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目錄 第一章 緒論 1 1.1自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展?fàn)顩r 1 1.2 PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀 3 1.2.1生產(chǎn)線上的工藝過(guò)程 3 1.2.2連續(xù)生產(chǎn)線 4 1.2.3控制系統(tǒng)組成框圖 5 1.3課題主要研究的內(nèi)容及意義 6 第二章 各單元硬件設(shè)備的說(shuō)明 7 2.1電感式接近開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 7 2.1.1電感式傳感器簡(jiǎn)單介紹 7 2.1.2電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的基本工作方式 7 2.2電容式接近開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 8 2.2.1電容式傳感器簡(jiǎn)單介紹 8 2.2.2電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器的使用 8 2.3繼電器的設(shè)備及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 9 2.4電磁閥的設(shè)備說(shuō)明 9 第三章 S7-2OO PLC在自動(dòng)線中的使用 10 第四章各單元控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 4.1PLC對(duì)下料單元的控制 12 4.1.1下料單元控制要求 12 4.1.2下料單元控制流程圖 13 4.1.3下料單元I/O分配表 14 4.1.4下料單元梯形圖 15 4.2 PLC對(duì)加蓋單元的控制 21 4.2.1加蓋單元控制要求 21 4.2.2加蓋單元控制流程圖 22 4.2.3加蓋單元I/O分配表 23 4.2.4加蓋單元梯形圖 24 4.3PLC對(duì)穿銷單元的控制 30 4.3.1穿銷單元控制要求 30 4.3.2穿銷單元控制流程圖 31 4.3.3穿銷單元I/O分配表 32 4.3.4穿銷單元梯形圖 33 4.4PLC對(duì)檢測(cè)單元的控制 39 4.4.1檢測(cè)單元控制要求 39 4.4.2檢測(cè)單元控制流程圖 40 4.4.3檢測(cè)單元的I/O分配表 41 4.4.4檢測(cè)單元梯形圖 41 4.5PLC對(duì)分揀單元的控制 45 4.5.1分揀單元控制要求 45 4.5.2分揀單元控制流程圖 47 4.5.3分揀單元的I/O分配表 48 4.5.4單元梯形圖 49 第五章 S7-300 PLC硬件組態(tài)及編程 56 5.1 硬件配置 56 5.2 S7-3OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制變量傳送分配表 64 5.3 S7-3OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制的基本要求 65 5.4 S7-300 PLC梯形圖 65 總結(jié) 68 參考文獻(xiàn) 69 致謝 70 第一章 緒論 1.1 自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展?fàn)顩r 自動(dòng)線是能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的一種機(jī)器體系，通過(guò)采用一套能自動(dòng)進(jìn)行加工、檢測(cè)、裝卸、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器設(shè)備,組成高度連續(xù)的、完全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而提高工作效率。降低生產(chǎn)成本、提高加工質(zhì)量、快速更換產(chǎn)品，是機(jī)械制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志，它的發(fā)展趨勢(shì)是提高可調(diào)性，擴(kuò)大工藝范圍，提高加工精度和自動(dòng)化程度，同計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化車間與自動(dòng)化工廠。 自動(dòng)生產(chǎn)線是在流水線的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的，它不僅要求線體上各種機(jī)械加工裝置能自動(dòng)地完成預(yù)定的各道工序，達(dá)到相應(yīng)的工藝要求，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，為了能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，可以采用自動(dòng)輸送和其他一些輔助裝置，根據(jù)工藝順序把不同的機(jī)械加工裝置組成一個(gè)整體，各個(gè)部件之間的動(dòng)作是通過(guò)氣壓系統(tǒng)和電氣制動(dòng)系統(tǒng)組合起來(lái)的，使它能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的程序而進(jìn)行自動(dòng)工作，這種自動(dòng)工作的機(jī)械裝置系統(tǒng)被我們稱為自動(dòng)生產(chǎn)線。 現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)日新月異，在工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)也使用得非常的普遍了，并且在電子和機(jī)械制造等領(lǐng)域已經(jīng)研究并生產(chǎn)出許多各種類型的自動(dòng)生產(chǎn)線，正是因?yàn)檫@些自動(dòng)生產(chǎn)線的飛速發(fā)展和廣泛使用，提高了我們的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量、改善了工作的條件、降低了能源的損耗、節(jié)約了材料等等，在各方各面都獲得了顯著的效果。 自動(dòng)生產(chǎn)線能構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，是由于它是綜合了傳感技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)，自動(dòng)生產(chǎn)線在各國(guó)有著各種生產(chǎn)的需要，有效的綜合及組織，來(lái)優(yōu)化整體的設(shè)備，自動(dòng)生產(chǎn)線雖然是源于傳統(tǒng)的流水生產(chǎn)線，但它的功效是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)流水生產(chǎn)線，并且還有著多種顯著的區(qū)別，其主要的特點(diǎn)是自動(dòng)生產(chǎn)線有非常高的自動(dòng)化控制，還有傳統(tǒng)流水生產(chǎn)線所沒(méi)有的精密的生產(chǎn)節(jié)奏，它是一個(gè)統(tǒng)一的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其工作要按照規(guī)定的工序順序來(lái)完成。 在各個(gè)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,不同種類的自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)不同，大小也不同，功能也不同，它們基本都包含檢測(cè)、機(jī)械本體、信息處理、輸入、輸出接口部分以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等五部分。 但是不論哪種自動(dòng)生產(chǎn)線，在功能上都必須能實(shí)現(xiàn)控制、運(yùn)轉(zhuǎn)、驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)等,并且控制功能是電子裝置來(lái)完成的。自動(dòng)生產(chǎn)線在生產(chǎn)中，所有傳感器用來(lái)檢測(cè)信號(hào)，控制裝置再運(yùn)算、變換、存儲(chǔ)其檢測(cè)信號(hào)，再通過(guò)其接口電路向執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出指令來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工作。傳感器檢測(cè)生產(chǎn)線上位置、溫度、壓力、流量等信號(hào)，來(lái)讓信息處理部件分析處理，驅(qū)動(dòng)功能是液壓缸電動(dòng)機(jī)、電磁閥、氣壓閥、機(jī)械手等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)的。其機(jī)械部分是自動(dòng)生產(chǎn)線的主體部分。 