機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)操作系統(tǒng)說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)操作系統(tǒng)說 明 書一 系統(tǒng)概述本套機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是以臺(tái)灣eVIEW觸摸屏為監(jiān)控設(shè)備，西門子S7-300型可編程序控制器作為主控制器,S7-200型可編程控制器作為單元控制器，所有的設(shè)備之間采用西門子專用網(wǎng)絡(luò)連接的形式。配有由8個(gè)單元組成的執(zhí)行器及機(jī)械裝置，每站的執(zhí)行器采用托板形式，由托板固定在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，每站的控制器采用掛板形式，掛在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的網(wǎng)孔板上，電、氣連接由學(xué)生自己動(dòng)手，完成插接過程，提高動(dòng)手能力系統(tǒng)涵蓋了自動(dòng)化領(lǐng)域中的常用技術(shù)；可編程控制器技術(shù)、觸摸屏監(jiān)控技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、配線技術(shù)、機(jī)械裝配技術(shù)、機(jī)電聯(lián)調(diào)技術(shù)、PLC編

2、程技術(shù)、各種常用電機(jī)的控制技術(shù)等本套系統(tǒng)由8個(gè)單元組成；它們是儲(chǔ)料單元、翻轉(zhuǎn)送料單元、尺寸檢測單元、材質(zhì)檢測單元、機(jī)械手送料單元、加工單元、搬運(yùn)單元、立體倉儲(chǔ)單元。每個(gè)單元有各自動(dòng)作特點(diǎn)和要求，可成組編程，也可以單元分步編程，其工作任務(wù)是將隨設(shè)備一起提供的工件由原料倉庫取出，經(jīng)過高度檢測，材質(zhì)檢測，然后對非金屬工件進(jìn)行加工，最后按材料的不同將工件進(jìn)行分撿入庫。同時(shí)在幾個(gè)工作單元之間配以不同形式的工件傳送裝置最終完成一整套工作及工藝過程。二 控制器介紹1.觸摸屏：觸摸屏是一種典型的人機(jī)界面，它在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)

3、付隨時(shí)可能變化信息的多功能顯示屏幕。使用觸摸屏能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變得簡單生動(dòng)，并且可以減少操作上的失誤。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時(shí)也能減少PLC控制器所需的I/O 點(diǎn)數(shù)。MT500 系列觸摸屏是專門面向PLC 應(yīng)用的，它不同于一些簡單的儀表式或其它的一些簡單的控制PLC的設(shè)備，其功能非常強(qiáng)大，使用非常方便，非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來越龐大的工作量及功能的需求。日益成為現(xiàn)代工業(yè)必不可少的設(shè)備之一。2.西門子S7-300可編程控制器：SIMATIC S7-300 是一種通用型PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場合，尤其是在生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用。模

4、塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300在實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。S7-300具有以下顯著特點(diǎn)：l 循環(huán)周期短，處理速度高l 指令集功能強(qiáng)大、可用于復(fù)雜功能l 產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊湊、可用于空間有限的場合l 模塊化結(jié)構(gòu)、適合密集安裝l 有不同檔次的CPU、各種各樣的功能模塊合I/O模塊可供選擇l 100免維護(hù)STEP 7編程軟件用于SIMATIC S7等的編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具，為了在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用STEP 7,應(yīng)配置MPI通信卡或PC/MPI通信適配器，將計(jì)算機(jī)連接到MPI或PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，來下載和上載PLC的用

5、戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)。3.PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)：PROFIBUS是一種國際性的開放式現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，屬于單元級和現(xiàn)場級的SIMATIC網(wǎng)絡(luò)，適用于傳輸中小量的數(shù)據(jù)。其開放性可以允許許多家廠商開發(fā)各自的符合PROFIBUS協(xié)議的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品均可以連接在同一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上。PROFIBUS是一種電氣網(wǎng)絡(luò)，物理傳輸介質(zhì)可以是屏蔽雙絞線、光纖或無線傳輸。目前的PROFIBUS有三種系列：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。PROFIBUS-DP應(yīng)用于現(xiàn)場級；PROFIBUS-PA用于車間級；PROFIBUS-FMS專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中

6、。我們在設(shè)備中使用的是PROFIBUS-DP。PROFIBUS-DP的最高傳輸率為12Mbps，經(jīng)過優(yōu)化的高速、廉價(jià)的傳輸形式，適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信，它采用了RS-485傳輸。4.西門子S7-200可編程控制器：S7-200系列屬于整體式小型PLC,用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)，CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接。EM277 PROFIBUS-DP從站模塊用于將S7-200 CPU連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。通信速率為960012Mbps。 STEP 7-Micro/Win32是專門為

