目錄第一章 緒論11.1自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展?fàn)顩r11.2 PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀31.2.1生產(chǎn)線上的工藝過程31.2.2連續(xù)生產(chǎn)線41.2.3控制系統(tǒng)組成框圖51.3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72.1電感式接近開關(guān)的設(shè)備說(shuō)明72.1.1電感式傳感器簡(jiǎn)單介紹72.1.2電感式接近開關(guān)傳感器的基本工作方式72.2電容式接近開關(guān)的設(shè)備說(shuō)明82.2.1電容式傳感器簡(jiǎn)單介紹82.2.2電容式接近開關(guān)傳感器的使用82.3繼電器的設(shè)備及微動(dòng)開關(guān)的設(shè)備說(shuō)明92.4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)124.1PLC對(duì)下料單元的控制124.1.1下料單元控制要求124.1.2下料單元控制流程圖134.1.3下料單元I/O分配表144.1.4下料單元梯形圖154.2 PLC對(duì)加蓋單元的控制214.2.1加蓋單元控制要求214.2.2加蓋單元控制流程圖224.2.3加蓋單元I/O分配表234.2.4加蓋單元梯形圖244.3PLC對(duì)穿銷單元的控制304.3.1穿銷單元控制要求304.3.2穿銷單元控制流程圖314.3.3穿銷單元I/O分配表324.3.4穿銷單元梯形圖334.4PLC對(duì)檢測(cè)單元的控制394.4.1檢測(cè)單元控制要求394.4.2檢測(cè)單元控制流程圖404.4.3檢測(cè)單元的I/O分配表414.4.4檢測(cè)單元梯形圖414.5PLC對(duì)分揀單元的控制454.5.1分揀單元控制要求454.5.2分揀單元控制流程圖474.5.3分揀單元的I/O分配表484.5.4單元梯形圖49第五章 S7-300 PLC硬件組態(tài)及編程565.1 硬件配置565.2 S7-3OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制變量傳送分配表645.3 S7-3OO PLC在系統(tǒng)中的主站控制的基本要求655.4 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)過程自動(dòng)化的一種機(jī)器體系，通過采用一套能自動(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?，F(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?，F(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)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開始，經(jīng)過加工、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?，開關(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.開放性和互操作性大大發(fā)展，在PLC的發(fā)展過程中，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：通過旋轉(zhuǎn)推筒推送銷釘?shù)姆椒?，完成工件主體與上蓋的實(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?？傉締卧铝蠁卧由w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）CPU226+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）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277檢測(cè)單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277穿銷單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277加蓋單元中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUS DP 模塊EM277下料單元1.31.3 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 電感式接近開關(guān)傳感器的基本工作方式電感式接近開關(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)換成開關(guān)信號(hào)輸出。電感式接近開關(guān)傳感器的電氣指標(biāo)：1工作電壓：是指電感式接近開關(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關(guān)傳感器安全工作。2工作電流：指電感式接近開關(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關(guān)導(dǎo)通時(shí)，在開關(guān)兩端或輸出端測(cè)量得到的電壓。3空載電流（消耗電流）：是指在沒有負(fù)載時(shí)，測(cè)量所得的電感式接近開關(guān)傳感器自身所需的電流。4剩余電流（漏電流）：是指開關(guān)斷開時(shí)，流過負(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關(guān)相同。2.2.2 電容式接近開關(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，電容式接近開關(guān)傳感器檢測(cè)的對(duì)象是很多的，靜電電容式接近開關(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)0.03mm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. 