自動(dòng)線支持技術(shù)的飛速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)了自動(dòng)線的大力發(fā)展，使得可以生實(shí)現(xiàn)技術(shù)更加復(fù)雜的生產(chǎn)和操作以及裝配工藝要求更高的流程，現(xiàn)在這些技術(shù)在向更深的領(lǐng)域發(fā)展，尤其微電子技術(shù)向超大規(guī)模和超超大規(guī)模集成電路方向的發(fā)展，在那么幾平方毫米硅片上能集成幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)個(gè)邏輯元件，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的小型化，高速化和智能化的發(fā)展，正是智能計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)更加的完善了自動(dòng)線的功能，提高了生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。 現(xiàn)代工業(yè)是計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、先進(jìn)工藝技術(shù)的綜合與集成，涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、制造執(zhí)行等多方面，是國(guó)家建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的重要支柱之一。為了加強(qiáng)學(xué)生面向新世紀(jì)的挑戰(zhàn)能力，提高機(jī)、光、電一體化的理論水平與實(shí)踐能力刻不容緩，重點(diǎn)建設(shè)機(jī)電類工程，柔性加工綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，更具有迫切性和現(xiàn)實(shí)意義。 自動(dòng)化生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程所經(jīng)過(guò)的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動(dòng)所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對(duì)象原則組織起來(lái)的，完成產(chǎn)品工藝過(guò)程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不同工藝的加工。 圖1-1 自動(dòng)化生產(chǎn)線 該自動(dòng)化模擬生產(chǎn)線，較好地解決了在學(xué)校期間，只接觸到以單元實(shí)驗(yàn)或校外參觀實(shí)習(xí)為主，一些大型的自動(dòng)化控制站只能看不能操作，達(dá)不到理想的教學(xué)效果的這個(gè)實(shí)際接觸問(wèn)題。 在設(shè)計(jì)該模擬生產(chǎn)線時(shí)控制系統(tǒng)中包括5個(gè)從站點(diǎn)：下料單元、加蓋單元 、穿銷單元、檢測(cè)單元、分揀單元。該套控制系統(tǒng)，建立了以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制為對(duì)象的實(shí)物模擬仿真系統(tǒng)，可很好解決自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的在動(dòng)手實(shí)踐中所遇到的難題。 1.2 PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀 1.2.1 生產(chǎn)線上的工藝過(guò)程 1969世界第一臺(tái)PLC在美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司誕生。1975-1976年,德國(guó)、日本、美國(guó)等將微處理器作為控制器的中央處理單元應(yīng)用到PLC中，并且去掉磁心存儲(chǔ)器改用了集成電路的存儲(chǔ)器，結(jié)合了微型計(jì)算機(jī)的技術(shù)與電控制器技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了可編程控制器的規(guī)模集成化，使得處理器更能適用工業(yè)環(huán)境，更加的可靠，功能也更加強(qiáng)大，更加的靈活，成本卻大大下降，從而使得PLC進(jìn)入了實(shí)用階段。 隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的性能也飛速增強(qiáng)，其應(yīng)用和研究現(xiàn)狀主要在以下方面體現(xiàn): 1.控制規(guī)模的擴(kuò)大，控制大型機(jī)的規(guī)模越變?cè)酱螅_(kāi)關(guān)量高的達(dá)到了幾萬(wàn)。 2.組成模塊的增多，現(xiàn)在PLC己經(jīng)新增了很多模塊，如PDI控制、溫度以及運(yùn)動(dòng)模塊等等。 3.開(kāi)放性和互操作性大大發(fā)展，在PLC的發(fā)展過(guò)程中，制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，都各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)放是發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，各廠商都意識(shí)到這一點(diǎn)，并形成了長(zhǎng)時(shí)期的妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)，這一過(guò)程還將繼續(xù)。 4.工作速度的提高可以對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。 5.聯(lián)網(wǎng)的能力增強(qiáng)，由于通信、信息及控制技術(shù)的大力發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)也得到了的發(fā)展，己經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制。 正是由于這些性能、使得工業(yè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化、控制信息化及智能化。現(xiàn)在應(yīng)用在不斷前進(jìn),尤其在運(yùn)動(dòng)控制、模擬量控制及驅(qū)動(dòng)控制上廣泛使用，已經(jīng)成為現(xiàn)在系統(tǒng)工作自動(dòng)化中最有效的工具之一了。 此次設(shè)計(jì)共分為五個(gè)單元，其功能分別是： 1．下料單元：將前站送入本單元下料倉(cāng)的工件主體，通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)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(yùn)行。 2．加蓋單元：通過(guò)直流電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)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。 3．穿銷單元：通過(guò)旋轉(zhuǎn)推筒推送銷釘?shù)姆椒ǎ瓿晒ぜ黧w與上蓋的實(shí)體連接裝配，完成裝配后的工件隨托盤向下站傳送。 4．檢測(cè)單元：運(yùn)用各類檢測(cè)傳感裝置對(duì)裝配好的工件成品進(jìn)行全面檢測(cè)（包括上蓋、銷釘?shù)难b配情況，銷釘材質(zhì)、標(biāo)簽有無(wú)等），并將檢測(cè)結(jié)果送至PLC進(jìn)行處理，以此作為后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依標(biāo)簽有無(wú)判別正、次品；倉(cāng)庫(kù)站依銷釘材質(zhì)確定庫(kù)位）。 5．分揀單元：根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果（標(biāo)簽有無(wú)），采用氣動(dòng)機(jī)械手對(duì)工件進(jìn)行分類，合格產(chǎn)品隨托盤進(jìn)入下一站入庫(kù)；不合格產(chǎn)品進(jìn)入廢品線，空托盤向下站傳送。 1.2.2 連續(xù)生產(chǎn)線 為便于協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)線的全程控制，系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)主站總控制臺(tái)，主站總控制臺(tái)是整個(gè)裝配生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行的指揮調(diào)度中心，其主要功能是實(shí)現(xiàn)全程運(yùn)行的總體控制，完成全系統(tǒng)的通訊連接等。 