《控制系统设计》课程设计报告

《控制系统设计》课程设

计报告

题目：西门子自动化生产线中的供料站

学院：信息工程学院

专业：自动化

班级：08自动化一班

学号：**********

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同组成员：王亮

指导教师：***

完成日期：2011-6-14

目录

1、机械手自动生产线的外观图 (2)

2、供料单元 (2)

2.1 供料单元的结构和工作结构 (2)

2.2供料单元的基本功能 (3)

2.3供料单元的PLC 控制系统 (4)

2.4程序设计框图 (5)

2.5 对梯形图的解释说明 (8)

3、组态设计 (8)

3.1整体画面 (18)

3.2 定义数据对象 (18)

3.3 动画连接 (20)

3.4动画按钮的起按 (20)

3.5指示灯的亮灭 (21)

3.6 设备连接 (22)

3.7编写控制流程 (23)

3.8实验现象： (23)

4、拓展设计 (25)

4.1材料的分类方法 (25)

4.2 认知有关传感器（接近开关） (25)

4.3磁性开关……………………………………………….…. .25

5、总结 (27)

1、机械手自动生产线的外观图：

2、供料单元

2.1 供料单元的结构和工作结构：

供料单元的主要结构组成为：工作装料管，工件推出装备，支撑架，阀组，端子排组件，plc，急停按钮和启动/停止按钮，走线槽，底板等。

其中，管型料仓和工件推出装置用于存储工件原料，并在需要时将料仓中最下层的工件推出到料台上。它主要由管型料仓、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。

该部件的工作原理是：工件垂直叠放在料仓中，推料气缸处于料仓的底层并且其活塞杆可以从料仓的底部通过。当活塞杆在退回的

位置时，它与最下层工件处于同一水平位置，而加紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时，首先使加紧气缸的活塞杆推出，压住此下层工件，然后使推料活塞杆推出，从而把最下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使加紧气缸返回，松开此下层工件。这样，料仓中的工件在重力的作用下，就自动向下移动一个工件，为下一次的推出工件做好准备。

在底座与管型料仓第四层工件位置，分别安装一个漫反射光电开关。他们的功能是检测料仓中有无储料或储料是否足够。若该部分机构内没有工件，则处于底层和第四层位置的两个漫反射光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作而第四层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了。这样，料仓中有无储蓄或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反应出来。

推料缸把工件推到出料台上。出料台面开有小孔，出料台下面设有一个圆柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供单元出料台有无工件的信号。在输送单元的控制程序中，就可以利用该信号状态来判断是否需要驱动机械手装置来抓取此工件。

2.2供料单元的基本功能：

供料单元是起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元

提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图所示为供料单元实物的全貌。

2.3供料单元的PLC 控制系统：

本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC 旁边的按钮/指示灯模块。并且，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA 应置于“单站方式”位置。具体的控制要求为：

①设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于

缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1 常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。

②若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2 常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。

③若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2 指示灯熄灭。

④若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1 以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2 保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1 指示灯和HL2 指示灯均以2Hz 频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。要求完成如下任务。

1、规划PLC的I/O分配及接线端子分配。

2、进行系统安装接线。

3、按控制要求编制PLC程序。

4、进行调试与运行。

2.4程序设计框图：

供料站主程序

2.5 对梯形图的解释说明：

3、组态设计

3.1整体画面

最后生成的画面如下图所示：

3.2 定义数据对象

定义数据对象的内容主要包括：

指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围确定与数据变

量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期

限等。在开始定义之前，我们先对所有数据对象进行分析。在

本样例工程中需要用到以下数据对象：

对象名称类型注释

A组开关开关型控制A组灯（灯1、2、3）亮灭的变量

B组开关开关型控制B组灯（灯4、5、6）亮灭的变量

C组开关开关型控制C组灯（灯7、8、9）亮灭的变量

L1 开关型控制灯1亮灭的变量

L2 开关型控制灯2亮灭的变量

L3 开关型控制灯3亮灭的变量

L4 开关型控制灯4亮灭的变量

L5 开关型控制灯5亮灭的变量

L6 开关型控制灯6亮灭的变量

L7 开关型控制灯7亮灭的变量

L8 开关

控制灯8亮灭的变量

型

L9 开关

控制灯9亮灭的变量

型

Flag1 数值

型

Flag2 数值

型

Flag3 数值

型

Flag4 数值

型

Flag5 数值

型

Flag6 数值

型

Flag7 数值

型

Flag8 数值

型

Flag9 数值

型

3.3 动画连接

由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS 嵌入版实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中