工程工業(yè)控制課程設計概述

Me093399型機電一體化教學系統(tǒng)是以工業(yè)生產(chǎn)中的自動化裝配生產(chǎn)線為原型開發(fā)的教學、實驗、實訓綜合應用平臺。本裝置采用鋁合金結(jié)構(gòu)件搭建各分站主體設備，選系統(tǒng)控制過程中除涵蓋多種基本控制方法外，還凸現(xiàn)組態(tài)控制、工業(yè)總線、電腦視覺、實時監(jiān)控等先進技術(shù)，為培養(yǎng)現(xiàn)代化應用型人才創(chuàng)設了完整、靈活、模塊化、易擴展的理想工業(yè)場景。為便于協(xié)調(diào)整個生產(chǎn)線的全程控制，系統(tǒng)設置了一個主站總控制臺，主站總控制臺是整個裝配生產(chǎn)線連續(xù)運行的指揮調(diào)度中心，其主要功能是實現(xiàn)全程運行的總體控制，完成全系統(tǒng)的通訊連接等。裝配生產(chǎn)線示意圖如圖1-2所示。驗、分揀、入庫的方式順序完成各種裝配操作和物流處理過程。各單元的主要功能如下所述：）：2.上料單元（站點2根據(jù)工件的位置情況，從料槽中抓取裝配主體送入數(shù)床單元或?qū)姶矄卧庸ず蟮漠a(chǎn)品轉(zhuǎn)送下料單元。3.下料單元（站點3將前站送入本單元下料倉的工件主體，通過直流電機間歇機構(gòu)帶動同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經(jīng)傳送帶向下站運行。4.加蓋單元（站點4通過直流電機帶動蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電機驅(qū)動擺臂將上蓋裝配至工件主體，完成裝配后工件隨托盤向下站傳送。5.穿銷單元（站點5通過旋轉(zhuǎn)推筒推送銷釘?shù)姆椒?，完成工件主體與上蓋體連接裝配，完成裝配后的工件隨托盤向下站傳送。6.模擬單元（站點6本站增加了模擬量控制的PLC特殊功能模塊，以實現(xiàn)對完成裝配的工件進行模擬噴漆和烘干，完成噴漆烘干后的工件隨托盤向下站傳送。7．伸縮換向單元（站點7將前站傳送過來的托盤及組裝旋轉(zhuǎn)、下落后伸送至傳送帶向下站傳送。8．檢測單元（站點8運用各類檢測傳感裝置對裝配好的工件成品進行全面檢測處理，以此作為后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依標簽有無判別正、次品；倉庫站依銷釘材質(zhì)確定庫位）。9．分揀單元（站點9根據(jù)檢測單元的檢測結(jié)果（標簽有無采對工件進行分類，合格產(chǎn)品隨托盤進入下一站入庫；不合格產(chǎn)品進入廢品線，空托盤向下站傳送。10．升降梯立體倉庫（站點10本站由升降梯與立體倉庫兩部分組成，可進行兩個不同生產(chǎn)線的入庫和出庫。在本裝配生產(chǎn)線中可根據(jù)檢測單元對銷釘材質(zhì)的檢測結(jié)果將工件進行分類入庫（金屬銷釘和尼龍銷釘分別入不同的倉庫分揀后的空托盤，則將其放行。突出體現(xiàn)了氣動機械手的控制，站點10則實現(xiàn)步進電機的控制。在裝配生產(chǎn)線運行中各個站點既可以自成體系，彼此又有一定的關(guān)聯(lián)。為此，采用系列PLC）組成系統(tǒng)，實現(xiàn)主從站之間的通信聯(lián)系，控制系統(tǒng)組成框圖在主站總控制臺的上位計算機上安裝有Wincc組態(tài)監(jiān)控軟件，Wincc所功能可通過動畫組件對各單元的工作情況進行實時模擬，為操作人員提供系統(tǒng)運行的相關(guān)信息，實現(xiàn)裝配生產(chǎn)線的全程監(jiān)控。完成本實訓項目涉及到現(xiàn)場所需的諸多綜合技術(shù)應用，如：機械傳動技術(shù)、電氣控制技術(shù)、氣動與液壓技術(shù)、傳感器的應用、PLC控制技術(shù)、過程控制技術(shù)和現(xiàn)代化生產(chǎn)中的組態(tài)控制、工業(yè)總線、電腦視覺、實時監(jiān)控等。2.1實踐目的：2.2實踐材料：2.3實踐內(nèi)容：1、檢查機械傳動部分及PLC上的輸入輸出點的接站中S7200的通訊地址是否與S7300硬件通訊中設置的地址相同，以便使用總線控制。