總站單元 下料單元 加蓋單元 分揀單元 檢測(cè)單元 穿銷單元 圖1-2 自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制順序 從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從零部件到整機(jī)。采用鋁合金結(jié)構(gòu)件為主體，利用多種機(jī)械傳動(dòng)方式模擬完成現(xiàn)代化裝配過(guò)程的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，把實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的典型部分：電氣控制部分、各種傳感器的應(yīng)用、組態(tài)控制，工業(yè)總線，充分展示在該系統(tǒng)中。 1.2.3 控制系統(tǒng)組成框圖 中央處理單元（CPU）CPU 226+PROFIBUS DP 模塊EM277 分揀單元 主站CPU單元6ES7 315-2AG10-0AB0+6SE7 307-1BA00-0AA0 電池+40 針前連接器6ES7392-1AM00-0AA0+儲(chǔ)存卡 6SE7 953-8LF00-0AA0+I/O 數(shù)字模塊（16）6SE73223-BL00-0AA0+背板 6ES7 390-1AE80-0AA0+STEP7 V5.2編程軟件 總 站 中央處理單元（CPU）CPU 226+PROFIBUS DP 模塊EM277 檢測(cè)單元 中央處理單元（CPU）CPU 226+PROFIBUS DP 模塊EM277 穿銷單元 中央處理單元（CPU）CPU 226+PROFIBUS DP 模塊EM277 加蓋單元 中央處理單元（CPU）CPU 226+PROFIBUS DP 模塊EM277 下料單元 1.3 1.3 課題主要研究的內(nèi)容及意義 本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是為滿足普通高校及高職機(jī)電類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技能和技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，尤其是綜合能力鍛煉，創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)，而開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。針對(duì)自動(dòng)生產(chǎn)線有很高的仿真性I/O的要求，本課題研究的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，應(yīng)能夠任意拆裝和組合，能夠任意設(shè)置故障，且預(yù)留工位，可隨時(shí)加裝內(nèi)容，這樣，可以滿足學(xué)校與企業(yè)定單式培養(yǎng)。現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)生產(chǎn)線的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，本課題研究的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)把傳感測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等各種技術(shù)進(jìn)行組織，并且整體使用到生產(chǎn)設(shè)備上并且力求達(dá)到使實(shí)驗(yàn)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)熟悉生產(chǎn)線的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、執(zhí)行、控制與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在這個(gè)微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作的原理。 可編程控制器以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、性能強(qiáng)、價(jià)格低以及編程簡(jiǎn)單而在現(xiàn)代化自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中普遍使用，并且充當(dāng)生產(chǎn)線的大腦微處理單元。因此,培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 本課題研究的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上由下料、加蓋、穿銷、檢測(cè)、分揀等工作單元，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械平臺(tái)，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、變頻器驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)位置控制等技術(shù)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制方式采用各個(gè)工作單元均是一臺(tái)獨(dú)立的PLC控制，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)綜合采用傳感器應(yīng)用技術(shù)。在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過(guò)程，使使用者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，力求達(dá)到縮短理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。 本課題研究的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，采用模塊組合式的結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對(duì)獨(dú)立的模塊，并采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，具有較強(qiáng)的互換性方便根據(jù)實(shí)訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進(jìn)行不同的組合，安裝和調(diào)試，達(dá)到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)也符合教學(xué)實(shí)訓(xùn)考核或技能競(jìng)賽的要求。 第二章 硬件設(shè)備的說(shuō)明 2.1 電感式接近開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 2.1.1 電感式傳感器簡(jiǎn)單介紹 電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量（如位移、壓力、流量、振動(dòng)等）轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。 電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、測(cè)量精度高、零點(diǎn)穩(wěn)定、輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是靈敏度、線性度和測(cè)量范圍相互制約，傳感器自身頻率響應(yīng)低，不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制，在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中被廣泛采用。 2.1.2 電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的基本工作方式 電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器可以檢測(cè)從傳感器側(cè)向水平接近的被測(cè)體，也可以檢測(cè)從傳感器迎面垂直接近的被測(cè)體。被測(cè)體接近傳感器到傳感器開(kāi)關(guān)動(dòng)作的距離為動(dòng)作距離；不受溫度和電壓上下浮動(dòng)影響的動(dòng)作距離為實(shí)際的工作距離。傳感器在工作中存在著動(dòng)作距離與復(fù)位距離的差值，被稱為動(dòng)作帶差。被測(cè)量體進(jìn)入或退出檢測(cè)有效范圍時(shí)將出現(xiàn)動(dòng)作上的時(shí)間延遲，稱為相應(yīng)時(shí)間。在傳感器的應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況考慮這些參數(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果是否有影響。 電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器，是一種利用渦流感知物體接近的器件。