机电系统控制实验报告

穿销单元工件穿销实验报告

一、前言

模块化柔性制造综合实训系统最大特点是以机器人技术为核心的技术综合性和系统性，又兼顾模块化特征。综合性体现在机器人技术、机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、PLC工控技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术的有机结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。

系统模块化结构，各工作单元是相对独立的模块，并具有较强的互换性。可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习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。

通过该系统，学生经过实验了解生产实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。可以促进学生在掌握PLC技术及PLC网络技术、机械设计、电气自动化、自动控制、机器人技术、计算机技术、传感器技术等方面的学习,并对电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、计算机网络通信技术和高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在机电一体化系统的设计、装配、调试能力等方面能得到综合提高。体现整体柔性系统教学的先进性。

二、实验目的

1、了解PLC的工作原理；

2、掌握PLC编程与操作方法；

3、了解气缸传感器的使用方法；

4、掌握PLC进行简单装配控制的方法。

三、实验设备

1、模块化柔性制造综合实训系统一套；

2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台；

3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条。

四、实验原理

学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进行控制，我公司提供PLC源程序，学生可在源程序的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编

程电缆写入到PLC中，来验证自己的设计。

穿销单元包括漏斗型料仓、落料机构、穿销机构、工件输送带四部分，如图1-10-1所示。

图1-10-1 穿销单元结构图

各部件名称和作用介绍如下：

SEN1：光纤传感器，用来检测料库是否有料；

SEN2：接近开关，用与皮带输入端托盘检测，检测托盘位置；

SEN3：反射光电开关，用与穿销工位处工件检测，检测工件位置；

SEN4：反射光电开关，用于皮带输出端托盘检测，检测托盘位置；

SEN5：光电开关，用来检测旋转下料电机旋转的位置；

ELN1：磁性开关，用来检测落料气缸缩回位置；

ELP1：磁性开关，用来检测落料气缸伸出位置；

ELN2：磁性开关，用来检测穿销气缸缩回位置；

ELP2：磁性开关，用来检测穿销气缸伸出位置；

YV1：阻挡气缸电磁阀，通过此电磁阀来控制阻挡气缸的伸出与缩回；

YV2：落料气缸电磁阀，通过此电磁阀来控制落料气缸的伸出与缩回；

YV3：穿销气缸电磁阀，通过此电磁阀来控制穿销气缸的伸出与缩回；

M1：输送带电机，带动输送带运行；

M2：旋转落料电机，通过电机带动落料机构的旋转实现落料。

本实验中用到的PLC控制部分输入输出点配置表如表1-10-1所示，请仔细阅读

此表。

在这个项目中使用的是S7-200系列西门子PLC,我司首先选用西门子指定编程软件为STEP7-MicroWIN SP6系列版本软件，如图：

启动编程软件即可进入西门子PLC 编程界面如图1-10-2所示。

根据我司提供的西门子PLC编程手册操作西门子s7-200系列PLC，用特定编程软件进行PLC 程序的写入和更改。

图1-10-2 S7-200 PLC 编程界面

按照要求预先安装PLC 下载电缆的驱动,显示下载虚拟口为COM4，如图1-10-3

所示。

图1-10-3 PPI编程电缆通信端口

以下是穿销单元触摸屏监控界面，如图1-10-4和图1-10-5所示，联机运行时通

过触摸屏对系统运行状态进行监测，单机时通过触摸屏对系统进行手动控制并监测

其运行状态；

图1-10-4 穿销单元自动控制界面

图1-10-5 穿销单元手动控制界面

面板接线说明

通过本系统进行学习和实验时，需要学生自己进行连线。本单元接线面板如图

1-10-6至图1-10-9所示。

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图1-10-6 穿销单元接线区

图1-10-7电源模块 图1-10-8按钮、指示灯模块 图1-10-9 CPU226CN 可编程控制器模块

凡需24V直流电源供电的，请将其连接至电源模块24V区，需接地的请连接至电源模块GND区。连接时24V连接使用红色线，GND连接使用黑色线，输入点（I）连接使用黄色线，输出点（Q）连接使用绿色线。具体连接请参见表1-10-2。

五、实验步骤

1、关闭气泵气路开关，启动气泵到预定压力后开启气路开关；

图1-10-10 穿销单元单机实验程序

2、接通总控台连接器操作盒上的电源连线，打开电源开关；

3、启动计算机，将西门子编程电缆（PPI）连接穿销单元的PLC和计算机，运行STEP7-MicroWIN软件，打开资料库的实验文件夹中“穿销单元单机实验程序.mwp”，出现如图1-10-10所示界面；

4、按下快捷按钮，编译程序；

5、查看西门子PLC硬件上模式选择选项把它拨到“STOP”模式，如图1-10-11所示；

图1-10-11 S7-200 PLC 图1-10-14

6、右键单击“我的电脑”，选择“管理—设备管理器—端口”，查看PPI通信占用的端口为“COM4”，如图1-10-12及图1-10-13所示；

图1-10-13 通信端口

7、STEP 7-Micro/WIN中，单击浏览条中查看的“通信”图标，或从菜单选择查看> 组件>通信。如图1-10-14所示；

8、从“通信”对话框的左侧窗格，单击显示“设置PG/PC接口”的按钮，如图