MPS供料單元完整版

.../設(shè)備故障診斷與維修基于PLC控制的MPS供料單元系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)姓名學(xué)號班級院系組號指導(dǎo)老師目錄第一章任務(wù)描述41.1實(shí)訓(xùn)意義41.2任務(wù)41.3任務(wù)實(shí)施5第二章調(diào)研62.1國內(nèi)外概況62.2調(diào)研結(jié)論7第三章方案設(shè)計(jì)93.1機(jī)械結(jié)構(gòu)方案93.3電氣方案103.2氣動方案103.4控制方案11第四章技術(shù)設(shè)計(jì)134.1機(jī)械零件設(shè)計(jì)134.2氣動元件選型134.3電氣原件選型154.4重要部件描述18第五章硬件設(shè)計(jì)205.1電氣原理圖205.2電路215.3I/O接線表215.4電源22第六章軟件設(shè)計(jì)246.1順序功能圖246.2PLC程序25第七章調(diào)試357.1調(diào)試計(jì)劃357.2過程357.3故障36第八章體會37第九章參考文獻(xiàn)38第一章任務(wù)描述1.1實(shí)訓(xùn)意義MPS是FESTO公司結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)特點(diǎn)開發(fā)研制的模擬自動化生產(chǎn)過程,集機(jī)械,電子,通訊為一體高度集成的機(jī)電一體化教學(xué)裝置,這套裝置的設(shè)計(jì)目的旨在培養(yǎng)能夠綜合應(yīng)用自動化領(lǐng)域相關(guān)知識的專業(yè)技術(shù)人才,將給授訓(xùn)者提供一個(gè)很好的鍛煉平臺以更好的理解和掌握自動化領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)知識。具體可使受訓(xùn)者從下列幾個(gè)方面得到提高：一、對氣動自動化的學(xué)習(xí)本設(shè)計(jì)擬采用氣動自動化控制技術(shù)作為MPS執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案,所以要求受訓(xùn)者要重視和加強(qiáng)對氣動自動化控制技術(shù)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。二、對PLC知識的學(xué)習(xí)由于本設(shè)計(jì)下位控制器擬采用PLC控制,所以要求受訓(xùn)者學(xué)習(xí)PLC相關(guān)知識,包括PLC的選型、編程、調(diào)試等,所以將使受訓(xùn)者在PLC方面得到提高。三、對自動化技術(shù)新的認(rèn)識本設(shè)計(jì)還將用到傳感器、執(zhí)行器等知識。通過這個(gè)設(shè)計(jì)過程,必將使我們對自動化控制技術(shù)有一個(gè)總體的把握和全新的認(rèn)識,對我們以后的學(xué)習(xí)和工作具有重要幫助。1.2任務(wù)以STEP7為開發(fā)平臺,設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng),使其能夠?qū)PS供料單元進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)控制,以保證完成相應(yīng)的工藝要求。1、MPS中供料單元的生產(chǎn)工藝過程簡介；2、硬件組態(tài),網(wǎng)絡(luò)連接與配置；3、根據(jù)工藝要求畫出程序流程框圖；4、編寫控制程序并加上必要的注釋；5、設(shè)計(jì)說明書〔包括：封面、目錄、任務(wù)書、供料單元工藝簡介、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接與配置、程序流程框圖、程序清單、總結(jié)體會、參考文獻(xiàn)等,全文要求邏輯嚴(yán)密、條理清晰,文字流暢,理論聯(lián)系實(shí)際,符合科技寫作規(guī)范。1.3任務(wù)實(shí)施任務(wù)要求：1、熟悉MPS工藝流程,查閱相關(guān)科技文獻(xiàn),掌握控制、檢測、通訊等技術(shù)要求；2、完成MPS供料單元相關(guān)工藝流程所要求的順序動作；3、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試；4、撰寫實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練說明書。