它的敏感元件為檢測(cè)線圈，它是振蕩電路的一個(gè)組成部分，在檢測(cè)線圈的工作面上存在一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬物體接近檢測(cè)線圈時(shí)，金屬物體就會(huì)產(chǎn)生渦流而吸收振蕩能量，使振蕩減弱直至停振，振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。 電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的電氣指標(biāo)： 1．工作電壓：是指電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器的供電電壓范圍，在此范圍內(nèi)可以保證電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器安全工作。 2．工作電流：指電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器連續(xù)工作時(shí)的最大負(fù)載電流。 電壓降：是指在額定電流下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，在開(kāi)關(guān)兩端或輸出端測(cè)量得到的電壓。 3．空載電流（消耗電流）：是指在沒(méi)有負(fù)載時(shí)，測(cè)量所得的電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器自身所需的電流。 4．剩余電流（漏電流）：是指開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，流過(guò)負(fù)載的電流。 5．極性保護(hù)：有防止輸入電源電壓極性誤接的保護(hù)功能。 6．短路保護(hù)：有此功能時(shí)，如果超過(guò)極限電流，輸出會(huì)周期性地封閉和釋放，直至短路被清除。 2.2 電容式接近開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 2.2.1 電容式傳感器簡(jiǎn)單介紹 電容式傳感器是利用電容器的原理，將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)化為電容量的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電量到非電量的轉(zhuǎn)換。電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器是根據(jù)從振蕩電路取出的電極的電容變化，時(shí)振蕩開(kāi)始或停止，從而達(dá)到檢測(cè)信號(hào)的目的。振蕩電路以外的電路結(jié)構(gòu)與高頻振蕩式接近開(kāi)關(guān)相同。 2.2.2 電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器的使用 除了棉花和發(fā)泡苯乙烯等介電系數(shù)低的物體之外，電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器檢測(cè)的對(duì)象是很多的，靜電電容式接近開(kāi)關(guān)易受水和油的影響，在使用中，應(yīng)注意這一點(diǎn)。靜電電容式接近開(kāi)關(guān)能勝任其他方式不能檢測(cè)的場(chǎng)合。 1. 細(xì)金屬絲的檢測(cè)：檢測(cè)小型繼電器等使用的銅絲（電磁鐵）是否正常。使用高靈敏度埋入型，在檢測(cè)Φ0.03mm銅絲時(shí)，動(dòng)作距離為5mm。 2. 袋裝食品的檢測(cè)：檢測(cè)形狀復(fù)雜的袋裝食品時(shí)，在必須水洗的機(jī)器中使用防濕型的接近開(kāi)關(guān)時(shí)，要防止殘留水滴引起誤動(dòng)作。 3. 液體、粉狀體的間接檢測(cè)：通過(guò)木箱、紙箱、玻璃瓶等非金屬容器的外壁，檢測(cè)其中被測(cè)物體的有無(wú)及其所在的表面位置。 4. 電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器靈敏度的調(diào)整：要考慮電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器結(jié)構(gòu)本身靜電電容的影響，其內(nèi)部安裝有靈敏度調(diào)節(jié)電位器；當(dāng)接近開(kāi)關(guān)和被檢測(cè)體之間有不靈敏的物體時(shí)，調(diào)節(jié)這個(gè)電位器，可使接近開(kāi)關(guān)不檢測(cè)夾在中間的物體，此外還可用此電位器調(diào)節(jié)工作距離。 圖2-1平板電容器 5. 塑料和玻璃的檢測(cè)：檢測(cè)塑料和玻璃上有無(wú)異物，而不管其顏色和表面狀態(tài)，被檢測(cè)體較小應(yīng)采用靈敏度高的電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器；塑料種類不同時(shí)靈敏度也不同，因此必須進(jìn)檢測(cè)。當(dāng)被檢測(cè)體種類多時(shí)，要隨時(shí)進(jìn)行靈敏度的調(diào)整。 6. 固液體、粉狀體等的直接檢測(cè)及水、粉塵的表面位置檢測(cè)：采用防濕型電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器，不要讓水和粉末附在檢測(cè)面上。 2.3 繼電器的設(shè)備及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的設(shè)備說(shuō)明 加蓋單元中用到繼電器的主要部分是：擺臂動(dòng)作的水平方向上的運(yùn)動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)動(dòng)力依靠直流電機(jī)，而繼電器在此處的應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，也就是擺臂的運(yùn)行和復(fù)位的控制。通過(guò)繼電器的吸合和斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電壓的正負(fù)變化，達(dá)到控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的目的。 繼電器是根據(jù)電流、電壓、時(shí)間、溫度和速度等信號(hào)的變化，來(lái)接通或斷開(kāi)小電流電路和電器的控制元件。常用的繼電器有熱繼電器、過(guò)電流繼電器、欠電壓繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、中間繼電器等。按作用它們分為保護(hù)繼電器和控制繼電器兩類：其中熱繼電器、過(guò)電流繼電器、欠電壓繼電器屬于保護(hù)繼電器；時(shí)間繼電器、速度繼電器、中間繼電器屬于控制繼電器。 微動(dòng)開(kāi)關(guān)由一個(gè)定觸點(diǎn)和一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)組成，通過(guò)動(dòng)觸點(diǎn)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)和閉合的過(guò)程。在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是：采用限位開(kāi)關(guān)作為PLC中控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的條件，當(dāng)擺臂取、放件時(shí)只有碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)才認(rèn)為擺臂到位，（且PLC上有相應(yīng)的輸入指示燈顯示）方可啟動(dòng)電機(jī)或控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。同時(shí)也啟到保護(hù)電機(jī)的作用。 2.4 電磁閥的設(shè)備說(shuō)明 電磁鐵，它是電磁閥的主要部件之一，其作用是利用電磁原理將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成閥芯的位移。電磁鐵的結(jié)構(gòu)可分為T型、I型和平板型，T型電磁鐵為減少鐵損，用高磁通的硅鋼片疊制成，能夠獲得較好的效率和較大的吸引力，但所需的行程和體積較大，主要用于行程較大的直動(dòng)式電磁閥。I型電磁鐵適用于直流電磁鐵和小型交流電磁鐵，用圓柱形普通材料制成，其鐵心的端面通常制成平面裝貨圓錐狀。與T型電磁鐵相比，I型電磁鐵的吸力小，行程較短。圓柱形鐵心的重量輕、吸引時(shí)的沖擊較小，所以使用壽命長(zhǎng)，主要用與小型直動(dòng)式和先導(dǎo)式電磁閥。 更換安裝電磁閥: 如有一電磁閥損壞了，需要更換一個(gè)電磁，可按照下列步驟安裝電磁閥。 ①切斷氣源，用螺絲刀拆卸下已經(jīng)損壞的電磁閥。 ②用螺絲刀將新的電磁閥裝上。 ③將電氣控制接頭插入電磁閥上。 ④將氣路管插入電磁閥上的快速接頭。 ⑤接通氣源，用手控開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)試，檢查氣缸動(dòng)作情況。 