柔性生產(chǎn)線加工安裝單元綜合程序設(shè)計(jì) 電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研…………………3-4第二部分設(shè)計(jì)說明………4-9第三部分設(shè)計(jì)成果…………9-22第四部分結(jié)束語……………23第五部分致謝…………24第六部分參考文獻(xiàn)…………25

第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。設(shè)計(jì)一個(gè)工件的安裝、加工的柔性生產(chǎn)線程序，程序模擬調(diào)試獲得成功。2.設(shè)計(jì)的思路、步驟、方法2.1設(shè)計(jì)的思路用三年所學(xué)專業(yè)知識和實(shí)踐技能，圖書館相關(guān)資料查詢，依托學(xué)院電工實(shí)訓(xùn)中心和自動(dòng)化設(shè)備維修實(shí)訓(xùn)中心的天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線、PLC等實(shí)訓(xùn)設(shè)備，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案和階段進(jìn)度計(jì)充分運(yùn)劃，詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)過程及存在的設(shè)計(jì)問題，通過程序設(shè)計(jì)、模擬調(diào)試、常見故障及檢修與排除、修訂完善，實(shí)現(xiàn)天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線PLC改造設(shè)計(jì)與故障排除，程序模擬調(diào)試、故障排除獲得成功。2.2設(shè)計(jì)的步驟分析生產(chǎn)線基本結(jié)構(gòu)、主要功能、運(yùn)動(dòng)形式、控制順序、控制要求、分析原理圖、天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線、PLC的選型、硬件系統(tǒng)和軟件程序設(shè)計(jì)、PLC的I/O分配、繪制PLC的外部接線圖和控制系統(tǒng)接線、常見故障及檢修與排除。2.3設(shè)計(jì)的方法通過網(wǎng)上文獻(xiàn)搜尋、學(xué)院圖書館查閱、設(shè)備選型、PLC編程及實(shí)訓(xùn)室的程序調(diào)試、排故實(shí)訓(xùn)室常見故障及檢修與排除。Z3050搖臂鉆床的實(shí)物圖，控制原理圖，外部接線圖，梯形圖，這些圖片我們更充分的去理解，分析。3、調(diào)研的目的和總結(jié)通過調(diào)研能讓我們對天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線的控制和性能多方面進(jìn)行清晰的解讀，性能特點(diǎn)，技術(shù)指標(biāo)，優(yōu)缺點(diǎn)等等，增強(qiáng)我們實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自主探索精神，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)說服力，在這次調(diào)研中，我們體會(huì)到：調(diào)研的重要性，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，在操作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過調(diào)研，能不斷提高我們應(yīng)對和突發(fā)事件的應(yīng)變能力和水平，大大的提高了工作的效率，降低成本，最后帶來第二部分設(shè)計(jì)說明天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu):THWSP-1柔性生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是西門子公司,為提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力而設(shè)計(jì)丶生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,該裝置由六套各自獨(dú)立而緊密相連的工作站和一套監(jiān)控站組成.這六站分別為,上料檢測站丶搬運(yùn)站丶加工站丶安裝站丶安裝搬運(yùn)站和分類站.天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線的工作介紹1.上料檢測站：回傳上料臺將工件提升并檢測工件顏色.2.搬運(yùn)站：將工件從上站搬到下站3.加工站：用回轉(zhuǎn)工作臺將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換.4.安裝站：選擇要加工工件的料倉將工件從料倉中推回將工件安裝到位。5.安裝搬運(yùn)站將上站工件拿起放入安裝工位將裝好工件拿起放下站.6分類站：按工件類型分類，將工件推入庫房.天煌THWSP-1柔性生產(chǎn)線的工作過程上料檢測站將大工件按順序排好后提升送出,搬運(yùn)站將大工件檢測站搬運(yùn)至加工站,加工站將大工件加工后送出工位.安裝搬運(yùn)站將大工件搬至安裝工位放下.安裝站在將對應(yīng)的小工件裝入大工件中,而后安裝搬運(yùn)站再將安裝好的工件分類站,分類站在將工件送入相應(yīng)的料倉.圖2-1工件物流傳遞過程4.操作和安全注意事項(xiàng)1.只有在掉電狀態(tài)下才能連接和斷開各種電氣連線2.使用直流24v以下的電壓3.氣動(dòng)系統(tǒng)的使用壓力不得超過8bar,在氣動(dòng)系統(tǒng)管路接好之前不得接通氣源4.接通氣源和長時(shí)間停機(jī)后開始工作，個(gè)別氣缸可能運(yùn)動(dòng)過快所以要特別小心5.所以部件緊定螺絲應(yīng)擰緊，不要在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)人為的干涉正常工作5.聯(lián)網(wǎng)控制為保證系統(tǒng)中各站能聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，必須將各站的PLC連接在一起，使獨(dú)立的各站間能交換信息，而且加工的過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如工件裝配信息等也需要向下站傳送，以保證工作正確。