任務(wù)進(jìn)度安排：第一周：星期一討論設(shè)計(jì)題目星期二至星期五了解工藝過程,學(xué)習(xí)相關(guān)軟件硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接與配置第二周：星期一至星期三繪制程序流程圖、編寫控制程序星期四系統(tǒng)調(diào)試星期五撰寫說明書第二章調(diào)研2.1國內(nèi)外概況國外情況國外自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是系統(tǒng)化、柔性化、集成化和智能化。自動化技術(shù)不斷提高光電子、自動化控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)制造等行業(yè)的技術(shù)水平和市場競爭力,它與光電子、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的融合和創(chuàng)新,不斷創(chuàng)造和形成新的行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),同時(shí)不斷提供新的行業(yè)發(fā)展的管理戰(zhàn)略哲理。如并行工程〔CE、敏捷制造〔AM等。數(shù)控技術(shù)于模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體和智能化；CAD/CAM系統(tǒng)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期；自動控制內(nèi)容發(fā)展到對產(chǎn)品質(zhì)量的在線監(jiān)測與控制,設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測、診斷和事故處理、生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控和設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制與連鎖保護(hù),以及廠級管理決策與控制等；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)普遍以通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)；自動化控制產(chǎn)品正向著成套化、系列化、多品種方向發(fā)展；以自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)為一體的綜合性系統(tǒng)裝置成為國外工業(yè)過程控制的主導(dǎo)產(chǎn)品,現(xiàn)場總線成為自動化控制技術(shù)發(fā)展的第一熱點(diǎn)；可編程控制器〔PLC與工業(yè)控制系統(tǒng)〔DCS的實(shí)現(xiàn)功能越來越接近,價(jià)格也逐步接近,國外自動控制與儀器儀表領(lǐng)域的前沿廠商已推出了類似PCS〔ProcessControlSystem的產(chǎn)品。世界自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。傳感器技術(shù)、開放式工業(yè)過程自動化系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)等自動化技術(shù)已形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,其中90年代傳感器在美國、日本的市場總銷售額已超過100億美元。國內(nèi)情況隨著工業(yè)信息化深入發(fā)展,我國的工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)進(jìn)入由模仿向自主創(chuàng)新、由中國制造向中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)換進(jìn)程。自"十五"計(jì)劃起,我國開啟兩化融合進(jìn)程以來,工業(yè)自動化行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的通道。