裝配流水線控制的模擬

1、中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)電綜合實驗中心實驗報告課程名稱機(jī)電綜合實驗實驗名稱裝配流水線的模擬控制專業(yè)年級 機(jī)械工程13-3班姓名 陳堯 學(xué)號03130970姓名姜躍為 學(xué)號03130972姓名姜振華 學(xué)號03130973姓名 金流丞學(xué)號03130974姓名 李束潔學(xué)號03130975實驗日期2016/11/14實驗成績指導(dǎo)教師吳宏志1 摘要 22簡介 21.1 PLC 21.2 組態(tài)王 33實驗設(shè)計 43.1 實驗?zāi)康?43.2 實驗裝置 53.3 控制要求 53.4 系統(tǒng)流程圖 63.5 I/O 接口分配表 73.6 I/O 接線圖： 74程序梯形圖 81.1 程序及其注釋 81.2 梯形圖 8

2、5 組態(tài)王監(jiān)控 136調(diào)試結(jié)果 137 實驗小結(jié) 248 參考文獻(xiàn) 15裝配流水線控制的模擬摘要本次實驗主要介紹了 PLC模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)中的運用，要求學(xué)會使用組態(tài)王軟件 和PLC (SIMEINS S7-200)控制系統(tǒng)連接，采用下位機(jī)執(zhí)行，上位機(jī)監(jiān)控的方法，構(gòu)建 完成裝配流水線的模擬控制系統(tǒng)。通過 PLC模擬控制和組態(tài)王的監(jiān)控，本實驗實現(xiàn)了 裝配流水線的控制和監(jiān)視。Programmable controller, is the computer technology and the combination of the relay control technology, is on th

3、e basis of the sequencecontroller and microcomputer controller developed a new type of controller, is a microprocessor as the core as a dedicated computer for digital control.Computer as the upper machine, using configuration software to monitor and control of PLC, can control the operation of the m

4、achine PLC and stop, and real-time monitoring of operation condition. According to write PLC program, and through computer debugging; In configuration software design and debugging, finally realizes the online monitoring.簡介2.1 PLC:可編程序控制器，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制 器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核

5、心用作數(shù)字控 制的專用計算機(jī)。自1969年對工業(yè)自動控制的特點和需要而開發(fā)的第一臺PLC問世以來，迄今已經(jīng)三十多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的集成和演變，但又不同于順序控制器和 通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制 要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計算機(jī)編 程語言的表達(dá)方式，獨具風(fēng)格的形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊 化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和差錯都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書或提示。做少量的安裝接線和用戶程序的編制 工作，就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于

6、生產(chǎn)實踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不 需要具有專門的計算機(jī)編程語言只是。這樣就破除了了 “電腦”的神秘感，推動了計算 機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)，PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC CAD/CAMROBOT-,已其可靠性、邏輯功 能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易與計算機(jī)接口、能對 模擬量進(jìn)行控制、具備高速技術(shù)與位控等高性能模塊的優(yōu)異性能，日益取代由大量中間 繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電-接觸控制系統(tǒng)。2.2 組態(tài)王：組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)

7、計算機(jī)軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng) 濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層 次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測 與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的具體功能和優(yōu)勢包括：（1）組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件擁有可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫、動畫連接。（2）無與倫比的動力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動畫功能。（3）可以對畫面中的一部 分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打印。（4）變量導(dǎo)入導(dǎo)出功能，變量

8、可以導(dǎo)出到Excel 表格中，方便的對變量名稱等屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實現(xiàn)了變量的二次 利用，節(jié)省了開發(fā)時間。（5）強(qiáng)大的分布式報警、事件處理，支持實時、歷史數(shù)據(jù)的 分布式保存。（6）強(qiáng)大的腳本語言處理，能夠幫助你實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處 理。（7）全新的Webserver架構(gòu)，全面支持畫面發(fā)布、實時數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布 以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的發(fā)布。（8）方便的配方處理功能，豐富的設(shè)備支持庫。使用組態(tài)王實現(xiàn)控制仿真的基本步驟包括：（1）圖形界面的設(shè)計（2）構(gòu)造數(shù)據(jù)庫（3）建 立動畫連接（4）運行和調(diào)試組態(tài)王軟件的特點：（1）實驗全部用軟件來實現(xiàn)，只需利用現(xiàn)有的計算機(jī)就可完成自動 控