獨(dú)立各站的通訊聯(lián)網(wǎng)后各站運(yùn)動(dòng)可能會(huì)相互影響，為使系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，每一站與前后各站需要交換信息，而各站只有進(jìn)行正常工作程序后，才能相互通訊交換信息。每一站開始工作運(yùn)行，需前站給出信號，只有第一站是通過開始按鈕，啟動(dòng)工作的圖2-2PLC網(wǎng)絡(luò)控制框圖6、PLC介紹6.1PLC的定義可編程控制器，是一種以CPU為核心的計(jì)算機(jī)工作控制裝置，用它來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制，采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程6.2PLC的分類及工作原理PLC按I/O點(diǎn)總數(shù)可分為小型PLC（總數(shù)點(diǎn)≤256）、中型PLC（256≤總數(shù)點(diǎn)≤2048）、大型PLC（總數(shù)點(diǎn)≥2048）PLC按結(jié)構(gòu)可分為整體式PLC、模塊式PLC、疊裝式PLC三類。6.3PLC的型號選擇（1）.詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對象機(jī)、電、液之的配合，提出被控對象對西門子PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書。（2）.根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈等），從而確定與西門子PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。（3）.選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)，對西門子PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。圖2-3西門子PLC組成圖PLC的基本單元主要由中央處理器（CPU）、輸入輸出單元（I/O）、存儲(chǔ)器、供電單元、拓展模塊單元、編程器和編程器接口等模塊共同組成。詳細(xì)模塊的位置如下所列：1.電源模板2.后備電池3.模式開關(guān)（鑰匙操作）4.狀態(tài)和故障LED5.存儲(chǔ)器卡6.有標(biāo)簽區(qū)的前連接器7.CPU18.CPU210.I/O模板11.IM接口模板PLC（可編程邏輯控制器）的性能指標(biāo)：1.輸入/輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)是一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，是PLC與外界連接的端子。點(diǎn)數(shù)越多，表示PLC可連接的輸入和輸出器件就越多，控制的規(guī)模也相應(yīng)的增大。2.存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量通常用K字或K字節(jié)、K位來表示。這里所說的1K=1024，即2的10次方。存儲(chǔ)容量的大小，表示PLC可以存放多少用戶程序。有些PLC的存儲(chǔ)容量可以根據(jù)需要進(jìn)行配置，而有的PLC的存儲(chǔ)容量則可以進(jìn)行拓展。3.內(nèi)部寄存器（繼電器）在可編程邏輯控制器的內(nèi)部，有許多寄存器用來存放變量、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等，還有一些輔助寄存器可供用戶使用。所以，寄存器配置也是用來衡量PLC的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。正是因?yàn)镻LC具有上述的性能指標(biāo)，使得可以將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)。不僅可以大幅度的提高生產(chǎn)效率，改善工作條件，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，還具有結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定，安全性好，出錯(cuò)率低等優(yōu)點(diǎn)。6.4工程選型西門子200系列的所以plc型號中，224xp的性能最好，又自帶兩個(gè)模擬量輸入與一個(gè)模擬量輸出（本工程用不上，但是可以當(dāng)作以后的擴(kuò)展功能備用）cpu的運(yùn)行速度也是同系列的plc無法比擬的。所以我們選用224xp這款plc。由于224xpplc本體自帶14輸入與10輸出，不能達(dá)到我們的控制要求，本工程需要20個(gè)輸入與11個(gè)輸出，所以需要另外擴(kuò)展模塊，由于還差6個(gè)輸入與1個(gè)輸出，所以用混合型擴(kuò)展模塊，又由于工程一般需要預(yù)留百分之二十的備用余量，所以選用cm223擴(kuò)展模塊，它自帶16路輸入16路輸出，所以完全適合我們這工程。第三部分設(shè)計(jì)成果1.I/O地址分配表：加工單元IO分配表安裝單元IO分配表2.安裝與加工單元的接線圖：加工與安裝外部接線圖3.程序設(shè)計(jì)：主程序子程序加工單元子程序安裝單元子程序手動(dòng)模式 3.仿真調(diào)試仿真軟件簡介：S7-200仿真軟件，是西門子200系列型號的PLC所專用的仿真軟件，可以直接進(jìn)行使用。適用在無PLC的條件下，進(jìn)行仿真調(diào)試，起到檢查程序正確與否及正常運(yùn)行的目的。雙擊打開該款仿真軟件后，出現(xiàn)的界面如下圖所示。圖2-4系統(tǒng)仿真軟件圖當(dāng)用戶把所編寫的梯形圖語句轉(zhuǎn)換為STL語句時(shí)，保存為文本文檔的形式。當(dāng)利用軟件中的工具欄，則可以將保存的程序倒入至仿真軟件中，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。使用者通過撥動(dòng)程序中所對應(yīng)的開關(guān)，觀察顯示模塊指示燈的閃爍與熄滅情況，就可檢查所編寫的程序是否正確。使用方法：