由于工業(yè)自動化技術(shù)在提高生產(chǎn)安全性、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及降低能源消耗方面具有明顯的作用,是傳統(tǒng)工業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)轉(zhuǎn)變的重要手段；同時(shí),工業(yè)自動化是多門電子技術(shù)和信息技術(shù)為一體的綜合性技術(shù),其產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大有助于帶動電子、通信、儀器儀表、光學(xué)、聲學(xué)等多產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。在當(dāng)下全球制造業(yè)開啟"工業(yè)4.0"進(jìn)程的時(shí)候,我國亦提出了"工業(yè)2025"計(jì)劃,工業(yè)自動化行業(yè)將在中國制造業(yè)的未來發(fā)展起到舉足輕重的作用,未來仍將保持較快的發(fā)展速度。工業(yè)自動化是為我國國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供自動化、信息化、智能化控制系統(tǒng)和技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、吸納就業(yè)能力強(qiáng)、技術(shù)資金密集,是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的重要保障和國家綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。由于勞動力成本的增加、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高、生產(chǎn)方式向精益化的轉(zhuǎn)變所引起的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和自動化程度的提高都將推動工業(yè)自動化市場的增長。工業(yè)自動化產(chǎn)品主要指應(yīng)用在污水處理、汽車制造、礦山開采、物流倉儲、工程機(jī)械等領(lǐng)域的自動化檢測、定位、報(bào)警、控制系統(tǒng)及相關(guān)儀器儀表設(shè)備。MPS又稱模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng),是FESTO公司結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)特點(diǎn)開發(fā)研制的一套集機(jī)械,電子,通訊為一體的高度集成的機(jī)電一體化教學(xué)裝置。MPS由供料單元﹑檢測單元﹑加工單元﹑Robot單元﹑成品分裝單元等五個(gè)工作站組成,具有綜合性﹑模塊化及易擴(kuò)充等特點(diǎn),可由基礎(chǔ)部分的簡單功能及加工順序逐步擴(kuò)展到復(fù)雜的集成控制系統(tǒng)。各個(gè)單元完成不同的功能,其中供料單元主要完成工件供給工作,檢測單元主要對工件進(jìn)行檢測并將合格工件輸送到加工單元；在加工單元,主要對工件打磨、鉆孔等。最后,在Robot單元將加工后的工件輸送到存儲單元,存儲單元則根據(jù)產(chǎn)品的顏色、材質(zhì)進(jìn)行分類存儲。這5個(gè)單元分別由5臺PLC控制,各單元執(zhí)行組件的動作信息均來自于傳感器,用PLC控制這些傳感器信號就可以控制各單元的動作。2.2調(diào)研結(jié)論我國工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展起步以引進(jìn)成套設(shè)備開始,同時(shí)進(jìn)行消化吸收、二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大發(fā)展,工業(yè)自動化技術(shù)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。近年來,隨著我國工業(yè)自動化市場發(fā)展不斷加快,工業(yè)自動化控制的需求水平大幅上漲。與國際發(fā)達(dá)國家相比,我國工業(yè)自動化控制技術(shù)的使用程度和技術(shù)發(fā)展水平仍存在不同程度的差距。從市場的角度來看,該行業(yè)的尖端技術(shù)和設(shè)備均被國外大型公司所掌控。