第三章 S7-2OO PLC在自動(dòng)線中的使用 在自動(dòng)線中，每一個(gè)站都安裝了一個(gè)西門子S7—200 PLC系列的可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)來(lái)控制，就像人的大腦一樣，思考每一個(gè)動(dòng)作，每一招每一式，指揮自動(dòng)線上的機(jī)械手、氣爪按程序動(dòng)作，是自動(dòng)線的核心部件。 PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的“可編程邏輯控制器”，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。PLC是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。 1．S7—200 PLC的外形結(jié)構(gòu) S7—200 PLC系列PLC由PLC主機(jī)和擴(kuò)展模塊組成。其中，PLC主機(jī)由CPU、存儲(chǔ)器、通信電路、基本輸入／輸出電路、電源等基本模塊組成，相當(dāng)一個(gè)整體式的PLC，可以單獨(dú)完成控制功能，它包含一個(gè)控制系統(tǒng)所需的最小組成單元。圖2—73所示是S7—200cPU模塊的外形結(jié)構(gòu)圖，它將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I／O(輸入／輸出)點(diǎn)集成在一個(gè)緊密的封裝之中。 可插拔接線端子(224,226) 通訊口 24V 傳感器 電源輸出 Panel安裝固定孔 安裝于標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上 的夾子 可選卡 插槽 內(nèi)部: - 電源 - 超級(jí)電容 - 時(shí)鐘(224(XP),226) I/O 點(diǎn) 狀態(tài) LED 可插拔模擬量終端 圖3-1 S7—200的外形結(jié)構(gòu) 由圖示可知，雖然PLC的外觀與通用計(jì)算機(jī)有較大差別，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，PLC只是像一臺(tái)增強(qiáng)了I／0功能的可與控制對(duì)象方便連接的計(jì)算機(jī)。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，PLc的基本組成包括硬件與軟件兩部分。 2．典型PLC的硬件結(jié)構(gòu) PLC的硬件部分由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等構(gòu)成，圖示是典型PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；PLC的軟件部分由系統(tǒng)程序和用戶程序等構(gòu)成。 在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，CPU模塊由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入端口、輸出端口、通信接口、電源等構(gòu)成，每個(gè)部分的功用不同，與通用微機(jī)CPU一樣，CPU在PLC才系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。 PLC系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器按作用可分為三類：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器、功能存儲(chǔ)器～(數(shù)據(jù)區(qū)）。 4．通信接口 S7—200 PLC系列PLC整合了一個(gè)或兩個(gè)RS一485通信接口，既可作為PG(編程)接口，可也作為OP(操作終端)接口，如連接一些HMI(人機(jī)接口)設(shè)備。支持自由通信協(xié)議及PPI(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主站模式)通信協(xié)議。 5．電源 S7—200 PLC本機(jī)單元有一個(gè)內(nèi)部電源，它為本機(jī)單元、擴(kuò)展模塊以及一個(gè)24V DC電源輸出，每一個(gè)S7—200CPU模塊向外提供5V DC和24V DC電源。 ●CPU模塊都有一個(gè)24V DC傳感器電源，它為本機(jī)輸入點(diǎn)和擴(kuò)展模塊繼電器線圈提供24V DC。如果電源要求超出了CPU模塊24V DC電源的定額，可以增加一個(gè)外部24V DC電源來(lái)供給擴(kuò)展模塊的24V DC。 ●當(dāng)有擴(kuò)展模塊連接時(shí)CPU模塊也為其提供5V電源。如果擴(kuò)展模塊的5V電源需求超出了CPU模塊的電源定額，必須卸下擴(kuò)展模塊，直到需求在電源預(yù)定值之內(nèi)才行。 若電源要求超出CPU模塊預(yù)算，將不能連接CPU允許的最大數(shù)目的模塊。 將S7—200DC傳感器電源與外部24V DC電源采用并聯(lián)連接時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電源的競(jìng)爭(zhēng)而影響它們各自的輸出。這種競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果會(huì)縮短設(shè)備的壽命，或者使得一個(gè)電源或兩者同時(shí)失效，并且使PLC系統(tǒng)產(chǎn)生不正確的操作。 第四章 各單元控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 PLC對(duì)下料單元的控制 4.1.1 下料單元控制要求 下料單元的主要功能是將前站送入本單元下料倉(cāng)的工件主體，通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)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(yùn)行。 圖4-1下料單元實(shí)物圖 初始狀態(tài)：直線及轉(zhuǎn)角二傳送電機(jī)、下料電機(jī)均處于停止?fàn)顟B(tài)；直流電磁吸鐵豎起禁行；工作指示燈熄滅。 系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)、轉(zhuǎn)角電機(jī)驅(qū)動(dòng)二傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持二傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。 本單元在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到間歇機(jī)構(gòu)、同步帶傳動(dòng)、螺桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、螺桿鎖緊結(jié)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)等相關(guān)的機(jī)械原理、機(jī)械零件知識(shí)。 為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，在結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器等檢測(cè)與傳感裝置，并配備了直流電機(jī)、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 自動(dòng)控制過(guò)程說(shuō)明及工作狀態(tài)表： 自動(dòng)控制過(guò)程說(shuō)明： 1.當(dāng)托盤到達(dá)定位口時(shí)，底層的電感式傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，紅色指示燈熄滅，綠色指示燈發(fā)光；經(jīng)過(guò)2秒時(shí)間確認(rèn)后，啟動(dòng)下料電機(jī)繼續(xù)執(zhí)行將工件主體下落動(dòng)作。 2.檢測(cè)到托盤到位信號(hào)，當(dāng)工件下落至托盤時(shí)，工件檢測(cè)傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，延時(shí)3秒確認(rèn)后，直流電磁鐵吸合下落，放行托盤。 3．托盤放行2秒后，電磁吸鐵釋放處于禁止?fàn)顟B(tài)，綠色指示燈熄滅，紅色指示燈發(fā)光，系統(tǒng)回復(fù)初始狀態(tài)。 說(shuō)明：若下料電機(jī)從料倉(cāng)入口至出口動(dòng)作一個(gè)行程后工件檢測(cè)傳感器仍無(wú)檢測(cè)信號(hào)，此時(shí)報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，提示運(yùn)行人員需在料倉(cāng)中裝入工件（本套設(shè)備中通過(guò)延時(shí)進(jìn)行控制）。 