毕业设计(论文)_组态软件MCGS的MPS搬运分拣单元监控系统的设计

目录

第一章绪论 (1)

1.1 MPS模块化生产培训系统的应用 (1)

1.2 课题背景及设计思想 (1)

第二章系统控制要求 (3)

第三章硬件设计 (4)

3.1.自动机与自动线的构成 (4)

3.2 模块化生产加工系统 (4)

3.3 气动技术 (5)

第四章用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (6)

4.1 用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (6)

4.2 用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (7)

第五章 MPS搬运分拣站组态监控 (16)

5.1组态动画的设计..................................................... (16)

5.2组态数据库的建立................................ (17)

5.3组态脚本程序的建立 (18)

第六章结论 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

第一章绪论

1.1 MPS模块化生产培训系统的应用

MPS模块化自动生产系统是用于学习各种专业知识和多种技术技能的一套培训设备。这套设备所有元件均为工厂实际使用的工业级产品。通过这套设备可对学校和工厂的专业技术人员进行模拟工厂环境的技术培训。

MPS模块化生产系统是一套采用先进技术、能模拟实际工业生产中大量复杂控制过程的教学培训装置。该教学系统集电气技术、PLC编程、传感器、气动等技术为一体，主要用于电气自动控制安装、调试、维修的技术人员的培训。它具有模块化、综合性和易扩充性等特点。该MPS模块加工系统采用现代气动技术及计算机控制技术，对生产线进行模块化及标准化，可对不同的生产装配线配备不同的标准化MPS气动模块，组成大型的加工、装配生产线。模块包括：物料输送，工件装夹，机械加工，质量检测，产品分检等。模块间通过现场总线互相通讯，可大大缩短设计、加工、安装及调试周期。

1.2 课题背景及设计思想

复杂和加工精度高的零件的要求，随着计算机技术的的迅速发展，在实际生产中，由于大量存在一些以开关量控制为主的不复杂的中小型程序控制设备。在日新月异的今天，继电接触式控制系统控制机床已经不能满足加工形状制过程，并且生产工艺及流程经常变化，则需灵活的改变控制程序，以使机床或生产过程按预定的条件和顺序自动地运行或执行。这种以预先规

定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制，称为顺序控制。能完成顺序控制的装置称为顺序控制器。继电接触式顺序控制器满足不了程序经常改变的控制要求。美国DEC公司于1969年将计算机中的程序存储技术引入顺序控制器，研制出世界上第一台可编程序逻辑控制器PDP-14，简称为PLC。由于电子技术和微型计算机的迅速发展，70年代末期，各厂家又将微电脑技术和大规模集成电路引入可编程序控制器（PLC），发展了计算机软件的优势，PLC的设计以工业控制为目标，因而具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰能力强、工作可靠等一系列优点。PLC的一个发展方向是微型、简易、廉价，以图取代传统的继电器控制；而它的另一个发展方向是大容量、高速、高性能，对打规模复杂控制系统能进行综合控制。因此由PLC发展为当今的可编程序控制器，经历10余年的发展，PLC进入实用阶段。国外许多厂家都在开发和生产美国DEC公司的PLC系列化产品。可编程序控制器已获得了广泛的应用，而且推动了工业技术革命的进展。

第二章系统控制要求

设计条件：要求利用组态软件MCGS设计满足控制要求的MPS搬运分拣单元监控系统。

MPS搬运分拣单元的运行过程如下：

当设备接通电源与气源，PLC运行后，首先执行复位动作，夹爪打开，抬臂上抬到位，两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端。进入工作运行模式，按启动按钮，摆臂下降夹取工件，抬起后转安装工位，摆臂下降后释放大工件，然后上抬等待小工件的安装（用计时器模拟安装好的信号），有信号后摆臂再次下降夹取工件，上抬后转输出工位；等待输出信号，按下启动按钮，摆臂下，放开工件，上抬后摆臂转左工位，再次等待下一个工件信号。

第三章硬件设计

3.1自动机与自动线的构成

1) 控制系统

2) 气压传动控制系统

3) 工业机械手

4) 检测装置

5）控制系统

3.2模块化生产加工系统（MPS）

模块化生产加工系统（MPS，Modular Production System）是模拟活塞自动送料、检测、搬运、加工、安装、安装搬运、分类存储的全过程，MPS体现了机电一体化的技术实际应用。MPS设备是一套开放式的设备，用户可根据生产需要选择设备组成单元的数量、类型，最少时一个单元亦可自成一个独立的控制系统，而由多个单元组成的生产系统可以体现自动生产线的控制特点。MPS系统的实物图如图8-1所示。

图3-1 MPS系统的实物图

3.3气动技术

气动技术是实现工业自动化的重要手段。气压传动的介质来自于空气,

环境污染小,工程实现容易,以气压传动是一种易于推广普及的实现工业自动化的应用技术。气动技术在机械、化工、电子、电气、纺织食品、包装、印刷、轻工、汽车等各个制造行业,尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用,极大地提高了制造业的生产效率和产品质量。气动系统的应用,引起了世界各国产业界的普遍重视,气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一

第四章用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计

4.1用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计

4.1.1设计条件：

要求采用西门子PLC作为控制器，以气动元件作为执行元件，设计MPS 系统安装搬运站单元，并实现其动作控制要求。

4.1.2安装搬运单元的功能

安装搬运单元可以模拟提取工件、按照要求将工件分流的过程，同时能提供一个安装工位，实现大、小工件的组装。

4.1.3安装搬运单元的结构组成

安装搬运单元主要由I/O接线端口、提取模块、直线转圆周运动装置、工件平台、气源处理组件等部件组成。

1). I/O接线端口

它是该工作单元与PLC之间进行通讯的线路联接端口。该工作单元中的所有电信号（直流电源、输入、输出）线路都接到该端口上，再通过信号电缆线连接到PLC上。

2). 料盘模块

该模块实际上也是一个“气动机械手”，主要是由一个直线气缸（上下摆动）、摆臂和气动夹爪等组成。

摆臂相当于气动机械手的“手臂”，只是在这时不能伸缩，只能上下摆动，它由一个安装在下方的直线气缸驱动，再摆臂的前端安装有一个气动夹爪，用于提取工件。

3). 直线转圆周运动装置