目前國內(nèi)從事自動化應(yīng)用的企業(yè)所擁有的技術(shù)仍處于中級水平,但是國內(nèi)企業(yè)正在逐步依靠價(jià)格、地域等自身優(yōu)勢獲取更多的市場份額。根據(jù)我國"十二五"規(guī)劃,"十二五"期間我國經(jīng)濟(jì)增長將繼續(xù)保持較高的增長速度。水處理、汽車及礦山工業(yè)等行業(yè)將是新的增長動力,這些行業(yè)將擔(dān)負(fù)起對工業(yè)自動化整體解決方案的需求。國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來良好機(jī)遇的同時(shí)預(yù)示著我國工業(yè)自動化行業(yè)良好的發(fā)展前景。我國工業(yè)自動化行業(yè)正處于成長期,符合當(dāng)前升級轉(zhuǎn)型的趨勢,發(fā)展前景廣闊。工業(yè)自動化行業(yè)技術(shù)含量高,通常集電氣控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等多種技術(shù)于一體,具有很高的生產(chǎn)效率和可靠的質(zhì)量保證措施,對于減少生產(chǎn)過程對人工的依賴與提高生產(chǎn)自動化程度具有重要作用,從而被廣泛應(yīng)用于污水處理、汽車制造、礦山開采、物流倉儲、工程機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域,與全國整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的關(guān)聯(lián)度較大。長期以來,受惠于新建及技術(shù)改造項(xiàng)目與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷增加,行業(yè)總體規(guī)模一直保持持續(xù)穩(wěn)步增長。第三章方案設(shè)計(jì)3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)方案<1>供料單元的功能供料單元是MPS中的起始單元,在整個(gè)系統(tǒng)中,起著向其他工作單元提供原料的作用,相當(dāng)于實(shí)際生產(chǎn)加工系統(tǒng)中的自動上料系統(tǒng)。他的具體功能是：按照需要的將放置在料倉中的代加工工件自動的取出,并將其傳送到下一個(gè)工作單元——檢測單元〔2供料單元的結(jié)構(gòu)組成供料單元的結(jié)構(gòu)組成如圖3-1-1所示。其主要由I\O接線端口、真空發(fā)生器、真空檢測傳感器、對射式光電傳感器、磁感應(yīng)式接近開關(guān)、CPV閥組、消聲器、氣源處理組件、進(jìn)料模塊、轉(zhuǎn)運(yùn)模塊、走線槽、鋁合金板等組成。其中最核心部件為進(jìn)料模塊和轉(zhuǎn)運(yùn)模塊。圖3-1-1①進(jìn)料模塊如圖3-1-2所示。該模塊用于存儲工件原料,并在需要時(shí)講料倉中的工件分離出來,為轉(zhuǎn)運(yùn)模塊做準(zhǔn)備。該模塊名由料倉、退料桿,雙作用氣缸、對射式光電傳感器組成。推料桿固定在氣缸活塞桿上,有推料缸帶動它工作,其作用是將料倉中最底部的工件推到機(jī)械極限位置,該位置是準(zhǔn)運(yùn)模塊的工作位置。推料缸的推出和縮回速度由單向節(jié)流閥控制調(diào)節(jié)圖3-1-2②轉(zhuǎn)運(yùn)模塊轉(zhuǎn)運(yùn)模塊是一個(gè)氣動提取裝置,結(jié)構(gòu)如圖3-1-3所示。主要功能是抓取工件,并轉(zhuǎn)送的下一個(gè)工作單元。由擺動氣缸、擺臂、真空吸盤、真空壓力檢測傳感器、真空吸盤方向保持裝置和行程開關(guān)組成。圖3-1-33.3電氣方案象少,對穩(wěn)定性要求不是很高的控制系統(tǒng)。3.2氣動方案氣動控制系統(tǒng)是該系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯功能是有plc控制實(shí)現(xiàn)的。圖中左邊為推料缸,其中安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)式接近開關(guān),用他們發(fā)出的開關(guān)量信號可以判斷氣缸活塞的兩個(gè)極限工作位置；中間的是爭控發(fā)生器,工作時(shí)實(shí)現(xiàn)吸取工件的動作,連接有真空檢測傳感器,吸住工件后,傳感器動作,可以以此來判斷是否吸住了工件；左邊的是擺動氣缸,是轉(zhuǎn)運(yùn)模塊的重要單元嗎,分別在左右限位裝有行程開關(guān)；與氣缸連接的還有單向可調(diào)節(jié)節(jié)流閥,分別用于控制調(diào)節(jié)推料缸,擺動氣缸的運(yùn)動速度,真空發(fā)生器排氣量的大小,圖中三個(gè)電磁閥集成在一個(gè)CPV閥組上。