電容式接近開關(guān)傳感器靈敏度的調(diào)整：要考慮電容式接近開關(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。通過繼電器的吸合和斷開，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)開關(guān)由一個(gè)定觸點(diǎn)和一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)組成，通過動(dòng)觸點(diǎn)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)微動(dòng)開關(guān)的斷開和閉合的過程。在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是：采用限位開關(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。切斷氣源，用螺絲刀拆卸下已經(jīng)損壞的電磁閥。用螺絲刀將新的電磁閥裝上。將電氣控制接頭插入電磁閥上。將氣路管插入電磁閥上的快速接頭。接通氣源，用手控開關(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S7200 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。1S7200 PLC的外形結(jié)構(gòu)S7200 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273所示是S7200cPU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IO(輸入輸出)點(diǎn)集成在一個(gè)緊密的封裝之中?？刹灏谓泳€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 S7200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I0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S7200 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S7200 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)S7200CPU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S7200DC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)控制過程說(shuō)明及工作狀態(tài)表：自動(dòng)控制過程說(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) I0.0S2EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：8與總站通訊的地址為：232托盤檢測(cè)I0.1S13料槽底層工件檢測(cè)I0.2S34手動(dòng)/自動(dòng)按鈕I2.0SA5啟動(dòng)按鈕I2.1SB16停止按鈕I2.2SB27急停按鈕I2.3SB38復(fù)位按鈕I2.4SB4輸出1下料電機(jī)Q0.0M22綠色指示燈Q0.1HL23直流電磁吸鐵Q0.2KM4傳送電機(jī)Q0.3M15轉(zhuǎn)角電機(jī)Q0.4M36紅色指示燈Q0.5HL17蜂鳴器報(bào)警Q1.6HA18蜂鳴器報(bào)警Q1.7HA2發(fā)送地址V2.0-V3.7(200PLC300PLC)接收地址V0.0-V1.7(200PLC300PLC)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，此時(shí)擺臂碰到外限位開關(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) I0.0S2EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：12與總站通訊的地址為：452托盤檢測(cè)I0.1S13取件限位(復(fù)位)I0.2SQ14放件限位(至位)I0.3SQ25手動(dòng)/自動(dòng)按鈕I2.0SA6啟動(dòng)按鈕I2.1SB17停止按鈕I2.2SB28急停按鈕I2.3SB39復(fù)位按鈕I2.4SB4輸出1電機(jī)取件Q0.0KM12電機(jī)放件Q0.1KM23綠色指示燈Q0.2HL24直流電磁吸鐵Q0.3YM5傳送電機(jī)Q0.4M26紅色指示燈Q0.5HL17蜂鳴器報(bào)警Q1.6HA18蜂鳴器報(bào)警Q1.7HA2發(fā)送地址V2.0-V3.7(200PLC300PLC)接收地址V0.0-V1.7(200PLC300PLC)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)I0.0S2EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：14與總站通訊的地址為：672托盤檢測(cè)I0.1S13銷釘氣缸至位I0.2S44銷釘氣缸復(fù)位I0.3S35止動(dòng)氣缸至位I0.4S56止動(dòng)氣缸復(fù)位I0.5S67手動(dòng)/自動(dòng)按鈕I2.0SA8啟動(dòng)按鈕I2.1SB19停止按鈕I2.2SB210急停按鈕I2.3SB311復(fù)位按鈕I2.4SB4輸出1止動(dòng)氣缸Q0.0C12綠色指示燈Q0.1HL23銷釘氣缸Q0.2C24傳送電機(jī)Q0.3M15紅色指示燈Q0.4HL16蜂鳴器報(bào)警Q1.6HA17蜂鳴器報(bào)警Q1.7HA2發(fā)送地址V2.0-V3.7(200PLC300PLC)接收地址V0.0-V1.7(200PLC300PLC)