工程工業(yè)控制課程設(shè)計(jì)概述

Me093399型機(jī)電一體化教學(xué)系統(tǒng)是以工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線為原型開發(fā)的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)綜合應(yīng)用平臺(tái)。本裝置采用鋁合金結(jié)構(gòu)件搭建各分站主體設(shè)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(shí)時(shí)監(jiān)控等先進(jìn)技術(shù)，為培養(yǎng)現(xiàn)代化應(yīng)用型人才創(chuàng)設(shè)了完整、靈活、模塊化、易擴(kuò)展的理想工業(yè)場(chǎng)景。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。裝配生產(chǎn)線示意圖如圖1-2所示。驗(yàn)、分揀、入庫(kù)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(diǎn)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(diǎn)3將前站送入本單元下料倉(cāng)的工件主體，通過直流電機(jī)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。4.加蓋單元（站點(diǎn)4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。5.穿銷單元（站點(diǎn)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(diǎn)6本站增加了模擬量控制的PLC特殊功能模塊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)完成裝配的工件進(jìn)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(diǎn)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(cè)單元（站點(diǎn)8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)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)簽有無判別正、次品；倉(cāng)庫(kù)站依銷釘材質(zhì)確定庫(kù)位）。9．分揀單元（站點(diǎn)9根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果（標(biāo)簽有無采對(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。10．升降梯立體倉(cāng)庫(kù)（站點(diǎn)10本站由升降梯與立體倉(cāng)庫(kù)兩部分組成，可進(jìn)行兩個(gè)不同生產(chǎn)線的入庫(kù)和出庫(kù)。在本裝配生產(chǎn)線中可根據(jù)檢測(cè)單元對(duì)銷釘材質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果將工件進(jìn)行分類入庫(kù)（金屬銷釘和尼龍銷釘分別入不同的倉(cāng)庫(kù)分揀后的空托盤，則將其放行。突出體現(xiàn)了氣動(dòng)機(jī)械手的控制，站點(diǎn)10則實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制。在裝配生產(chǎn)線運(yùn)行中各個(gè)站點(diǎn)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(shí)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(tái)的上位計(jì)算機(jī)上安裝有Wincc組態(tài)監(jiān)控軟件，Wincc所功能可通過動(dòng)畫組件對(duì)各單元的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，為操作人員提供系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)裝配生產(chǎn)線的全程監(jiān)控。完成本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目涉及到現(xiàn)場(chǎng)所需的諸多綜合技術(shù)應(yīng)用，如：機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、電氣控制技術(shù)、氣動(dòng)與液壓技術(shù)、傳感器的應(yīng)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(shí)時(shí)監(jiān)控等。2.1實(shí)踐目的：2.2實(shí)踐材料：2.3實(shí)踐內(nèi)容：1、檢查機(jī)械傳動(dòng)部分及PLC上的輸入輸出點(diǎn)的接站中S7200的通訊地址是否與S7300硬件通訊中設(shè)置的地址相同，以便使用總線控制。2.4編程要求：首先設(shè)計(jì)本站開關(guān)盒上每個(gè)按鈕的作用，同時(shí)總站開關(guān)盒可對(duì)各站進(jìn)行控制（總站開關(guān)盒的詳細(xì)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(shí)第二站必須是預(yù)備工作狀態(tài)，才可將工氣缸復(fù)位，該站恢復(fù)預(yù)備工作狀態(tài)。燈本次工程實(shí)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(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shí)時(shí)特性。7）強(qiáng)勁的通訊能力。8）豐富的擴(kuò)展模塊。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。其中CPU226本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模2個(gè)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(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。下料單元獨(dú)立運(yùn)行時(shí)具有自動(dòng)、手動(dòng)兩種控制方式。當(dāng)選擇自動(dòng)方式時(shí)本單元呈連續(xù)運(yùn)行工作狀態(tài)；當(dāng)選擇手動(dòng)方式時(shí)則相當(dāng)于步進(jìn)工作狀態(tài)，即每按動(dòng)一次啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)按設(shè)計(jì)步驟依次運(yùn)行一步的運(yùn)行方式。在系統(tǒng)運(yùn)行期間若按下停止按鈕，執(zhí)行動(dòng)作立即停止；再按下啟動(dòng)按鈕，將在上一停頓狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。（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，并各機(jī)構(gòu)回復(fù)初始狀態(tài)后按下啟動(dòng)按鈕，本單元方可重新開始運(yùn)行。1122334455Q66Q7停止17Q88Q99QQ在設(shè)計(jì)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(xué)一起探討過后采用了單個(gè)線圈多個(gè)觸發(fā)條件的設(shè)計(jì)方式，這樣的設(shè)計(jì)方式也更加清楚地對(duì)整個(gè)程序運(yùn)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(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，即會(huì)進(jìn)行下一位的步驟。