3.4控制方案1.在啟動前,供料單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)若不在初始位置、料倉中若無工件,則不允許啟動。其初始位置為推料缸伸出；擺動缸處于"料倉"位置；真空發(fā)生器關(guān)閉。按下啟動按鈕后,系統(tǒng)按如下工作順序動作。如果料倉中有工件,按下START按鈕后,啟動按鈕指示燈滅,擺動缸轉(zhuǎn)換到"下一站"位置。推料缸縮回,工件從料倉推出。擺動缸轉(zhuǎn)換到"料倉"位置。真空啟動,擺動模塊的真空吸盤吸起工件。推料缸伸出,工件落下。擺動缸轉(zhuǎn)換到"下一站"位置。真空關(guān)閉,真空吸盤吹氣工件掉落。擺動缸轉(zhuǎn)換到"料倉"位置。按下停止按鈕,復(fù)位按鈕指示燈亮,供料單元在完成本次循環(huán)后停止動作。按下復(fù)位按鈕,啟動按鈕指示燈亮,供料單元回到初始位置。在手動操作模式下,當(dāng)按啟動按鈕時(shí),供料單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)將把存放在料倉中的工件取出并送到下一個(gè)工作單元,然后各執(zhí)行機(jī)構(gòu)回到初始位置。即每執(zhí)行一個(gè)新的工作循環(huán)都需要按一次啟動按鈕。在自動操作模式下,當(dāng)按啟動按鈕時(shí),供料單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)將把存放在料倉中的工件取出并送到下一個(gè)工作單元,并且只要料倉中有工件,此工作就繼續(xù),即自動連續(xù)運(yùn)行。在運(yùn)行過程中,當(dāng)按下停止按鈕后或者當(dāng)料倉中無工件時(shí),供料單元應(yīng)該在完成了當(dāng)前的工作循環(huán)之后停止運(yùn)行,并且各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該回到初始位置。如果料倉內(nèi)沒有工件,EMPTY指示燈亮,補(bǔ)充物料后,按下啟動按鈕即可消除。第四章技術(shù)設(shè)計(jì)4.1機(jī)械零件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)模塊的擺臂與真空吸盤方向保持裝置的設(shè)計(jì),真空吸盤器可由擺臂內(nèi)部的齒形帶與擺動缸通過齒輪連接固定,形成同步轉(zhuǎn)動,當(dāng)吸盤吸取工件時(shí),擺動缸開始動作,將工件搬運(yùn)到下一個(gè)工作單元,其中,擺動剛轉(zhuǎn)動的角度通過同步帶使得真空吸盤器始終保持水平狀態(tài)。擺臂的長度與同步帶的中心距由擺動模塊到進(jìn)料模塊的距離和到下一個(gè)工作單元的距離共同設(shè)計(jì)。4.2氣動元件選型執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中的作用就是接受控制器輸出的控制信號,改變操縱變量,使生產(chǎn)過程按預(yù)定要求正常進(jìn)行。在生產(chǎn)現(xiàn)場,執(zhí)行器直接控制工藝介質(zhì),若選型或使用不當(dāng),往往會給生產(chǎn)過程的自動控制帶來困難。執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指根據(jù)控制器控制信號產(chǎn)生推力或位移的裝置,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出信號去臺邊能量或物料輸出量的裝置,通常指控制閥?，F(xiàn)場有時(shí)就將執(zhí)行器稱為控制閥。本設(shè)計(jì)選用氣動方式作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式。氣動機(jī)構(gòu)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力和控制信號的機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)如下：〔1以空氣為工作介質(zhì),用后可直接排到大氣中,處理方便?！?