1.本軟件無需安裝，解壓縮后雙擊S7_200.exe即可使用；

2.仿真前先用STEP

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MicroWIN編寫程序，編寫完成后在菜單欄“文件”里點(diǎn)擊“導(dǎo)出”，彈出一個(gè)“導(dǎo)出程序塊”的對話框，選擇存儲(chǔ)路徑，填寫文件名，保存類型的擴(kuò)展名為awl，之后點(diǎn)保存；

3.打開仿真軟件，輸入密碼“6596”，雙擊PLC面板選擇CPU型號，點(diǎn)擊菜單欄的“程序”，點(diǎn)“裝載程序”，在彈出的對話框中選擇要裝載的程序部分和STEP

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MicroWIN的版本號，一般情況下選“全部”就行了，之后“確定”，找到awl文件的路徑“打開”導(dǎo)出的程序，在彈出的對話框點(diǎn)擊“確定”，再點(diǎn)那個(gè)綠色的三角運(yùn)行按鈕讓PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，點(diǎn)擊下面那一排輸入的小開關(guān)給PLC輸入信號就可以進(jìn)行仿真了。使用步驟：配置PLC型號：圖2-5配置PLC型號圖選擇型號的下拉框，選中CPU224后，點(diǎn)擊確定，即完成對PLC型號的配置。載入程序：通過載入Step7中導(dǎo)出的awl格式的程序后，點(diǎn)擊確定，即可開始對程序進(jìn)行仿真調(diào)試。運(yùn)行：單機(jī)下圖的運(yùn)行按鈕，仿真軟件就開始對程序的仿真運(yùn)行。撥動(dòng)下方對應(yīng)的輸入按鈕，既可以看到上方輸出單元的運(yùn)行情況。圖2-6仿真調(diào)試圖第四部分結(jié)束語經(jīng)過幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有些太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)的知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己的學(xué)習(xí)能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了，自己知識還比較欠缺，自己要學(xué)的東西還是很多，以前老是覺得自己什么都會(huì)，什么東西都懂。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是個(gè)長期累積的過程，在以后的工作生活中，都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的綜合素質(zhì)。 第五部分致謝畢業(yè)計(jì)可以說是大學(xué)畢業(yè)前的，最后一門課程，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了，如何更冷靜的思考，認(rèn)真的查閱各種資料，通過在網(wǎng)上和在書上查到的各種資料，改進(jìn)并加入了自己的想法與特點(diǎn)，完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，并結(jié)合自己三年在學(xué)校所學(xué)的知識，得到了鞏固。在此我要感謝我的指導(dǎo)老師，對我的悉心指導(dǎo)，感謝老師對我的幫助，在設(shè)計(jì)的過程中，我通過查閱大量資料，與同學(xué)們交流經(jīng)驗(yàn)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了東西，也經(jīng)歷了不少艱辛，雖然這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)做的不太好，但是設(shè)計(jì)的過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大財(cái)富，使我終身受益。第六部分參考文獻(xiàn)【1】西門子S7-200PLC完全精通教程.向曉漢.學(xué)工業(yè)出版社. P125-129【2】電氣控制及PLC.周軍.機(jī)械工業(yè)出版社.2001年8月.P100-P130【3】工廠電氣控制技術(shù).熊幸明.清華大學(xué)出版社.2005年10月.P20-P100【4】電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù).劉長春.科學(xué)出版社