2.4編程要求：首先設計本站開關(guān)盒上每個按鈕的作用，同時總站開關(guān)盒可對各站進行控制（總站開關(guān)盒的詳細說明見總站編程），此要求為每站必須編寫內(nèi)容，以后各站將不在詳述。同時第二站必須是預備工作狀態(tài)，才可將工氣缸復位，該站恢復預備工作狀態(tài)。燈本次工程實踐中的上料單元中的PLCS7-200是一種小型的可編程序控制器，適用及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方2）極豐富的指令集。3）易于掌握。4）便捷的操作。5）豐富的內(nèi)置集成功能。6）實時特性。7）強勁的通訊能力。8）豐富的擴展模塊。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。其中CPU226本機集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點?？蛇B接7個擴展模2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。下料單元獨立運行時具有自動、手動兩種控制方式。當選擇自動方式時本單元呈連續(xù)運行工作狀態(tài)；當選擇手動方式時則相當于步進工作狀態(tài)，即每按動一次啟動按鈕系統(tǒng)按設計步驟依次運行一步的運行方式。在系統(tǒng)運行期間若按下停止按鈕，執(zhí)行動作立即停止；再按下啟動按鈕，將在上一停頓狀態(tài)繼續(xù)運行。（此時所有其它按鈕都不起作用）。排除故障后需旋起急停按鈕，并各機構(gòu)回復初始狀態(tài)后按下啟動按鈕，本單元方可重新開始運行。1122334455Q66Q7停止17Q88Q99QQ在設計的過程中，由于一開始的考慮不周出現(xiàn)了多線圈的情況，在于同學一起探討過后采用了單個線圈多個觸發(fā)條件的設計方式，這樣的設計方式也更加清楚地對整個程序運行狀態(tài)的把控。這些程序?qū)崿F(xiàn)的功能是全程的步驟控制，當轉(zhuǎn)換條件滿足時，即會進行下一位的步驟。工作指示等滅。當下料電機工作滿50秒且下料未到位時，工作指示燈秒閃（間隔0.5秒）。當托盤檢測到位時，下料電機轉(zhuǎn)動。當工件到位且下一站處于預備狀態(tài)，則置止動氣缸為放行狀態(tài)。托盤到位延時2秒，止動氣缸放行后3秒關(guān)閉，設定下料電機運行50當手自動切換旋鈕切換到手動檔位時，由接入S7-200的控制按鈕來控制下料單元模塊，反之，將下料單元模塊的工作狀態(tài)傳輸給S7-門子軟件不熟悉，所以開始有些無從下手。后來查閱了課外書，跟著指導書一步步做下是最難的環(huán)節(jié)。在配置時要注意到各個量之間的對應關(guān)系。剛開始時由于搞錯了對應關(guān)系，在200到300的通信時把V對應到了300的輸出端，導致通信失敗，后來改正過來后就通信成功了。這次工程實踐，我又學習了一款軟件，同時也加強了動手能力，收獲頗豐?？梢酝ㄟ^U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在西門子道上。設計步驟如下：3）硬件組態(tài)；4）編輯符號表；5)程序編輯窗口；前的加號出現(xiàn)可選的電源類型，選擇一種后雙擊，就選定了電源類型，本系統(tǒng)選擇可選類型，本系統(tǒng)選擇DI/DO-300SM323DI16/DO16×24V/0.5A。再設置后搜索EM277添加塊，設置參數(shù)。符號編輯表見表4-1。下料單元為一站，則表示從站的V0.0-V0.7和V1.0-V1.7分別對應主站的Q2.0-Q2.7和通過本次課程設計，我們基本掌握了S7-300程有了一定的理解。在本次設計中，首先應該明白S7-300在整個設計中扮演了什么角色：通訊。整個生產(chǎn)線需要有全部信息的管理系統(tǒng)，這就要求200從站的信息能傳送給300主站，但是事實上200與300并不能直接通訊，必須通過EM277接口模必須要在安裝了相應的GSD文件之后才能在元件庫內(nèi)進行調(diào)用，而且最坑的就是這個GSD文件。