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)I0.0S1EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：18與總站通訊的地址為：08092上蓋檢測(cè)I0.1S23材質(zhì)檢測(cè)I0.2S34標(biāo)簽檢測(cè)I0.3S45銷釘檢測(cè)I0.4S56廢料檢測(cè)I1.1S67手動(dòng)/自動(dòng)按鈕I2.0SA8啟動(dòng)按鈕I2.1SB19停止按鈕I2.2SB210急停按鈕I2.3SB311復(fù)位按鈕I2.4SB4輸出1直流電磁吸鐵Q0.0YM12傳送電機(jī)Q0.1M13綠色指示燈Q0.2HL24紅色指示燈Q0.3HL15蜂鳴器報(bào)警Q1.6HA16蜂鳴器報(bào)警Q1.7HA2發(fā)送地址V2.0-V3.7(200PLC300PLC)接收地址V0.0-V1.7(200PLC300PLC)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)，開啟真空開關(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I0.0S1EM277總線模塊設(shè)置的站號(hào)為：24與總站通訊的地址為：10112導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置復(fù)位I0.1S23短程氣缸至位I0.2S34短程氣缸復(fù)位I0.3S45擺動(dòng)氣缸至位I0.4SQ26擺動(dòng)氣缸復(fù)位I0.5SQ17真空開關(guān)I0.68托盤檢測(cè)I0.7S09止動(dòng)氣缸至位I1.0S510止動(dòng)氣缸復(fù)位I1.1S611手動(dòng)/自動(dòng)按鈕I2.0SA12啟動(dòng)按鈕I2.1SB113停止按鈕I2.2SB214急停按鈕I2.3SB315復(fù)位按鈕I2.4SB416KEY1I2.6SB517KEY2I2.5SB6輸出1止動(dòng)氣缸Q0.0YV32擺動(dòng)氣缸(旋轉(zhuǎn))Q0.1YV13導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置（水平）Q0.2YV44短程氣缸（垂直）Q0.3YV25真空發(fā)生器 Q0.46傳送電機(jī)Q0.5M17綠色指示燈Q0.6HL28空直線電機(jī)Q0.7M29紅色指示燈Q1.0HL1發(fā)送地址V2.0-V3.7(200PLC300PLC)接收地址V0.0-V1.7(200PLC300PLC)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STEP7 主畫面，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OB15、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，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)畫面即可打開！圖5-5硬件組態(tài)畫面7、配置300的電源模塊：點(diǎn)開SIMATIC 300點(diǎn)開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SIMATIC 300點(diǎn)開SM-300點(diǎn)開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Properties10、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PROFIBUS DP點(diǎn)開Additional Field Devices點(diǎn)開PLC點(diǎn)開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)I0.0Q17.4S7-300S7-200V1.4下料單元10Q3.4S7-300S7-200V1.4加蓋單元08Q5.4S7-300S7-200V1.4穿銷單元12Q7.4S7-300S7-200V1.4檢測(cè)單元14Q15.4S7-300S7-200V1.4分揀單元16I0.1Q17.5S7-300S7-200V1.5下料單元10Q3.5S7-300S7-200V1.5加蓋單元08Q5.5S7-300S7-200V1.5穿銷單元12Q7.5S7-300S7-200V1.4檢測(cè)單元14Q15.5S7-300S7-200V1.4分揀單元16I0.2Q17.6S7-300S7-200V1.6下料單元10Q3.6S7-300S7-200V1.6加蓋單元08Q5.6S7-300S7-200V1.6穿銷單元12Q7.6S7-300S7-200V1.6檢測(cè)單元14Q15.6S7-300S7-200V1.6分揀單元16I0.3Q17.7S7-300S7-200V1.7下料單元10Q3.7S7-300S7-200V1.7加蓋單元08Q5.7S7-300S7-200V1.7穿銷單元12Q7.7S7-300S7-200V1.7檢測(cè)單元14Q15.7S7-300S7-200V1.7分揀單元165.3 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I0.02停止按鈕I0.13復(fù)位按鈕I0.24急停按鈕I0.3輸出1紅色指示燈Q0.02黃色指示燈Q0.13綠色指示燈Q0.24啟動(dòng)按鈕燈Q0.35停止按鈕燈Q0.45.4 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?！巴Ｖ拱粹oI0.1”：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?！皬?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)方可重新開始運(yùn)行。S7-300PLC的梯形圖如下:總結(jié)通過本次的學(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