 2Hz 頻率閃爍。工作站在完成本周期任務(wù)后停止。除非向料倉(cāng)補(bǔ)充足夠的工件，工作站不能再啟動(dòng)。. . . . 17 / 254.34.3 供料單元的編程思路供料單元的編程思路一、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)工作過(guò)程的通常要求 系統(tǒng)上電后檢查是否準(zhǔn)備就緒。只有準(zhǔn)備就緒才允許啟動(dòng)系統(tǒng)，投入運(yùn)行狀態(tài)。

30、 主工藝控制過(guò)程是順序控制過(guò)程。 正常停止的要求發(fā)出停止指令后，一般要求一個(gè)工作周期結(jié)束后才停止運(yùn)行。二、供料單元編程思路1、主程序結(jié)構(gòu). . . . 18 / 252、主工藝控制過(guò)程單序列的步進(jìn)順序程序. . . . 19 / 253、狀態(tài)指示子程序調(diào)用4、用一個(gè)按鈕控制系統(tǒng)啟動(dòng)/停止的方法。4.44.4 PLCPLC 的的 I/OI/O 分配與系統(tǒng)安裝接線(xiàn)分配與系統(tǒng)安裝接線(xiàn). . . . 20 / 251、供料單元裝置側(cè)的接線(xiàn)端口上各電磁閥和傳感器的引線(xiàn)安排如表 4-1 所示。表表 4-14-1 供料單元裝置側(cè)的接線(xiàn)端口信號(hào)端子的分配供料單元裝置側(cè)的接線(xiàn)端口信號(hào)端子的分配輸入端口中間層輸出

31、端口中間層端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線(xiàn)端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線(xiàn)21B1頂料到位21Y頂料電磁閥31B2頂料復(fù)位32Y推料電磁閥42B1推料到位43 Y夾緊電磁閥52B2推料復(fù)位54 Y伸縮電磁閥6SC1供料臺(tái)物料檢測(cè)65 Y沖壓電磁閥7SC2物料不足檢測(cè)8SC3物料有無(wú)檢測(cè)9SC4金屬材料檢測(cè)2，根據(jù)工作單元裝置的 I/OI/O 信號(hào)分配（表 4-1）和工作任務(wù)的要求，供料單元 PLCPLC 選用 FX2N-32MR 主單元，共 16 點(diǎn)輸入和 16 點(diǎn)繼電器輸出。同時(shí)選用. . . . 21 / 25三菱 FX2N-8ER 擴(kuò)展模塊，共 4 點(diǎn)輸入和 4 點(diǎn)繼電器輸出。PLCPLC 的 I/OI/O 信

32、號(hào)分配如表 4-2 所示，接線(xiàn)原理圖則見(jiàn)附錄 1。表表 4-24-2 供料加工單元供料加工單元 PLCPLC 的的 I/OI/O 信號(hào)表信號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)PLC 輸入點(diǎn)信號(hào)名稱(chēng)信號(hào)來(lái)源序號(hào)PLC 輸出點(diǎn)信號(hào)名稱(chēng)信號(hào)來(lái)源1X0頂料氣缸伸出到位1Y0頂料電磁閥2X1頂料氣缸縮回到位2Y1推料電磁閥3X2推料氣缸伸出到位3Y2夾緊電磁閥4X3推料氣缸縮回到位4Y3料臺(tái)伸縮電磁閥5X4出料臺(tái)物料檢測(cè)5Y4沖壓電磁閥裝置側(cè)6X5供料不足檢測(cè)6Y57X6缺料檢測(cè)7Y68X7金屬工件檢測(cè)89X10加工臺(tái)物料檢測(cè)9Y7正常工作指示10X11工件夾緊檢測(cè)10Y10運(yùn)行指示按鈕/指示燈模塊11X12加工臺(tái)

33、伸出到位12X13加工臺(tái)縮回到位13X14加工壓頭上限14X15加工壓頭下限裝置側(cè)15X1616X1717X20停止按鈕18X21啟動(dòng)按鈕19X22急停按鈕20X23工作方式選擇按鈕/指示燈模塊4.54.5 供料加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路供料加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路. . . . 22 / 25供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖 4-3 所示。圖中 1A和 2A 分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1 和 1B2 為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，2B1 和 2B2 為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。1Y1 和 2Y1 分別為控制推料缸和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。通常，這兩個(gè)氣缸的初始位置均設(shè)定在縮回狀態(tài)。圖圖 4-34-3 供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖總總 結(jié)結(jié)通過(guò)本次的學(xué)習(xí)讓我的學(xué)習(xí)能力有了很大的提高，在任務(wù)設(shè)計(jì)中讓我對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)有所了解。一方面自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)包括諸多方面的知識(shí)如：機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò). . . . 23 / 25通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；另一方面對(duì)于模