4.1.2 下料單元控制流程圖 圖4-2下料單元控制流程圖 4.1.3 下料單元I/O分配表 表4-1單元I/O分配表 形式 序號(hào) 名稱 PLC地址 編號(hào) 地址設(shè)置 輸入 1 工件檢測(cè) I0.0 S2 EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：8 與總站通訊的地址為：2～3 2 托盤檢測(cè) I0.1 S1 3 料槽底層工件檢測(cè) I0.2 S3 4 手動(dòng)/自動(dòng)按鈕 I2.0 SA 5 啟動(dòng)按鈕 I2.1 SB1 6 停止按鈕 I2.2 SB2 7 急停按鈕 I2.3 SB3 8 復(fù)位按鈕 I2.4 SB4 輸出 1 下料電機(jī) Q0.0 M2 2 綠色指示燈 Q0.1 HL2 3 直流電磁吸鐵 Q0.2 KM 4 傳送電機(jī) Q0.3 M1 5 轉(zhuǎn)角電機(jī) Q0.4 M3 6 紅色指示燈 Q0.5 HL1 7 蜂鳴器報(bào)警 Q1.6 HA1 8 蜂鳴器報(bào)警 Q1.7 HA2 發(fā)送地址 V2.0----V3.7(200PLC—→300PLC) 接收地址 V0.0----V1.7(200PLC←—300PLC) 4.1.4 下料單元梯形圖 4.2 PLC對(duì)加蓋單元的控制 4.2.1 加蓋單元控制要求 （一）自動(dòng)控制過(guò)程說(shuō)明及工作狀態(tài)表 初始狀態(tài)：直線傳送電機(jī)、擺臂電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)；擺臂處于原位，內(nèi)限位開(kāi)關(guān)受壓；直流電磁吸鐵豎起禁行；工作指示燈熄滅。 系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持直線傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。 圖4-3加蓋單元的實(shí)物圖 系統(tǒng)運(yùn)行期間： 1.當(dāng)托盤載工作主體到達(dá)定位口時(shí)，由電感式傳感器檢測(cè)托盤，發(fā)出檢測(cè)信號(hào)；綠色指示燈亮，紅色指示燈滅；由電容式傳感器檢測(cè)上蓋，確認(rèn)無(wú)上蓋信號(hào)后，經(jīng)3秒確認(rèn)后啟動(dòng)主擺臂執(zhí)行加蓋動(dòng)作。 2.PLC通過(guò)兩個(gè)繼電器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)減速機(jī)使擺臂動(dòng)作，主擺臂從料槽中取出上蓋，翻轉(zhuǎn)180度，當(dāng)碰到放件控制板時(shí)復(fù)位彈簧松開(kāi)，此時(shí)擺臂碰到外限位開(kāi)關(guān)后結(jié)束加蓋動(dòng)作，上蓋靠自重落入工件主體內(nèi)，3秒后啟動(dòng)擺臂執(zhí)行返回原位動(dòng)作。 3.擺臂返回后內(nèi)限位開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，擺臂結(jié)束返回動(dòng)作；此時(shí)若上蓋安裝到位，即上蓋傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，則通過(guò)3秒確認(rèn)后直流電磁鐵吸合下落，將托盤放行（若上蓋安裝為空操作，即上蓋傳感器無(wú)檢測(cè)信號(hào)，擺臂手應(yīng)再次執(zhí)行加裝上蓋動(dòng)作，直到上蓋安裝到位）。 4.放行3秒后，電磁鐵釋放，恢復(fù)限位狀態(tài)，綠色指示燈滅，紅色指示燈亮，該站恢復(fù)預(yù)備工作狀態(tài)。 說(shuō)明：若擺臂往復(fù)3次加裝動(dòng)作后上蓋傳感器仍無(wú)檢測(cè)信號(hào)，此時(shí)報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，提示運(yùn)行人員需在料槽中裝入上蓋。 加蓋單元控制功能 為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，在結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了電感式傳感器、電容式傳感器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等檢測(cè)與傳感裝置，并配備了直流電機(jī)、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)和繼電器等控制元件。 4.2.2 加蓋單元控制流程圖 圖4-4 加蓋單元控制流程圖 4.2.3 加蓋單元I/O分配表 表4-2 加蓋單元I/O分配表 形式 序號(hào) 名稱 PLC地址 編號(hào) 地址設(shè)置 輸入 1 上蓋檢測(cè) I0.0 S2 EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：12 與總站通訊的地址為：4～5 2 托盤檢測(cè) I0.1 S1 3 取件限位(復(fù)位) I0.2 SQ1 4 放件限位(至位) I0.3 SQ2 5 手動(dòng)/自動(dòng)按鈕 I2.0 SA 6 啟動(dòng)按鈕 I2.1 SB1 7 停止按鈕 I2.2 SB2 8 急停按鈕 I2.3 SB3 9 復(fù)位按鈕 I2.4 SB4 輸出 1 電機(jī)取件 Q0.0 KM1 2 電機(jī)放件 Q0.1 KM2 3 綠色指示燈 Q0.2 HL2 4 直流電磁吸鐵 Q0.3 YM 5 傳送電機(jī) Q0.4 M2 6 紅色指示燈 Q0.5 HL1 7 蜂鳴器報(bào)警 Q1.6 HA1 8 蜂鳴器報(bào)警 Q1.7 HA2 發(fā)送地址 V2.0----V3.7(200PLC—→300PLC) 接收地址 V0.0----V1.7(200PLC←—300PLC) 4.2.4 加蓋單元梯形圖 4.3 PLC對(duì)穿銷單元的控制 4.3.1 穿銷單元控制要求 初始狀態(tài)：直線傳送電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)；銷釘氣缸處于原位（即旋轉(zhuǎn)推筒處于退回狀態(tài)）；限位桿豎起禁行；工作指示燈熄滅。 圖4-5穿銷單元實(shí)物圖 系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持直線傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。 穿銷單元系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程 1.當(dāng)托盤載工件到達(dá)定位口時(shí)，托盤傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，且確認(rèn)無(wú)銷釘信號(hào)后，綠色指示燈亮，紅色指示燈滅，經(jīng)3秒確認(rèn)后，銷釘氣缸推進(jìn)執(zhí)行裝銷釘動(dòng)作。 2.當(dāng)銷釘氣缸發(fā)出至位檢測(cè)信號(hào)后結(jié)束推進(jìn)動(dòng)作，延時(shí)2秒后自動(dòng)退回。 3.氣缸退回至復(fù)位狀態(tài)且接收到銷釘檢測(cè)信號(hào)后，進(jìn)行3秒延時(shí)，止動(dòng)氣缸動(dòng)作使限位桿落下將托盤放行。（若銷釘安裝為空操作，2秒后銷釘檢測(cè)傳感器仍無(wú)信號(hào)，銷釘氣缸再次推進(jìn)執(zhí)行安裝動(dòng)作，直到銷釘安裝到位。） 4.放行3秒后，限位桿豎起處禁行狀態(tài)，綠色指示燈滅，紅色指示燈亮。系統(tǒng)回復(fù)初始狀態(tài)。 本站銷釘連續(xù)穿三次后，傳感器還未檢測(cè)到有銷釘穿入，報(bào)警器報(bào)警，此時(shí)應(yīng)在銷釘下料倉(cāng)內(nèi)加入銷釘。為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，在結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了電感式傳感器、光纖式傳感器、磁性接近開(kāi)關(guān)等檢測(cè)與傳感裝置，并配備了直流電機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電磁閥等控制元件。 4.3.2 穿銷單元控制流程圖 圖4-6穿銷單元控制流程圖 4.3.3 穿銷單元I/O分配表 表4-3穿銷單元I/O分配表 形式 序號(hào) 名稱 PLC地址 編號(hào) 地址設(shè)置 輸入 1 銷釘檢測(cè) I0.0 S2 EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：14 與總站通訊的地址為：6～7 2 托盤檢測(cè) I0.1 S1 3 銷釘氣缸至位 I0.2 S4 4 銷釘氣缸復(fù)位 I0.3 S3 5 止動(dòng)氣缸至位 I0.4 S5 6 止動(dòng)氣缸復(fù)位 I0.5 S6 7 手動(dòng)/自動(dòng)按鈕 I2.0 SA 8 啟動(dòng)按鈕 I2.1 SB1 9 停止按鈕 I2.2 SB2 10 急停按鈕 I2.3 SB3 11 復(fù)位按鈕 I2.4 SB4 輸出 1 止動(dòng)氣缸 Q0.0 C1 2 綠色指示燈 Q0.1 HL2 3 銷釘氣缸 Q0.2 C2 4 傳送電機(jī) Q0.3 M1 5 紅色指示燈 Q0.4 HL1 6 蜂鳴器報(bào)警 Q1.6 HA1 7 蜂鳴器報(bào)警 Q1.7 HA2 發(fā)送地址 V2.0----V3.7(200PLC—→300PLC) 接收地址 V0.0----V1.7(200PLC←—300PLC) 4.3.4 穿銷單元梯形圖 4.4 PLC對(duì)檢測(cè)單元的控制 4.4.1 檢測(cè)單元控制要求 初始狀態(tài)：直線傳送電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)；直流電磁吸鐵豎起禁行；工作指示燈熄滅。 