7、S7-200設(shè)計(jì)的，在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，CPU通過PC/PPI電纜或插在計(jì)算機(jī)中的CP5611等通信卡與計(jì)算機(jī)通信。三 系統(tǒng)單元介紹及資料本系統(tǒng)的8個(gè)單元各自配有自己的SIEMENS S7-200 PLC 可編程序控制器作為單元控制器，每個(gè)單元還配有獨(dú)立的操作按鈕：自動(dòng)/手動(dòng)選擇；啟動(dòng)/停止選擇；單步運(yùn)行；系統(tǒng)復(fù)位。因?yàn)槊恳徽径伎梢苑奖愕倪B接電源系統(tǒng)，氣動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，操作系統(tǒng)，所以每一站可以作為獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行控制，也可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行兩站或者多站組合，完成所需要的系統(tǒng)動(dòng)作。其中每站可以進(jìn)行單步分解動(dòng)作控制，單站手動(dòng)單循環(huán)控制，自動(dòng)響應(yīng)循環(huán)控制。0. 0號

8、工作臺(tái)主要功能： 整套設(shè)備的總電源供應(yīng)（AC220V和DC24V）,具有電路分?jǐn)嗪图蓖５墓δ埽ㄟ^工作臺(tái)后面的電源插孔和導(dǎo)線依次連接到后續(xù)的工作臺(tái)上； 整套設(shè)備的總氣源供應(yīng)，具有氣路急停和氣壓調(diào)節(jié)的功能，通過工作臺(tái)前面的氣路快接插頭和氣管依次連接導(dǎo)后續(xù)的工作臺(tái)上； 觸摸屏和S7-300 PLC固定在網(wǎng)孔板上，同時(shí)從0號臺(tái)取得電源（觸摸屏使用DC24V供電，S7-300 PLC使用AC220V供電）0號臺(tái)外形圖1儲(chǔ)料單元?jiǎng)幼鬟^程： 工件由氣缸推出到料板上，然后等待下一單元將工件取走。氣缸的頂出與收回靠一個(gè)二位五通雙控電磁閥控制。由傳感器識別頂料桿（氣缸）的位置；當(dāng)傳感器無信號時(shí)說明料庫中無原料，

9、頂料桿不能推出；由行程開關(guān)完成識別工件是否已被推到料板上。動(dòng)作要求： - 工件通過頂料桿由倉庫被分離到料板上- 判斷料板上有無工件- 當(dāng)料庫無工件時(shí)，頂料桿將不能推出- 當(dāng)工件被分離到料板上后，發(fā)出信號給下一單元專心-專注-專業(yè)第一站掛板配線圖第一站托板配線圖2翻轉(zhuǎn)送料單元?jiǎng)幼鬟^程：翻轉(zhuǎn)臂在兩個(gè)單元間設(shè)定的位置準(zhǔn)確地傳送工件。采用直流減速電機(jī)完成該動(dòng)作，并通過真空吸盤抓取工件。系統(tǒng)通過三個(gè)傳感器識別旋轉(zhuǎn)臂的位置，并向其他單元發(fā)出啟動(dòng)信號；由一個(gè)微動(dòng)開關(guān)識別工件是否被抓牢.動(dòng)作要求： - 工件被抓取- 當(dāng)工件被抓取后，旋轉(zhuǎn)臂由左向右運(yùn)動(dòng)- 旋轉(zhuǎn)臂到達(dá)右側(cè)將釋放工件- 釋放工件后旋轉(zhuǎn)臂向左運(yùn)動(dòng)第二

10、站掛板配線圖第二站托板配線圖3尺寸檢測單元?jiǎng)幼鬟^程：當(dāng)接到工件后，托料盤上升至頂端，由傳感器識別工件的高度是否符合要求。若“合格”，托料盤下降至中部停穩(wěn)后，推料氣缸工作，將工件推出，工件將沿滑槽到下一單元，當(dāng)下一站單元識別工件已到位，這時(shí)停在中部的托料盤繼續(xù)下降到底端，等待下一工件的到來；若“不合格”，托料盤直接下降至底端。將不合格工件，推入廢料槽。動(dòng)作要求： - 托料盤上升- 托料盤到達(dá)頂部，需要延時(shí)（進(jìn)行檢測）- 根據(jù)測量結(jié)果，托料盤下降到中部或底部推料- 記錄檢測結(jié)果第三站掛板配線圖第三站托板配線圖4材質(zhì)檢測單元?jiǎng)幼鬟^程：當(dāng)接到工件后傳送帶開始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)工件向后運(yùn)動(dòng)，其間經(jīng)過三個(gè)傳感器，