動作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔,不存在介質(zhì)變質(zhì)問題?！?工作環(huán)境適應(yīng)性好,特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)振、潮濕、有輻射和溫度變化大的惡劣環(huán)境中工作時(shí),安全可靠性優(yōu)于液壓、電子和電氣機(jī)構(gòu)。氣動機(jī)構(gòu)的不足之處是：由于空氣具有可壓縮性,因此工作速度穩(wěn)定性稍差,但采用氣液動聯(lián)動裝置會得到較滿意的結(jié)果；工作壓力低〔一般為0.3～1.0MPa,難以獲得很大的輸出力；噪聲大,在高速排氣時(shí)要加消聲器。4.2.1氣缸氣動執(zhí)行組件的主要作用是利用壓縮空氣的能量,實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械運(yùn)動〔直線往返運(yùn)動、擺動、轉(zhuǎn)動的裝置。氣動執(zhí)行組件具有運(yùn)動速度快、輸出調(diào)節(jié)方便、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、維修方便和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。氣缸是氣動裝置中主要的執(zhí)行組件。進(jìn)料模塊通過雙作用氣缸,實(shí)現(xiàn)對料倉中工件的逐一分離?！?推料氣缸雙作用氣缸：DSNU-8-80-P-A圖形符號：缸徑： 8mm行程： 80mm緩沖形式：內(nèi)置緩沖墊傳感器類型：電磁式行程開關(guān)6bar下有效力〔活塞桿伸出:30N6bar下有效力〔活塞桿縮回:23N〔2旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)氣缸可將工件在0°~180°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),接觸式傳感器用來進(jìn)行終端位置的檢測。旋轉(zhuǎn)氣缸： DSR-16-180-P圖形符號：驅(qū)動形式： 雙作用氣缸旋轉(zhuǎn)/擺動原理： 旋轉(zhuǎn)葉片緩沖形式： 內(nèi)置緩沖墊角度調(diào)整范圍： 0°~180°6bar下扭矩： 1Nm4bar下的最大擺動頻率： 3Hz4.2.2電磁閥電磁閥是通過一個(gè)電磁線圈來控制閥芯位置,以達(dá)到改變流體流動方向的目的,或者是為了切斷或接通氣源。本設(shè)計(jì)中采用電磁閥實(shí)現(xiàn)PLC輸出的電壓信號對氣路切斷或接通的控制。4.3電氣原件選型傳感器是信息檢測的必要工具,是生產(chǎn)自動化、科學(xué)測試、計(jì)量核算、監(jiān)測診斷等系統(tǒng)中必不可少的基本環(huán)節(jié)。通常是檢測系統(tǒng)與被測量對象之間的接口,處于檢測系統(tǒng)的輸入端,其性能直接影響著整個(gè)檢測系統(tǒng),對檢測精確度起著主要作用。一般來講,自動檢測裝置中最初感受被檢測并將它轉(zhuǎn)換為可用信號輸出的器件叫傳感器,在工程上也稱為探測器、換能器、測量頭。傳感器由敏感組件、轉(zhuǎn)換組件和其它輔助部件組成。本設(shè)計(jì)中,共需要七個(gè)傳感器：為了檢測儲料倉物料是否為空,以便把信號送回控制器,并在料空時(shí)報(bào)警,需要一個(gè)對射式光電傳感器〔光電開關(guān)；為了檢測下站接料位置是否為空,需要一個(gè)漫反射式光電傳感器；為了檢測推料桿是否推料到位和推料后返回,分別需要兩個(gè)電感傳感器；為了檢測真空吸盤將物料的提和放下,需要一個(gè)壓力傳感器；為了檢測機(jī)械手臂左擺和右擺是否到位,則需要兩個(gè)限位開關(guān)。4.3.1對射式光電傳感器對射式光電開光是指光發(fā)射器與光接受器處于相對位置的光電接近開關(guān)。對射式光電開關(guān)：把物料作為被測物體,當(dāng)物體通過傳感器的光路時(shí),光就會被遮斷,光接受器接受不到發(fā)射器發(fā)出的光,則接近開關(guān)的"觸點(diǎn)"不動作,視為有料狀態(tài)；當(dāng)光路上無物體遮蔽光線時(shí),光接受器可以接受到發(fā)射器發(fā)出的光,接近開關(guān)的"觸點(diǎn)"動作,輸出信號將被改變,即為料空狀態(tài),信號被送回控制器,產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用。