圖4-7檢測(cè)單元 系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持直線傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。 系統(tǒng)運(yùn)行期間： 1、當(dāng)托盤帶工件進(jìn)入本站后，進(jìn)行3秒延時(shí)；綠色指示燈發(fā)光、紅色指示燈熄滅；產(chǎn)品檢測(cè)工作開(kāi)始。 2、產(chǎn)品檢測(cè)要求如下： 上蓋檢測(cè) （上蓋為1/無(wú)上蓋為0）； 銷釘材質(zhì)檢測(cè)（金屬為1/非金屬為0）； 色差檢測(cè) （貼簽為1/未貼簽為0）； 銷釘檢測(cè) （穿銷為1/未穿銷為0）； 3、 產(chǎn)品檢測(cè)工作開(kāi)始3秒后，直流電磁吸鐵吸合下落放行托盤。 4放行托、盤3秒后，直流電磁鐵釋放伸出恢復(fù)禁行狀態(tài)。此時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，紅色指示燈發(fā)光、綠色指示燈熄滅。 圖4-8 檢測(cè)單元程序流程圖 4.4.2 檢測(cè)單元控制流程圖 4.4.3 檢測(cè)單元的I/O分配表 表4-4檢測(cè)單元的I/O分配表 名稱 PLC地址 編號(hào) 地址設(shè)置 輸入 1 托盤檢測(cè) I0.0 S1 EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：18 與總站通訊的地址為：08～09 2 上蓋檢測(cè) I0.1 S2 3 材質(zhì)檢測(cè) I0.2 S3 4 標(biāo)簽檢測(cè) I0.3 S4 5 銷釘檢測(cè) I0.4 S5 6 廢料檢測(cè) I1.1 S6 7 手動(dòng)/自動(dòng)按鈕 I2.0 SA 8 啟動(dòng)按鈕 I2.1 SB1 9 停止按鈕 I2.2 SB2 10 急停按鈕 I2.3 SB3 11 復(fù)位按鈕 I2.4 SB4 輸出 1 直流電磁吸鐵 Q0.0 YM1 2 傳送電機(jī) Q0.1 M1 3 綠色指示燈 Q0.2 HL2 4 紅色指示燈 Q0.3 HL1 5 蜂鳴器報(bào)警 Q1.6 HA1 6 蜂鳴器報(bào)警 Q1.7 HA2 發(fā)送地址 V2.0----V3.7(200PLC—→300PLC) 接收地址 V0.0----V1.7(200PLC←—300PLC) 4.4.4 檢測(cè)單元梯形圖 4.5 PLC對(duì)分揀單元的控制 4.5.1 分揀單元控制要求 （一）自動(dòng)控制過(guò)程說(shuō)明及工作狀態(tài)表 初始狀態(tài)：短程氣缸（垂直）、無(wú)桿缸（水平）擺動(dòng)缸（旋轉(zhuǎn)）均為復(fù)位，機(jī)械手處于原始狀態(tài)，限位桿豎起禁止為止動(dòng)狀態(tài)；真空開(kāi)關(guān)不工作；直線傳送電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)；工作指示燈熄滅。 圖4-9 分揀單元 系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持直線傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。 系統(tǒng)運(yùn)行期間，需根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果選擇A、B兩種不同的控制過(guò)程。 A．若檢測(cè)結(jié)果為合格產(chǎn)品則： 1、當(dāng)托盤載合格工件到達(dá)定位口時(shí)，托盤傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，紅色指示燈熄滅，綠色指示燈發(fā)光；，經(jīng)3秒確認(rèn)后，止動(dòng)缸動(dòng)作使限位桿落下放行。 2、放行3秒后止動(dòng)氣缸復(fù)位，限位桿恢復(fù)豎直禁行狀態(tài)。 3、當(dāng)限位桿恢復(fù)止動(dòng)狀態(tài)后，紅色指示燈發(fā)光、綠色指示燈熄滅。此時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)。 B、若檢測(cè)結(jié)果為不合格產(chǎn)品則： 1、當(dāng)托盤載合格工件到達(dá)定位口時(shí)，托盤傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，紅色指示燈熄滅，綠色指示燈發(fā)光。經(jīng)3秒確認(rèn)后啟動(dòng)短程氣缸垂直下行。 2、短程氣缸垂直下行到位發(fā)出信號(hào)，開(kāi)啟真空開(kāi)關(guān)，皮碗壓緊工件。 3、接收到真空檢測(cè)信號(hào)（皮碗吸緊工件）后，短程氣缸持工件垂直上行。 4、短程氣缸持工件上行至位（返回原位）后，擺動(dòng)缸動(dòng)作使工件轉(zhuǎn)動(dòng)90。 5、機(jī)械手持工件轉(zhuǎn)動(dòng)90至位后，無(wú)桿缸動(dòng)作使機(jī)械手水平左行。 6、機(jī)械手水平左行至位后，啟動(dòng)短程氣缸垂直下行。 7、短程氣缸垂直下行到位發(fā)出信號(hào)，停止真空開(kāi)關(guān)，皮碗失真空使工件下落。 8、真空檢測(cè)信號(hào)消失后，短程氣缸垂直上行。 9、短程氣缸上行至位（返回原位）后，無(wú)桿缸動(dòng)作使機(jī)械手水平右行返回，同時(shí)擺動(dòng)缸動(dòng)作使其回轉(zhuǎn)90。 10、擺動(dòng)缸（旋轉(zhuǎn)）、無(wú)桿缸（水平）均復(fù)位后，延時(shí)3s，止動(dòng)缸輸出使限位桿下落，放行托盤。 11、止動(dòng)缸至位3秒后停止輸出。 12、限位桿恢復(fù)豎直禁行狀態(tài)，紅色指示燈發(fā)光、綠色指示燈熄滅。系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)。 圖4-10 分揀單元程序流程圖 4.5.2 分揀單元控制流程圖 4.5.3 分揀單元的I/O分配表 表4-5分揀單元I/O分配表 形式 序號(hào) 名稱 PLC地址 編號(hào) 地址設(shè)置 輸入 1 導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置至位 I0.0 S1 EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：24 與總站通 訊的地址為：10～11 2 導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置復(fù)位 I0.1 S2 3 短程氣缸至位 I0.2 S3 4 短程氣缸復(fù)位 I0.3 S4 5 擺動(dòng)氣缸至位 I0.4 SQ2 6 擺動(dòng)氣缸復(fù)位 I0.5 SQ1 7 真空開(kāi)關(guān) I0.6 8 托盤檢測(cè) I0.7 S0 9 止動(dòng)氣缸至位 I1.0 S5 10 止動(dòng)氣缸復(fù)位 I1.1 S6 11 手動(dòng)/自動(dòng)按鈕 I2.0 SA 12 啟動(dòng)按鈕 I2.1 SB1 13 停止按鈕 I2.2 SB2 14 急停按鈕 I2.3 SB3 15 復(fù)位按鈕 I2.4 SB4 16 KEY1 I2.6 SB5 17 KEY2 I2.5 SB6 輸出 1 止動(dòng)氣缸 Q0.0 YV3 2 擺動(dòng)氣缸(旋轉(zhuǎn)) Q0.1 YV1 3 導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置（水平） Q0.2 YV4 4 短程氣缸（垂直） Q0.3 YV2 5 真空發(fā)生器 Q0.4 6 傳送電機(jī) Q0.5 M1 7 綠色指示燈 Q0.6 HL2 8 空直線電機(jī) Q0.7 M2 9 紅色指示燈 Q1.0 HL1 發(fā)送地址 V2.0----V3.7(200PLC—→300PLC) 接收地址 V0.0----V1.7(200PLC←—300PLC) 4.5.4 單元梯形圖 第五章 S7-300 PLC硬件組態(tài)及編程 5.1 硬件配置 目的：生成一個(gè)新項(xiàng)目，完成系統(tǒng)硬件配置文件并將其下載，完成系統(tǒng)配置。 步驟： 1、 在應(yīng)用前首先進(jìn)行STEP 7軟件的安裝。