基于PLC的自动化生产线的毕业设计.pdf

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控制顺序3:..模拟完成现代化装配过程的柔性生产系统把实际工业生产中的典型部分:电气控制部分、各种传感器的应用、组态控制,工业总线,(CPU)CPU7ES6226+PROFIBUSDP模块EM277卡存件分拣单元储软+程0中央处理单元(CPU)CPUA编A02226+PROFIBUSDP中央处理单元(CPU模)块CPUEM277-.050V226+PROFIBUSDP模块EM277M检测单元A71P中央处理单元(CPU)CPU-E2穿销单元T9S226+PROFIBUSDP模块EM2773+中央处理单元(CPU)+PROFIBUSDP模块EM277器--0针9本文设计的自动生产线实验平台是为满足普通高校及高职机电类专业学生的专业技能3074S和技术应用能力的培养,尤其是综合能力锻炼,创新能力及团队合作精神的培养,而开发+E池6电的实验实训平台。针对自动生产线有很高的仿真性板I/O的要求,本课题研究的实训平台的站0背A开发,应能够任意拆装和组合A+,能够任意设置故障,且预留工位,可随时加装内容,这样,可00-A总以满足学校与企业定单式培养。现代化的自动生产设备自动生产线的最大特点是它的综合0A00A-B0性和系统性,本课题研究的实验实训平台把传感测试技术、微电子技术、机械技术、电工10-L7B0-电子技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等各种技术进行组织,并且整体使用332273到生产设备上并且力求达到使实验者通过实验平台熟悉生产线的传感检测、传输与处理、E7SE6S+6执行、控制与驱动等机构在这个微处理单元的控制下协调有序地工作的原理。0)B6A1可编程控制器以其可靠性高、抗干扰能力强、性能强、价格低以及编程简单而在现代0(-0块1化自动生产设备中普遍使用,并且充当生产线的大脑微处理单元。因此,培养掌握机电一GA模2-字体化技术5,掌握数PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。13O本课题研究的自动生产线实验平台是在铝合金导轨式实训台上由下料、加盖、穿销、/7IS+E0检测、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构采用气动驱6A元A0动、变频器驱动和步进电机位置控制等技术单-,实验平台的控制方式采用各个工作单元均是一0U0PF***立的CPLCL控制,本实验平台综合采用传感器应用技术。在本实验平台上可以模拟一个与8站-3实际生产情况十分接近的控制过程主5,使使用者得到一个非常接近于实际的教学设备环境,力9求达到缩短理论教学与实际应用之间的距离。4:..,采用模块组合式的结构,各工作单元是相对独立的模块,并采用标准结构和抽屉式模块放置架,具有较强的互换性方便根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合,安装和调试,达到模拟生产性功能和整合学****功能的目标也符合教学实训考核或技能竞赛的要求。第二章硬件设备的说明2。1电感式接近开关的设备说明2。(如位移、压力、流量、振动等)转换成线圈自感系数L或互感系数M,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。电感式传感器具有结构简单、工作可靠、测量精度高、零点稳定、输出功率较大等一系列优点,其主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约,传感器自身频率响应低,、记录、显示和控制,在工业自动控制系统中被广泛采用。2。1。2电感式接近开关传感器的基本工作方式电感式接近开关传感器可以检测从传感器侧向水平接近的被测体,;不受温度和电压上下浮动影响的动作距离为实际的工作距离。传感器在工作中存在着动作距离与复位距离的差值,,称为相应时间。在传感器的应用中,应根据实际情况考虑这些参数对检测结果是否有影响。电感式接近开关传感器,是一种利用涡流感知物体接近的器件。它的敏感元件为检测线圈,它是振荡电路的一个组成部分,在检测线圈的工作面上存在一个交变磁场。