另外,MPS中五個(gè)分站之間不是完全獨(dú)立的去工作,他們之間需要協(xié)調(diào)工作,以至于不產(chǎn)生沖突現(xiàn)象。比如當(dāng)檢測單元的物料沒有被送走時(shí),供料單元就應(yīng)停止送料；當(dāng)供料單元沒有送來物料時(shí),檢測單元便無法工作。對射式傳感器：SOEG-L-Q30-P-A-S-2L圖形符號：對射式光電傳感器的發(fā)射器發(fā)出一束可調(diào)制的不可見紅外光〔880mm,由接收器接收。當(dāng)光線被物體遮斷時(shí),傳感器便有電信號。對射式光電傳感器發(fā)射器對射式光電傳感器發(fā)射器接收器4.3.2行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān),是一種根據(jù)運(yùn)動部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)的控制電器。行程開關(guān)的動作原理與控制按鈕相似,在機(jī)床設(shè)備中,事先將行程開關(guān)根據(jù)工藝要求安裝在一定的行程位置上,部件在運(yùn)行中,裝在其上撞塊壓下行程開關(guān)頂桿,使行程開關(guān)的觸點(diǎn)動作而實(shí)現(xiàn)電路的切換,達(dá)到控制運(yùn)動部件行程位置的目的。行程開關(guān)有兩種類型:直動式<按鈕式>和旋轉(zhuǎn)式,其結(jié)構(gòu)基本相同,都是由操作機(jī)構(gòu),傳動系統(tǒng),觸頭系統(tǒng)和外殼組成,主要區(qū)別在傳動系統(tǒng)。直動式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu),動作原理與按鈕相似。當(dāng)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的檔鐵壓到行程開關(guān)的滾輪上時(shí),傳動杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動,凸輪撞動撞塊使得常閉觸頭斷開,常開觸頭閉合。檔鐵移開后,復(fù)位彈簧使其復(fù)位。本設(shè)計(jì)中,為了判斷擺動氣缸擺動時(shí)是否到位,選擇兩個(gè)歐姆龍限位開關(guān)。限位開關(guān)： S-3–E圖形符號：常開觸點(diǎn)：位置調(diào)整方式：內(nèi)六角扳手松開限位檔塊螺釘,調(diào)整到合適角度,擰緊。4.3.3磁感應(yīng)式接近開關(guān)工作原理其基本工作原理是：當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時(shí),傳感器便會動作,并輸出開關(guān)量信號。在推料缸的兩個(gè)極限位置分別裝一個(gè)磁感應(yīng)式接近開關(guān),分別用于識別推料缸運(yùn)動的兩個(gè)極限位置。舌簧開關(guān)：SME-8-S-LED-24圖形符號：舌簧開關(guān)是電磁驅(qū)動的接近開關(guān)。它由兩片接觸片組成,這兩片接觸片被安裝在填充有保護(hù)氣體的玻璃圓管里。通過電磁場的影響,兩片接觸片閉合,電流從中流過。舌簧開關(guān)被證明具有高壽命和短開關(guān)時(shí)間的特點(diǎn)〔大約0.2ms。它們免維護(hù),但不允許在帶有高磁場的地方使用〔如電阻式焊接機(jī)周圍環(huán)境。舌簧開關(guān)有多種外形樣式,便于安裝在氣缸的鋼筒外壁或T型槽內(nèi)。A開關(guān)斷開B開關(guān)閉合電子舌簧式行程開關(guān)1-永久磁環(huán)2-舌簧片3-保護(hù)電路4-指示燈4.3.4真空檢測傳感器它是具有開關(guān)量輸出的真空檢測裝置,當(dāng)進(jìn)氣口的氣壓小于一定的負(fù)壓〔真空值時(shí),傳感器動作,輸出開關(guān)量為1,同時(shí)LED點(diǎn)亮,否則,輸出信號為0,LED熄滅。真空吸盤： VAS-8–M5–PUR圖形符號：吸盤直徑： 8mm有效直徑： 5.5mm-0.7bar下吸力： 1.6N真空開關(guān)：VPEV-W-S-LED-GH圖形符號：最小工作壓力 0bar最大工作壓力 1bar最小壓力設(shè)置 -0.25bar最大壓力設(shè)置 -0.8bar真空閥： CPV10-M1H-V170-2GLS-M7圖形符號：最小工作壓力： 2bar最大工作壓力： 10bar最大真空壓力： -0.85bar閥芯開啟時(shí)間： 15ms產(chǎn)生真空耗氣量： 27l/min4.4重要部件描述料倉模塊的推料缸采用活塞收回過程中推料；轉(zhuǎn)運(yùn)模塊的是齒型帶式擺臂設(shè)計(jì),用于確保吸盤始終保持水平姿勢,使工件在搬運(yùn)過程中能夠水平的轉(zhuǎn)運(yùn)到下一個(gè)工作單元監(jiān)測站。