（此處不詳述） 2、安裝完成后，雙擊 圖標(biāo)，打開(kāi)STEP7 主畫(huà)面，系統(tǒng)將自動(dòng) 彈出一個(gè)新建項(xiàng)目對(duì)話框，點(diǎn)擊Next 按鈕； 圖5-1選擇S7-300CPU型號(hào) 3、選擇CPU類型，本系統(tǒng)中使用的CPU類型為：CPU315-2DP，然后點(diǎn)擊Next按鈕； 圖5-2完成選型 4、在塊選擇中選擇組織塊OB1，并且選擇用梯形圖的編程方式LAD，然后點(diǎn)擊Next按鈕； 圖5-3擇組織塊OB1 5、在彈出的對(duì)話框中給新建項(xiàng)目起一個(gè)項(xiàng)目名稱：例如test1，點(diǎn)擊Finish按鈕后，新建項(xiàng)目完成。 圖5-4新建項(xiàng)目起一個(gè)項(xiàng)目名稱 6、將TEST1左面的+點(diǎn)開(kāi)，選中SIMATIC 300 Station，然后選中Hardware并雙擊/或右鍵點(diǎn)OPEN OBJECT，硬件組態(tài)畫(huà)面即可打開(kāi)！ 圖5-5硬件組態(tài)畫(huà)面 7、配置300的電源模塊：點(diǎn)開(kāi)SIMATIC 300\點(diǎn)開(kāi)PS-300\選中PS 307 2A，將其拖到機(jī)架RACK的第一個(gè)SLOT； 圖5-6配置300的電源模塊 8、配置300的輸入\輸出模塊：點(diǎn)開(kāi)SIMATIC 300\點(diǎn)開(kāi)SM-300\點(diǎn)開(kāi)DI/DO-300\選中SM 323 DI16/DO16x24V/0.5A，將其拖到機(jī)架RACK的第四個(gè)SLOT； 圖5-7配置300的輸入\輸出模塊 9、雙擊機(jī)架RACK的第X2個(gè)SLOT，在彈出對(duì)話框中選擇Properties按鈕； 圖5-8選擇Properties 10、在Address 中選擇分配你的DP地址，默認(rèn)為2，然后選擇New…按鈕； 圖5-9分配DP地址 11、然后點(diǎn)擊SUBNET的NEW按鈕，生成一個(gè)PROFIBUS NET的窗口將彈出。點(diǎn)中NETWORK SETTING頁(yè)面，你可以在這里設(shè)置PROFIBUS-DP的參數(shù)，包括速率、協(xié)議類型， 點(diǎn)擊OK； 圖5-10PROFIBUS NET的窗口 圖5-11設(shè)置PROFIBUS-DP的參數(shù) 12、點(diǎn)擊OK，即可生成一個(gè)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。 圖5-12PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò) 13、組態(tài)EM277M模塊，點(diǎn)開(kāi)PROFIBUS DP\點(diǎn)開(kāi)Additional Field Devices\點(diǎn)開(kāi)PLC\點(diǎn)開(kāi)SIMATIC\選中EM 277PROFIBUS-DP,將其拖到左面PROFIBUS(1):DP master system(1)上; 圖5-13組態(tài)EM277M模塊 14、立即會(huì)彈出EM 277PROFIBUS-DP通訊卡設(shè)置畫(huà)面；DP地址可以改動(dòng)，選擇10；點(diǎn)擊確定。（此值可根據(jù)用戶的需要隨意設(shè)置，但此值設(shè)定后必須與其實(shí)際連接的EM277模塊上所設(shè)置的地址完全一致）。 圖5-14EM 277PROFIBUS-DP通訊卡 15、點(diǎn)開(kāi)EM 277PROFIBUS-DP \選中Universal module,并將其拖入左下面的槽中，并分配其I/O地址，雙擊此槽。 圖5-15分配其I/O地址 16、在I/O選擇處在下拉菜單中選中INPUT/OUTPUT。在彈出的對(duì)話框中設(shè)置其輸入輸出的起始地址（此地址即為上位機(jī)和下位機(jī)通訊的I/O地址。用戶可根據(jù)所給出的機(jī)電一體化I/O分配表設(shè)置，也可自行設(shè)置。）其輸入輸出地址為200與300通訊時(shí)需要使用的地址。 圖5-16設(shè)置其輸入輸出的起始地址 17、按照上面步驟組態(tài)其它EM277模塊，分配其地址。 圖5-17組態(tài)其EM277模塊 18、點(diǎn)擊，Save and Complice,存盤并編譯硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)工作。 圖5-18編譯硬件組態(tài) 19、檢查組態(tài)，點(diǎn)擊STATION \Consistency check ,如果彈出NO error 窗口,則表示沒(méi)有錯(cuò)誤產(chǎn)生! 組態(tài)完成。 圖5-19組態(tài)完成 5.2 S7-3OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制變量傳送分配表 下表是下料單元、加蓋單元、穿銷單元、檢測(cè)單元、分揀單元在系統(tǒng)中由S7-300向S7-200的主站控制變量的傳送分配。 表5-1為主站控制變量的傳送分配表： 表1為主站控制變量的傳送分配表 主站 傳送方向 接收站 主站地址 主站輸出地址 接收變量地址 站點(diǎn)名稱 總線站號(hào) I0.0 Q17.4 S7-300→S7-200 V1.4 下料單元 10 Q3.4 S7-300→S7-200 V1.4 加蓋單元 08 Q5.4 S7-300→S7-200 V1.4 穿銷單元 12 Q7.4 S7-300→S7-200 V1.4 檢測(cè)單元 14 Q15.4 S7-300→S7-200 V1.4 分揀單元 16 I0.1 Q17.5 S7-300→S7-200 V1.5 下料單元 10 Q3.5 S7-300→S7-200 V1.5 加蓋單元 08 Q5.5 S7-300→S7-200 V1.5 穿銷單元 12 Q7.5 S7-300→S7-200 V1.4 檢測(cè)單元 14 Q15.5 S7-300→S7-200 V1.4 分揀單元 16 I0.2 Q17.6 S7-300→S7-200 V1.6 下料單元 10 Q3.6 S7-300→S7-200 V1.6 加蓋單元 08 Q5.6 S7-300→S7-200 V1.6 穿銷單元 12 Q7.6 S7-300→S7-200 V1.6 檢測(cè)單元 14 Q15.6 S7-300→S7-200 V1.6 分揀單元 16 I0.3 Q17.7 S7-300→S7-200 V1.7 下料單元 10 Q3.7 S7-300→S7-200 V1.7 加蓋單元 08 Q5.7 S7-300→S7-200 V1.7 穿銷單元 12 Q7.7 S7-300→S7-200 V1.7 檢測(cè)單元 14 Q15.7 S7-300→S7-200 V1.7 分揀單元 16 5.3 S7-3OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制的基本要求 主站的I/O編號(hào)設(shè)置如下表: 表5-2 主站的I/O編號(hào)設(shè)置 形式 序號(hào) 名稱 PLC地址 備注 輸入 1 啟動(dòng)按鈕 I0.0 2 停止按鈕 I0.1 3 復(fù)位按鈕 I0.2 4 急停按鈕 I0.3 輸出 1 紅色指示燈 Q0.0 2 黃色指示燈 Q0.1 3 綠色指示燈 Q0.2 4 啟動(dòng)按鈕燈 Q0.3 5 停止按鈕燈 Q0.4 5.4 S7-300 PLC梯形圖 S7-300PLC的梯形圖說(shuō)明： “啟動(dòng)按鈕I0.0”：當(dāng)所有單元均處于預(yù)備工作狀態(tài)時(shí)按下此按鈕，首先啟動(dòng)生產(chǎn)線的底層傳送電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)且燃亮各分站的紅色指示燈，此后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序各分站按順序進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。 “停止按鈕I0.1”：當(dāng)按下此按鈕時(shí)所有站的動(dòng)作均處于停止?fàn)顟B(tài)，按啟動(dòng)后可繼續(xù)工作。 “復(fù)位按鈕I0.2”：當(dāng)按下此按鈕時(shí)總站的三色指示燈的黃燈亮，并且對(duì)各個(gè)分站進(jìn)行初始化復(fù)位，所有標(biāo)志位或計(jì)數(shù)器都將清零，重新計(jì)算。 “急停按鈕I0.3”：當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，應(yīng)立即拍下急停按鈕，系統(tǒng)將強(qiáng)制性將所有設(shè)備即刻處于停止工作狀態(tài)（此時(shí)所有其它按鈕都不起作用）。排除故障后需旋起急停按鈕，并按下復(fù)位按鈕，待各機(jī)構(gòu)回復(fù)初始狀態(tài)后按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)方可重新開(kāi)始運(yùn)行。 S7-300PLC的梯形圖如下: 總結(jié) 通過(guò)本次的學(xué)習(xí)讓我的學(xué)習(xí)能力有了很大的提高，在任務(wù)設(shè)計(jì)中讓我對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線有所了解。一方面自動(dòng)化生產(chǎn)線包括諸多方面的知識(shí)如：機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)等多種技