當你安裝完StmaticManager軟件進行硬件組態(tài)時，進行到接口模塊時，你StmaticManager這個軟件并沒有默認幫你安裝這個模塊，而是需要你自己去安裝。愿后來人可以借鑒！綜上所訴，我們對整個生產(chǎn)線系統(tǒng)的各部分有了比較清楚地認識，基本掌握了西門子PLC的相關(guān)知識。此次工程實踐設計是針對自己的專業(yè)課程而展開的為期兩周多的軟硬件結(jié)合操作過程，在此過程中我們注意向同學請教，并加強理論和實踐的學習。做上位機S7-300的成員是郭尾使和李凱隆。按照老師的分工要求，我們達成任務分配。經(jīng)過這些日子的實踐和學習，總結(jié)這些日子的所感所得如下：學習程序設計是一項看似簡單實則十分復雜的工作，有時候看到的聽到的當時有所感，卻并沒有或者很少能真正轉(zhuǎn)化成自己的東西。這就要求我們必須作好前期工作，要作到提前了解各種知識。具有指導意義，所以在開始以前，我們詳細地討論了解題的方案和每一步的操作。但是理論和實踐總是存在差別，我們覺得理論上已經(jīng)通過了，然而在實踐中，還是遇到了很多問題。以上是此次設計中我一些感受，我覺得學到了很多。通過這段時間的實習，我們在一定程度上對機電一體化生產(chǎn)線有了更近一步的認識，完善了自己的知識體系。增強了我們的思考能力與動手能力。下料單元監(jiān)控軟件的設計是采用組態(tài)王6.5進行是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)以標準的工業(yè)計算機軟、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)。它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通常可以把這樣的系統(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、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題,畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析,采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。組態(tài)軟件也為試驗者提曲線等,可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)1)具有歡迎界面、主界面及報警記錄三個界面。2)歡迎界面可以輸入賬號相對應的密碼進入主界面，進行監(jiān)視或者設定的權(quán)限操作。行操作。4)在主界面可以進行上、下位機的切換，上位機能對下位機進行操作。5)上位機能對下位機進行操作。上位機也能對手、自動循環(huán)和全循環(huán)操作。在畫面里新建一個畫面，并命名歡迎界面。系統(tǒng)的歡迎界面如圖4-1所示。能進入主界面。點擊取消或者密碼輸入錯誤三次后，將會關(guān)閉窗口返回歡迎界面。窗口如圖4-2所示。登陸鍵的設置如圖4-3、4-4所示。先用工具箱中的按鈕工具畫鈕對按鈕彈起時進行命令設置。在按鈕的命令語言中添加你需要的用戶名，使該用戶可以登陸主界面。之后在系統(tǒng)配置中的用戶配置中設置你填寫在命令語句中的用戶和密碼等。添加用戶和設置密碼，并根據(jù)不同賬號的權(quán)限大小設置優(yōu)先級和安全區(qū)。設置最后再設置了一個用戶1賬號，安全區(qū)為無。此用戶不能操作按鍵只能觀看實時控。點擊設備中的COM1選項，選擇新建。之后根據(jù)提醒點擊下一步即可完成設置。1Y2345旋轉(zhuǎn)判斷16789旋轉(zhuǎn)判斷bitbitbitbitbitbitbitbitbitbit利用工具箱中的多邊形工具繪制下料模塊的整體圖像。繪制好的下料界面如下圖4-8所示。畫面設置五個按鈕，分別為上下位機切換，啟動，停止，復位，急停。按鈕功能的在制作動畫之前，要先將你需要移動的單元合成組合圖素。完成上述的操作后，以本圖物料為例，右鍵物料，點擊動畫連接向?qū)Вx擇垂隨后根據(jù)指示選擇