PLC,6站

设计说明书

课题名称PLC的WSP柔性生产线实验系统

专业班级 07电气六（3）

学生姓名孙栋杨森

张家浩姚建科

指导教师陈弢谢铿

宁波技师学院电气技术系

2011 年4 月

摘要

随着科学技术的不断发展，各行业的自动化设备不断创新和提高，人们对控制系统设备提出了许多新的要求，然而自动生产线在现代产品生产中得到了广泛的应用。该课题的具体设计主要结合实际，是应用最普遍一种自动生产流水线。本设计主要用PLC来控制系统运行，详细阐述了控制系统的软、硬件结构设计。生产线中利用485模块通讯总线连接，使站点间可以相互作用。

在编写程序时对硬件部分进行整体调试，并经过测试符合设计要求。硬件部分主要是各站的动作是否到位，软件部分则侧重于PLC的程序。

关键词：PLC；步进电机；485通讯；传感器

目录

1 引言 (4)

2 总体设计 (5)

2.1 硬件部分 (5)

2.2 软件部分 (8)

3 硬件设计 (15)

3.1 PLC的具体介绍 (12)

3.2步进驱动系统 (12)

3.3 气动机械抓手的基本构造 (20)

3.4气动电磁阀的控制 (22)

3.5 颜色传感器的应用 (24)

3.6 接近开关的应用 (25)

4 软件设计 (27)

4.1 PLC控制程序流程图 (27)

4.2 步进程序设计思路 (42)

5 制作与调试 (43)

5.1 硬件的安装与制作 (43)

5.2 软件的调试 (44)

6 结论 (48)

7 致谢 (50)

参考文献 (50)

附录1 系统原理图 (51)

附录2 元器件清单 (59)

附录3 硬件I/O分配表 (63)

1 引言

随着工业的发展和科技的进步，自动化生产流水线以成为目前生产厂家不可缺少的系统控制设备之一。在社会生产实践领域中，化工、食品等行业因其数量、规格品种繁多，且生产投资巨大，所以对自动生产线有较高的要求。生活中的各类产品，都必须经过严格的加工、监测与处理、达到国家质量标准。在20世纪60年代以前，用以对工业生产进行自动控制的最先进的装置就是继电控制盘，这对当时生产力的发展发挥了很大的作用，但以继电控制盘为核心元件的自动控制系统有许多固有的缺陷，所以在工业生中迫切需要一种实用方便灵活、运行安全可靠、功能完善的新一代自动化控制装置。1969年第一台可编程序的逻辑控制器PLC问世了，很快就被各个重要行业所采用。PLC跨时代的出现，不仅充分发挥了计算机的优点，以满足各种工业生产过程自动控制的需要，同时又照顾到一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用了梯形图或状态流程图等编程方式，使PLC的使用始终保持大众化的特点。一般，PLC可以用于单台电机设备的控制，也可以用于生产流水线的系统控制。所以对柔性自动化生产线的学习研究，能更深层次了解一种综合性能优异的新一代自动控制装置，对我们电气工程专业的学生来说也是一次新的挑战。文章就是以对柔性自动化生产线的设计调试介绍，工件通过上料转盘的送出，机械手的抓取和放置，及模拟加工转盘的旋转，传送带的传送，分类入库站的整合入库，组态画面的实时显示来模拟工业生产流水线。其次，一条完美的自动化生产流水线设备应用于生产实践中，可以提高劳动生产率，同时大大提高企业的自动化生产水平，有着极其重要的意义。

2 总体设计

本设计主要有硬件和软件两部分构成。硬件是由5个站点之间的机械结构组成，包括转台，机械臂，简单的机械抓手，传感原件，气泵，电磁阀，步进电机构成。在软件方面由PLC程序，485总线构成。

2.1 硬件部分

主要有上料站部分、搬运站部分、加工站部分、装配搬运站部分、分类入库站部分构成。

上料检测部分主要由料斗、回转台、工件滑道、提升装置、计数电容开关、检测工件的光电开关、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、减速电机、电磁阀及气缸组成，如图（2-1）。主要完成回传上料台将工件依次送到检测工位，提升装置将工件提升。主要器件如下：可编程序控制器三菱FX2N-48MT型一台、气动电磁阀、双作用气缸、磁性开关、速度控制阀、双联气源组件等。

图 2-1

搬运站部分主要由气动机械手、横臂、回转台、光电式传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，如图（2-2）。主要完成将工件从上站搬至下一站。主要器件如下：可编程序控制器 FX2N-48MT型一台、气动电磁阀、双联气源组件、双作用气缸、小型摆动气缸、气爪、磁性开关、速度控制阀等。

图 2-2

加工站部分主要由回转工作台、打孔电机组件、检测缸组件、检测工件、转台到位传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、减速电机、多种类型电磁阀及气缸组成，如图（2-3）。主要完成用回转工作台将工件在四个工位间转换，钻孔单元打孔，检测打孔深度。主要器件如下：可编程序控制器 FX2N-48MT型一台、气动电磁阀、双联气源组件、U型带导杆气缸、双作用气缸、磁性开关、速度控制阀等。

图 2-3

装配站部分主要由吸盘机械手、上下摇臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，如图（2-4）。主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。主要器件如下：可编程序控制器 FX2N-48MT

型一台、气动电磁阀、双作用气缸、双联气源组件、磁性开关、、速度控制阀等。

图 2-4

装配搬运站部分主要由底座转盘装置、机械臂抓手、颜色分辨传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，如图（2-5）。主要对工件进行转移抓放。其主要安装器件如下：可编程序控制器 FX2N-48MT型一台、气动电磁阀、双作用气缸、双联气源组件、磁性开关、速度控制阀、左右动作气缸等。

图 2-5

分类入库站部分主要由仓库模型、驱动运输模块、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、气动电磁阀及气缸组成，如图（2-6）。主