当金属物体接近检测线圈时,金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量,使振荡减弱直至停振,::是指电感式接近开关传感器的供电电压范围,在此范围内可以保证电感式接近开关传感器安全工作。:指电感式接近开关传感器连续工作时的最大负载电流。电压降:是指在额定电流下开关导通时,(消耗电流):是指在没有负载时,测量所得的电感式接近开关传感器自身5:...(漏电流):是指开关断开时,:有防止输入电源电压极性误接的保护功能。:有此功能时,如果超过极限电流,输出会周期性地封闭和释放,。2电容式接近开关的设备说明2。,将被测非电量转化为电容量的变化,进而实现电量到非电量的转换。电容式接近开关传感器是根据从振荡电路取出的电极的电容变化,时振荡开始或停止,从而达到检测信号的目的。振荡电路以外的电路结构与高频振荡式接近开关相同。2。,电容式接近开关传感器检测的对象是很多的,静电电容式接近开关易受水和油的影响,在使用中,:检测小型继电器等使用的铜丝(电磁铁)是否正常。使用高灵敏度埋入型,,动作距离为5mm。:检测形状复杂的袋装食品时,在必须水洗的机器中使用防湿型的接近开关时,要防止残留水滴引起误动作。、粉状体的间接检测:通过木箱、纸箱、玻璃瓶等非金属容器的外壁,检测其中被测物体的有无及其所在的表面位置。:要考虑电容式接近开关传感器结构本身静电电容的影响,其内部安装有灵敏度调节电位器;当接近开关和被检测体之间有不灵敏的物体时,调节这个电位器,可使接近开关不检测夹在中间的物体,此外还可用此电位器调节工作距离。图2—:检测塑料和玻璃上有无异物,而不管其颜色和表面状态,被检测体较小应采用灵敏度高的电容式接近开关传感器;塑料种类不同时灵敏度也不同,因此必须进检测。当被检测体种类多时,、粉状体等的直接检测及水、粉尘的表面位置检测:采用防湿型电容式接近开关传感器,不要让水和粉末附在检测面上。6:..。3继电器的设备及微动开关的设备说明加盖单元中用到继电器的主要部分是:摆臂动作的水平方向上的运动。水平运动动力依靠直流电机,而继电器在此处的应用就是实现这两个电机的正反转控制,也就是摆臂的运行和复位的控制。通过继电器的吸合和断开,实现电压的正负变化,达到控制电机正反转的目的。继电器是根据电流、电压、时间、温度和速度等信号的变化,来接通或断开小电流电路和电器的控制元件。常用的继电器有热继电器、过电流继电器、欠电压继电器、时间继电器、速度继电器、:其中热继电器、过电流继电器、欠电压继电器属于保护继电器;时间继电器、速度继电器、,通过动触点的动作,:采用限位开关作为PLC中控制电机正反转的条件,当摆臂取、放件时只有碰到行程开关时才认为摆臂到位,(且PLC上有相应的输入指示灯显示)方可启动电机或控制电机正反转。同时也启到保护电机的作用。2。4电磁阀的设备说明电磁铁,它是电磁阀的主要部件之一,其作用是利用电磁原理将电信号转换成阀芯的位移。电磁铁的结构可分为T型、I型和平板型,T型电磁铁为减少铁损,用高磁通的硅钢片叠制成,能够获得较好的效率和较大的吸引力,但所需的行程和体积较大,主要用于行程较大的直动式电磁阀。I型电磁铁适用于直流电磁铁和小型交流电磁铁,用圆柱形普通材料制成,其铁心的端面通常制成平面装货圆锥状。与T型电磁铁相比,I型电磁铁的吸力小,行程较短。圆柱形铁心的重量轻、吸引时的冲击较小,所以使用寿命长,:如有一电磁阀损坏了,需要更换一个电磁,可按照下列步骤安装电磁阀。①切断气源,用螺丝刀拆卸下已经损坏的电磁阀。②用螺丝刀将新的电磁阀装上。③将电气控制接头插入电磁阀上.④将气路管插入电磁阀上的快速接头。⑤接通气源,用手控开关进行调试,:..S7-2OOPLC在自动线中的使用在自动线中,每一个站都安装了一个西门子—200PLC系列的可编程逻辑控制器(ontroller,PLC)来控制,就像人的大脑一样,思考每一个动作,每一招每一式,指挥自动线上的机械手、气爪按程序动作,是自动线的核心部件。PLC是一种专为工业环境下应用设计的“可编程逻辑控制器”,,并逐渐发展成为以微处理器为核心,将自动化技术、计算机技术、-200PLC的外形结构S7-200PLC系列PLC由PLC主机和扩展模块组成。