第五章硬件設(shè)計(jì)5.1電氣原理圖5.2電路5.3I/O接線表序號地址設(shè)備符號設(shè)備名稱設(shè)備用途信號特征1I0.11B2磁感應(yīng)式接近開關(guān)〔傳感器判斷推料桿的位置信號為1,表示推料桿推出到位2I0.21B1磁感應(yīng)式接近開關(guān)〔傳感器判斷推料桿的位置信號為1,表示推料桿退回到位3I0.32B1真空壓力傳感器判斷是否吸到工件信號為1,表示吸到工件信號為0,表示未吸到工件4I0.43S1行程開關(guān)判斷擺臂位置信號為1,表示擺臂回到下一站位置5I0.53S2行程開關(guān)判斷擺臂位置信號為1,表示擺臂回到料倉位置6I0.6B4對射式光電傳感器判斷料倉是否有工件信號為1,表示料倉無工件信號為0,表示料倉有工件7I0.7IP_FI光電傳感器判斷下一站是否準(zhǔn)備好信號為1,表示下一站準(zhǔn)備好8I1.0START啟動按鈕啟動設(shè)備信號為1,表示按鈕倍按下9I1.1STOP停止按鈕停止設(shè)備信號為1,表示按鈕倍按下10I1.2AUTO/MAN轉(zhuǎn)換開關(guān)自動/手動轉(zhuǎn)換信號為0,表示為自動模式信號為1,表示為手動模式11I1.3RESET復(fù)位開關(guān)復(fù)位設(shè)備信號為1,表示按鈕倍按下12Q0.01M1電磁閥控制推料桿動作信號為0,控制推料桿推出信號為1,控制推料桿縮回13Q0.12M1電磁閥控制吸、放工件動作信號為1,控制吸取工件14Q0.22M2電磁閥控制吸、放工件動作信號為1,控制放下工件15Q0.33M1電磁閥控制擺臂動作信號為1,控制擺臂擺回料倉位置16Q0.43M2電磁閥控制擺臂動作信號為1,控制擺臂擺回下一站位置17Q1.0H1指示燈啟動指示燈信號為1,燈亮信號為0,燈滅18Q1.1H2指示燈復(fù)位指示燈信號為1,燈亮信號為0,燈滅19Q1.2H3指示燈料倉空指示燈信號為1,燈亮信號為0,燈滅5.4電源PS307是西門子公司為S7-300專配的24V-DC電源。PS307系列模塊除輸出額定電流不同外<有2A、5A、10A三種>,其工作原理和各種參數(shù)都相同。PS307可安裝在S7-300的專用導(dǎo)軌上,除了給S7-300CPU供電外,也可給I/O模塊提供負(fù)載電源。S7-300的CPU有四種工作方式,通過可卸的專用鑰匙控制：〔１ＲＵＮ－Ｐ：可編程運(yùn)行方式?！玻玻遥眨危哼\(yùn)行方式。〔３ＳＴＯＰ：停機(jī)方式?！玻矗停遥牛樱海茫校涨辶阌描€匙開關(guān)進(jìn)行程序的清除,在開始一個(gè)新的編程工作時(shí),我們需要將中央處理器進(jìn)行清零處理。它將很容易地通過操作CPU上的鑰匙開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。為此我們必須進(jìn)行以下的操作步驟：1．接通PLC工作電源,并等待至CPU的自檢測運(yùn)行完成。2．轉(zhuǎn)動鑰匙開關(guān)至MRES位置,并保持這個(gè)狀態(tài),直至STOP發(fā)光二極管從閃動轉(zhuǎn)為常亮狀態(tài)。鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)至STOP位置并迅速轉(zhuǎn)回MRES位置,保持這個(gè)狀態(tài),STOP發(fā)光二極管開始快速閃動。STOP發(fā)光二極管的快速閃動,表示CPU已被清零。松開鑰匙開關(guān),這時(shí)鑰匙會自動返回STOP位置。可編程控制器已被清零,并可以傳輸新的控制程序程序的下傳只能是鑰匙開關(guān)在STOP或RUN－P位置進(jìn)行。第六章軟件設(shè)計(jì)6.1順序功能圖6.2PLC程序6.21主程序OB16.22初始化程序OB1006.23順序控制程序FC16.24復(fù)位程序FC26.25指示燈程序FC3第七章調(diào)試7.1調(diào)試計(jì)劃〔1硬件的安裝與調(diào)試安裝步驟：①準(zhǔn)備好鋁合金板②安裝走線槽和導(dǎo)軌③安裝接線端口與CP閥組、線夾、氣動二聯(lián)件等④調(diào)整線夾子位置⑤安裝光電式傳感器根據(jù)線標(biāo)和