工作指示等滅。當(dāng)下料電機(jī)工作滿50秒且下料未到位時(shí)，工作指示燈秒閃（間隔0.5秒）。當(dāng)托盤檢測(cè)到位時(shí)，下料電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)工件到位且下一站處于預(yù)備狀態(tài)，則置止動(dòng)氣缸為放行狀態(tài)。托盤到位延時(shí)2秒，止動(dòng)氣缸放行后3秒關(guān)閉，設(shè)定下料電機(jī)運(yùn)行50當(dāng)手自動(dòng)切換旋鈕切換到手動(dòng)檔位時(shí)，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(dǎo)書一步步做下是最難的環(huán)節(jié)。在配置時(shí)要注意到各個(gè)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。剛開始時(shí)由于搞錯(cuò)了對(duì)應(yīng)關(guān)系，在200到300的通信時(shí)把V對(duì)應(yīng)到了300的輸出端，導(dǎo)致通信失敗，后來改正過來后就通信成功了。這次工程實(shí)踐，我又學(xué)習(xí)了一款軟件，同時(shí)也加強(qiáng)了動(dòng)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(shè)計(jì)步驟如下：3）硬件組態(tài)；4）編輯符號(hào)表；5)程序編輯窗口；前的加號(hào)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(shè)置后搜索EM277添加塊，設(shè)置參數(shù)。符號(hào)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(duì)應(yīng)主站的Q2.0-Q2.7和通過本次課程設(shè)計(jì)，我們基本掌握了S7-300程有了一定的理解。在本次設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該明白S7-300在整個(gè)設(shè)計(jì)中扮演了什么角色：通訊。整個(gè)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(shí)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(yīng)的GSD文件之后才能在元件庫(kù)內(nèi)進(jìn)行調(diào)用，而且最坑的就是這個(gè)GSD文件。當(dāng)你安裝完StmaticManager軟件進(jìn)行硬件組態(tài)時(shí)，進(jìn)行到接口模塊時(shí)，你StmaticManager這個(gè)軟件并沒有默認(rèn)幫你安裝這個(gè)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(duì)整個(gè)生產(chǎn)線系統(tǒng)的各部分有了比較清楚地認(rèn)識(shí)，基本掌握了西門子PLC的相關(guān)知識(shí)。此次工程實(shí)踐設(shè)計(jì)是針對(duì)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(xué)請(qǐng)教，并加強(qiáng)理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí)。做上位機(jī)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(dá)成任務(wù)分配。經(jīng)過這些日子的實(shí)踐和學(xué)習(xí)，總結(jié)這些日子的所感所得如下：學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)是一項(xiàng)看似簡(jiǎn)單實(shí)則十分復(fù)雜的工作，有時(shí)候看到的聽到的當(dāng)時(shí)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(shí)。具有指導(dǎo)意義，所以在開始以前，我們?cè)敿?xì)地討論了解題的方案和每一步的操作。但是理論和實(shí)踐總是存在差別，我們覺得理論上已經(jīng)通過了，然而在實(shí)踐中，還是遇到了很多問題。以上是此次設(shè)計(jì)中我一些感受，我覺得學(xué)到了很多。通過這段時(shí)間的實(shí)習(xí)，我們?cè)谝欢ǔ潭壬蠈?duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)線有了更近一步的認(rèn)識(shí)，完善了自己的知識(shí)體系。增強(qiáng)了我們的思考能力與動(dòng)手能力。下料單元監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)是采用組態(tài)王6.5進(jìn)行是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)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(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層,對(duì)上連接管理層,它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制,且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、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(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析,采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提曲線等,可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(bào)警記錄三個(gè)界面。2)歡迎界面可以輸入賬號(hào)相對(duì)應(yīng)的密碼進(jìn)入主界面，進(jìn)行監(jiān)視或者設(shè)定的權(quán)限操作。行操作。4)在主界面可以進(jìn)行上、下位機(jī)的切換，上位機(jī)能對(duì)下位機(jī)進(jìn)行操作。5)上位機(jī)能對(duì)下位機(jī)進(jìn)行操作。上位機(jī)也能對(duì)手、自動(dòng)循環(huán)和全循環(huán)操作。在畫面里新建一個(gè)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(jìn)入主界面。點(diǎn)擊取消或者密碼輸入錯(cuò)誤三次后，將會(huì)關(guān)閉窗口返回歡迎界面。窗口如圖4-2所示。登陸鍵的設(shè)置如圖4-3、4-4所示。先用工具箱中的按鈕工具畫鈕對(duì)按鈕彈起時(shí)進(jìn)行命令設(shè)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(shè)置你填寫在命令語句中的用戶和密碼等。添加用戶和設(shè)置密碼，并根據(jù)不同賬號(hào)的權(quán)限大小設(shè)置優(yōu)先級(jí)和安全區(qū)。設(shè)置最后再設(shè)置了一個(gè)用戶1賬號(hào)，安全區(qū)為無。此用戶不能操作按鍵只能觀看實(shí)時(shí)控。點(diǎn)擊設(shè)備中的COM1選項(xiàng)，選擇新建。之后根據(jù)提醒點(diǎn)擊下一步即可完成設(shè)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(shè)置五個(gè)按鈕，分別為上下位機(jī)切換，啟動(dòng)，停止，復(fù)位，急停。按鈕功能的在制作動(dòng)畫之前，要先將你需要移動(dòng)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(diǎn)擊動(dòng)畫連接向?qū)Вx擇垂隨后根據(jù)指示選擇