11、來識別工件的材質(zhì)，到達(dá)檢測完成位置后發(fā)出信號由下一個(gè)工作站將工件取走，傳送帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，等待下一個(gè)工件的到來。動(dòng)作要求： - 由變頻器驅(qū)動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)來完成工件在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)和停止- 存儲(chǔ)工件的檢測結(jié)果，提供給加工單元和立體倉儲(chǔ)單元第四站掛板配線圖第四站托板配線圖5機(jī)械手搬運(yùn)單元?jiǎng)幼鬟^程：當(dāng)工件被送到機(jī)械手下方后，機(jī)械手將向下運(yùn)動(dòng)，然后鎖緊夾爪，當(dāng)工件被夾住后，機(jī)械手上升，到達(dá)上端后，手臂向右旋轉(zhuǎn)180°。當(dāng)?shù)竭_(dá)右側(cè)后夾爪向下并釋放工件，然后上升，最后機(jī)械手臂向左擺動(dòng)、復(fù)位，并發(fā)出信號，將控制權(quán)交給下一單元。動(dòng)作要求： - 機(jī)械夾爪上下運(yùn)動(dòng)- 機(jī)械夾爪鎖緊后將有信號產(chǎn)生- 機(jī)械手臂

12、左右擺動(dòng)（180°）- 只有當(dāng)機(jī)械手臂下降到低端時(shí)才能作開合動(dòng)作- 完成動(dòng)作后，發(fā)出信號給下一單元第五站掛板配線圖第五站托板配線圖6加工單元?jiǎng)幼鬟^程：當(dāng)工件被送到鎖緊槽后，拉缸向后，將工件鎖緊，然后鉆機(jī)啟動(dòng)，并緩慢下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定位置后鉆機(jī)上升，升至頂端后停轉(zhuǎn)，這時(shí)拉缸復(fù)位向前，并發(fā)出信號，將控制權(quán)移交給下一站。動(dòng)作要求： - 鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)- 鉆機(jī)上下運(yùn)動(dòng)- 鎖緊槽鎖緊（既拉缸向后）后，鉆機(jī)才能旋轉(zhuǎn)并下降- 鎖緊槽釋放后要發(fā)出一個(gè)信號給下一站第六站掛板配線圖第六站托板配線圖7傳送單元?jiǎng)幼鬟^程：接到信號后，旋臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，當(dāng)?shù)竭_(dá)工件上方時(shí)，旋臂下降，再抽真空，工件被吸住后

13、，旋臂上升至頂端，并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°后旋臂真空釋放將工件放置在立體倉庫得接料庫位上，為下次動(dòng)作作準(zhǔn)備。動(dòng)作要求： - 旋臂做上下運(yùn)動(dòng)- 旋臂順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°- 用抽真空抓取工件第七站掛板配線圖第七站托板配線圖8立體倉儲(chǔ)單元?jiǎng)幼鬟^程：接到第4站的取空料盤信號后，叉車根據(jù)來料種類將該類庫位的空盤取出并放置在裝料位,等待第7站將來料裝入料盤中, 當(dāng)?shù)?站完成放料的工作后, 叉車將料盤放入相應(yīng)料倉位。叉車返回原位, 為下次動(dòng)作做準(zhǔn)備，同時(shí)在倉庫未滿的情況下，觸發(fā)第1站的動(dòng)作。動(dòng)作要求： - 何種貨物及到來的先后順序由程序事先指定所放的庫位- 叉車作X,Y, Z三維的運(yùn)動(dòng)

14、- 叉車運(yùn)行定位信號由傳感器產(chǎn)生第八站掛板配線圖第八站托板配線圖四 附 錄附錄A：系統(tǒng)整體動(dòng)作流程圖：料塊下降“不合格”推料“不合格”料塊下降“合格”NY檢測擺缸復(fù)位工件釋放料塊上升擺缸向右抽真空抓件頂料桿推出頂料桿收回?cái)[桿向左啟動(dòng)第八站判斷工件材質(zhì)檢測工件材質(zhì)機(jī)械手下降機(jī)械手閉合機(jī)械手向上傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手向下取相應(yīng)空盤到接料位機(jī)械手?jǐn)[向右機(jī)械手打開、向上機(jī)械手臂向左Y卡料缸拉緊是塑料工件？N卡料缸釋放電鉆旋轉(zhuǎn)打孔旋轉(zhuǎn)臂上升真空釋放旋轉(zhuǎn)臂右轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)臂左轉(zhuǎn)抽真空旋轉(zhuǎn)臂下降叉車入庫工件釋放叉車完成回歸原點(diǎn)附錄B：單元PLC輸入/輸出部件使用明細(xì)表：序號名稱傳感器數(shù)量(個(gè))驅(qū)動(dòng)部件數(shù)量(個(gè))光電傳感器霍爾傳感器電感傳感器磁性開關(guān)微動(dòng)開關(guān)電磁閥繼電器驅(qū)動(dòng)器控制1儲(chǔ)料單元1