其中,PLC主机由CPU、存储器、通信电路、基本输入/输出电路、电源等基本模块组成,相当一个整体式的PLC,可以单独完成控制功能,它包含一个控制系统所需的最小组成单元。图2—73所示是S7—200cPU模块的外形结构图,它将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O(输入/输出):-电源I/O点-超级电容状态LED-时钟(224(XP),226)Panel安装固定孔可插拔模拟量终端可插拔接线端子(224,226)可选卡插槽安装于标准DIN导通讯口24V传感器轨上的夹子电源输出图3—1S7—200的外形结构由图示可知,虽然PLC的外观与通用计算机有较大差别,但在内部结构上,PLC只是像一台增强了I/0功能的可与控制对象方便连接的计算机。在系统结构上,(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等构成,图示是典型PLC结构简图;PLC的软件部分由系统程序和用户程序等构成。8:..模块由中央处理器(CPU)、存储器、输入端口、输出端口、通信接口、电源等构成,每个部分的功用不同,与通用微机CPU一样,CPU在PLC才系统中的作用类似于人体的神经中枢。PLC系统中的存储器按作用可分为三类:系统程序存储器、用户程序存储器、功能存储器~(数据区)。—200PLC系列PLC整合了一个或两个RS一485通信接口,既可作为PG(编程)接口,可也作为OP(操作终端)接口,如连接一些HMI(人机接口)设备。支持自由通信协议及PPI(点对点主站模式)通信协议。—200PLC本机单元有一个内部电源,它为本机单元、扩展模块以及一个24VDC电源输出,每一个S7—200CPU模块向外提供5VDC和24VDC电源。●CPU模块都有一个24VDC传感器电源,它为本机输入点和扩展模块继电器线圈提供24VDC。如果电源要求超出了CPU模块24VDC电源的定额,可以增加一个外部24VDC电源来供给扩展模块的24VDC。●当有扩展模块连接时CPU模块也为其提供5V电源。如果扩展模块的5V电源需求超出了CPU模块的电源定额,必须卸下扩展模块,直到需求在电源预定值之内才行。若电源要求超出CPU模块预算,将不能连接CPU允许的最大数目的模块。将S7—200DC传感器电源与外部24VDC电源采用并联连接时,将会导致两个电源的竞争而影响它们各自的输出。这种竞争的结果会缩短设备的寿命,或者使得一个电源或两者同时失效,。1PLC对下料单元的控制4。1。1下料单元控制要求下料单元的主要功能是将前站送入本单元下料仓的工件主体,通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落,:..4—1下料单元实物图初始状态:直线及转角二传送电机、下料电机均处于停止状态;直流电磁吸铁竖起禁行;工作指示灯熄灭。系统启动运行后本单元红色指示灯发光;直线电机、转角电机驱动二传送带开始运转且始终保持运行状态(分单元运行时可选用与PLC运行/停止同状态的特殊继电器保持二传送电机的运行状态)。本单元在结构设计中涉及到间歇机构、同步带传动、螺杆调节结构、螺杆锁紧结构、张紧机构等相关的机械原理、机械零件知识。为实现本单元的控制功能,在结构的相应位置装设了光电传感器、电感式传感器、电容式传感器等检测与传感装置,并配备了直流电机、电磁铁等执行机构。自动控制过程说明及工作状态表:自动控制过程说明:,底层的电感式传感器发出检测信号,红色指示灯熄灭,绿色指示灯发光;经过2秒时间确认后,启动下料电机继续执行将工件主体下落动作。,当工件下落至托盘时,工件检测传感器发出检测信号,延时3秒确认后,直流电磁铁吸合下落,放行托盘。,电磁吸铁释放处于禁止状态,绿色指示灯熄灭,红色指示灯发光,系统回复初始状态。说明:若下料电机从料仓入口至出口动作一个行程后工件检测传感器仍无检测信号,此时报警器发出警报,提示运行人员需在料仓中装入工件(本套设备中通过延时进行控制)。10:..。1。2下料单元控制流程图图4-2下料单元控制流程图11:..。—1单元I/O分配表形式序号名称PLC地址编号地址设置1工件检测I0。0S22托盘检测I0。。1SB16停止按钮I2。2SB2EM277总线7急停按钮I2。3SB3模块设置的站号为:8复位按钮I2。:2~34传送电机Q0。。——-—(200P