9、制系統(tǒng)課程的實驗，從而大大減少購置儀器的經(jīng)費。（2）該系統(tǒng)是中文界面，人機(jī)界面友 好、結(jié)果可視化。（3）操作簡單易學(xué)且編程簡單，參數(shù)輸入與修改靈活，具有多次或重復(fù)仿 真運行的控制能力，可以實時地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線，能很直觀地顯示控制 系統(tǒng)的實時趨勢曲線，這些很強(qiáng)的交互能力使其在自動控制系統(tǒng)的實驗中可以發(fā)揮理想 的效果。（4）組態(tài)王可以嵌入圖片（5）可以播放聲音文件（7）播放動畫（8）支持視頻采集設(shè)備組態(tài)王軟件控制過程要考慮的三個方面：（1）圖形，即怎樣用抽象的圖形畫面來模擬實際的工業(yè)現(xiàn)場和相應(yīng)的工控設(shè)備。（2）數(shù)據(jù),就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫，并用此數(shù)據(jù) 庫中的變量描述工控對象的各種

10、屬性，比如水位、流量等。（3）連接,就是畫面上的圖素以 怎樣的動畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運行，以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。3實驗設(shè)計3.1 實驗?zāi)康模簩W(xué)會使用組態(tài)軟件（推薦選用組態(tài)王軟件）和 PLC （推薦選用SIMEINS S7-200） 控制系統(tǒng)連接，采用下位機(jī)執(zhí)行，上位機(jī)監(jiān)控的方法，構(gòu)建完成裝配流水線的模擬控制 系統(tǒng)。3.2 實驗裝置：TKPLC-1型實驗裝置、計算機(jī)、PC/PPI編程電纜、連接導(dǎo)線3.3 控制要求裝配流水線的模擬控制搽作1操作2探作3口 口 口 I 口 口口口 I口口 I 口口口口裝配流水線H &倉庫功能說明:1 .裝配流水線控制傳送系統(tǒng)，用異步電動機(jī)帶動傳送帶，控制

11、過程如下：2 .啟動時先按下SD按鈕，起動整個傳送系統(tǒng)，工件開始在傳送帶移位。3 .停止時按下復(fù)位按鈕，裝配流水線停止工作，系統(tǒng)初始化重新開始運行。4 .A, B, C三個燈模擬的是三個操作，D, E, F, G四組燈模擬的是傳送帶TKPLC-1型實驗裝置上PLC作為下位機(jī)控制，傳送帶共有十六個工位，工件從 號位裝入，分別在A （操作1）、B （操作2）、C （操作3）三個工位完成三種裝配操作, 經(jīng)最后一個工位后送入倉庫 H;其它工位均用于傳送工件。計算機(jī)作為上位機(jī)，利用組 態(tài)軟件對PLC進(jìn)行監(jiān)視和控制，能夠控制下位機(jī) PLC的運行和停止，并且對運行工況進(jìn) 行實時監(jiān)視。根據(jù)求編寫PLC程序，并

12、且上機(jī)調(diào)試通過；在進(jìn)行組態(tài)軟件設(shè)計調(diào)試，最 終實現(xiàn)在線監(jiān)控。3.4 系統(tǒng)流程圖PLC本身有多種程序設(shè)計語言，如梯形圖語言、指令語句表語言、功能表語言等。 其中梯形圖語言沿襲傳統(tǒng)的電氣符號控制圖，但簡化了符號，編程容易且直觀。根據(jù)設(shè) 計要求具體流程圖如下：程序啟動按下開始按鈕I0.0 流水線開始工作 傳送帶D指示燈Q0.3亮1秒之后傳送帶E指示燈Q0.4亮，Q0.3滅 1秒之后傳送帶F指示燈Q0.5亮，Q0.4滅1秒之后傳送帶G指示燈Q0.6亮，Q0.5滅1秒之后傳送帶H指示燈Q0.7亮，Q0.6滅1秒之后傳送帶D指示燈Q0.4亮，Q0.7滅(A)1秒之后操作A指示燈Q0.0亮，Q0.3滅3秒之

13、后傳送帶E指示燈Q0.4亮，Q0.0滅，1秒之后操作B指示燈Q0.1亮，Q0.4滅 3秒之傳送帶F指示燈Q0.5亮，Q0.1滅1秒之后操作C指示燈Q0.2亮，Q0.5滅 3秒之傳送帶G指示燈Q0.6亮，Q0.2滅 閉合移位開關(guān)，傳送帶有DEFGS次點亮 按下復(fù)位按鈕I0.1 ,系統(tǒng)復(fù)位再次按下啟動按鈕，程序再次啟動3.5 I/O接口分配表表 2.4-1面板啟動復(fù)位移位ABCPLCI0.0I0.2I0.1Q0.0Q0.1Q0.2面板DEFGHPLCQ0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7其中I0.0 為系統(tǒng)啟動按鈕，I0.1為移位按鈕，I0.2為復(fù)位按鈕，Q0.1、Q0.2、Q0.3 位ABC三

14、個操作的輸出，Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6為模擬傳送帶的輸出，Q0.7位模擬 的倉庫輸出。3.7 主線路圖:4程序梯形圖4.1程序及其注釋：LDI0.2OM21.1RQ0.0, 8;系統(tǒng)復(fù)位LBL1;程序循環(huán)LDI0.0;操作D運行1sOM20.5ANM5.0SQ0.3, 1TONT37, 10LDT37;操作D停止SM5.0, 1LDT37;操作A自動運行2sOQ0.0AI0.0OM20.5ANM5.1ANI0.2OM21.1SQ0.0, 1RQ0.3, 1TONT38, 20LDT38;操作A停止SM5.1, 1LDT38;按下移位按鈕，操作 E運行OM0.3SM0.3, 1LD

15、I0.1OM20.6AM0.3OQ0.4AI0.0OM20.5ANM5.2ANI0.2OM21.1SQ0.4, 1RQ0.0, 1TONT39, 10LDT39;操作E運行1s停止SM5.2, 1LDT39;操作B1s后自動運行2sAI0.0OM20.5OQ0.1ANM5.3ANI0.2OM21.1SQ0.1, 1RQ0.4, 1TONT40, 20RM0.3, 1LDT40;操作B停止SM5.3, 1LDT40;按下移位按鈕操作F運行1sOM0.4SM0.4, 1LDI0.1OM20.6AM0.4OQ0.5AI0.0OM20.5ANM5.4ANI0.2OM21.1SQ0.5, 1RQ0.1,

16、 1TONT41, 10LDT41;操作F停止SM5.4, 1LDT41;操作C運行2sAI0.0OM20.5OQ0.2OM21.1ANM5.5ANI0.2SQ0.2, 1RQ0.5, 1TONT42, 20RM0.4, 1LDT42;操作C停止OM0.5SM0.5, 1SM5.5, 1LDI0.1;按下移位按鈕，操作 G運行1sOM20.6AM0.5OQ0.6AI0.0OM20.5ANM5.6ANI0.2OM21.1SQ0.6, 1RQ0.2, 1TONT43, 10LDT43;操作G停止SM5.6, 1LDT43;按下移位按鈕，操作 H運行2sAI0.0OM20.5OQ0.7ANM5.7A

17、NI0.2OM21.1SQ0.7, 1RQ0.6, 1TONT44, 20LDT44;操作H停止SM5.7, 1LDT44RM5.0, 8;寄存器復(fù)位LDT44JMP1;跳至循環(huán)開始4.2梯形圖:N etwork 5Nelwoik 8瑜日前yom.21ffic,gM2O.5由蝌22新10最M20.6電國位I/O蒿看23新16瓶M21.1I/OW24Q0.0自25frlOSBQ0.1俄CI/O就毋26Q0.2如1靖著限27纖青QjO.31簿離量28薪心音004等F的有敬29*105*Q0.5I/O亳蝮30蚓。筑QOS的Hg恚墩31郛1。食看Q0.7件算白天超邂！32本站點操作 本站點操作 本站點

18、操作 本站點操作G=1)本站點移動 本站點移位+2;本站點移動 本站點移動;這段程序是指當(dāng)操作DEFG動作時候，傳送帶各運行一段距離，當(dāng)操作 ABC運行 時候，傳送帶停止運行，指導(dǎo)動作完成，傳送帶繼續(xù)工作。6調(diào)試結(jié)果按下啟動按鈕，裝配流水線模擬控制系統(tǒng)正常啟動。按下復(fù)位按鈕，裝配流水線模擬控制系統(tǒng)恢復(fù)到初始化狀態(tài)。按下移位按鈕，工件開始在傳送帶上傳動，經(jīng)過 DEFG1后到達(dá)A,進(jìn)行操作1;經(jīng) 過DEF貨后至IJ達(dá)B,進(jìn)行操作2;經(jīng)過DEFGi后到達(dá)C,進(jìn)行操作3;經(jīng)過DEF女后 到達(dá)H,進(jìn)入倉庫；完成一個工件的裝配操作并且進(jìn)入倉庫。在接著 DEFG-A- DEFG- -B- DEFG- C- DEFG- H按此順序循環(huán)操作！7實驗小結(jié)本次實驗我們組的題目是裝配流水線 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，通過對流水線動作的連續(xù) 性以及被控制設(shè)備之間的相互關(guān)聯(lián)性，進(jìn)行相應(yīng)的動作輸出，從而實現(xiàn)從工件從一號位 傳送到倉庫完成輸出的這樣一個周期控制工作。本次實驗不同于以前做的任何一個實 驗，并不是簡單的老師在前面演示實驗過程，自己做出實驗結(jié)果，然后回去分析整個實 驗過程后面所包含的知識，本次試驗不僅是檢驗我們所學(xué)習(xí)知識的扎實程度，同時也是 對我們所學(xué)知識的應(yīng)用，我是沒有學(xué)過 PLC的，在做實驗之前也沒有聽說過組態(tài)王這個軟件，老師給了我們軟件，就開始自己學(xué)習(xí)，