基于plc的自动化生产线的毕业设计论文

基于plc的自动化生产线的毕业设计论文内容摘要：

磁铁，用圆柱形普通材料制成，其铁心的端面通常制成平面装货圆锥 状。 与 T 型电磁铁相比， I 型电磁铁的吸力小，行程较短。 圆柱形铁心的重量轻、吸引时的冲击较小，所以使用寿命长，主要用与小型直动式和先导式电磁阀。 更换安装电磁阀 : 如有一电磁阀损坏了，需要更换一个电磁，可按照下列步骤安装电磁阀。 ①切断气源，用螺丝刀拆卸下已经损坏的电磁阀。 ②用螺丝刀将新的电磁阀装上。 ③将电气控制接头插入电磁阀上。 ④将气路管插入电磁阀上的快速接头。 ⑤接通气源，用手控开关进行调试，检查气缸动作情况。 第三章 S72OO PLC 在自动线中的使用 在自动线中，每一个站都安装了一个西门子 S7— 200 PLC 系列的可编程逻辑控制器(programmable logic controller， PLC)来控制，就像人的大脑一样，思考每一个动作，每一招每一式，指挥自动线上的机械手、气爪按程序动作，是自动线的核心部件。 PLC 是一种专为工业环境下应用设计的“可编程逻辑控制器”，是一种数字运算操作的电子系统。 PLC 是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。 1． S7— 200 PLC 的外形结构 S7— 200 PLC 系列 PLC 由 PLC 主机和扩展模块组成。 其中， PLC 主机由 CPU、存储器、通信电路、基本输入／输出电路、电源等基本模块组成，相当一个整体式的 PLC，可以单独完成控制功能，它包含一个控制系统所需的最小组成单元。 图 2— 73 所示是 S7—200cPU 模块的外形结构图，它将一个微处理器、一个集成电源和数字量 I／ O(输入／输出 )点集成在一个紧密的封装之中。 图 31 S7— 200 的外形结构 由图示可知，虽然 PLC 的外观与通用计算机有较大差别，但在内部结构上 ， PLC 只是像一台增强了 I／ 0 功能的可与控制对象方便连接的计算机。 在系统结构上， PLc 的基本组成包括硬件与软件两部分。 2．典型 PLC 的硬件结构 PLC 的硬件部分由中央处理器 (CPU)、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等构成，图示是典型 PLC 结构简图； PLC 的软件部分由系统程序和用户程序等构成。 可插拔接线端子 (224,226) 通讯口 24V 传感器 电源输出 Panel安装固定孔 安装于标准 DIN导轨上 的夹子 可选卡 插槽 内部 : 电源 超级电容 时钟 (224(XP),226) I/O 点 状态 LED 可插拔模 拟量终端 在内部结构上， CPU 模块由中央处理器 (CPU)、存储器、输入端口、输出端口、通信接口、电源等构成，每个部分的功用不同，与通用微机 CPU 一样， CPU 在 PLC 才系统中的作用类似于人体的神经中枢。 PLC 系统中的存储器按作用可分为三类：系统程序存储器、用户程序存储器、功能存储器～ (数据区）。 4．通信接口 S7— 200 PLC 系列 PLC 整合了一个或两个 RS 一 485 通信接口，既可作为 PG(编程 )接口，可也作为 OP(操作终端 )接口，如连接一些 HMI(人机接口 )设备。 支持自由通信协议及PPI(点对点主站模式 )通信协议。 5．电源 S7— 200 PLC 本机单元有一个内部电源，它为本机单元、扩展模块以及一个 24V DC电源输出，每一个 S7— 200CPU 模块向外提供 5V DC 和 24V DC 电源。 ● CPU 模块都有一个 24V DC 传感器电源，它为本机输入点和扩展模块继电器线圈提供 24V DC。 如果电源要求超出了 CPU 模块 24V DC电源的定额，可以增加一个外部 24V DC电源来供给扩展模块的 24V DC。 ●当有扩展模块连接时 CPU 模块也为其提供 5V 电源。 如果扩展模块的 5V 电源需求超出了 CPU 模块的电源定额，必须卸下扩展模块，直到需求在电源预定值之内才行。 若电源要求超出 CPU 模块预算，将不能连接 CPU 允许的最大数目的模块。 将 S7— 200DC 传感器电源与外部 24V DC 电源采用并联连接时，将会导致 两个电源的竞争而影响它们各自的输出。 这种竞争的结果会缩短设备的寿命，或者使得一个电源或两者同时失效，并且使 PLC 系统产生不正确的操作。 第四章 各单元控制系统的设计 PLC对下料单元的控制 下料单元控制要求 下料单元的主要功能是 将前站送入本单元下料仓的工件主体，通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落，工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。 图 41 下料单元实物图 初始状态：直线及转角二传送电机、下料电机均处于停止状态；直流电磁吸铁竖起禁行；工作指示灯熄灭。 系统启动运行后本单元红色指示灯发光；直线电机、转角电机驱动二传送带开始运转且始终保持运行状态（分单元运行时可选用与 PLC运行 /停止同状态的特殊继电器保持二传送电机的运行状态）。 本单元在结构设计中涉及到间歇机构、同步带传动、螺杆调节结构、螺杆锁紧结构、张紧机构等相关的 机械原理、机械零件知识。 为实现本单元的控制功能，在结构的相应位置装设了光电传感器、电感式传感器、电容式传感器等检测与传感装置，并配备了直流电机、电磁铁等执行机构。 自动控制过程说明及工作状态表 ： 自动控制过程说明： 时，底层的电感式传感器发出检测信号，红色指示灯熄灭，绿色指示灯发光；经过 2秒时间确认后，启动下料电机继续执行将工件主体下落动作。 ，当工件下落至托盘时，工件检测传感器发出检测信号，延时 3秒确认后，直流电磁铁吸合下落，放行托盘。 3．托盘放行 2秒后，电磁吸铁释放处于禁止状态，绿色指示灯熄灭，红色指示灯发光，系统回复初始状态。 说明：若下料电机从料仓入口至出口动作一个行程后工件检测传感器仍无检测信号，此时报警器发出警报，提示运行人员需在料仓中装入工件（本套设备中通过延时进行控制）。 下料单元控制流程图 图 42 下料单元控制流程图 下料单元 I/O 分配表 表 41 单元 I/O分配表 形式 序号 名称 PLC地址 编号 地址设置 输入 1 工件检测 S2 EM277 总线模 块 设 置的站号为：8 与 总 站 通讯 的 地 址为： 2～ 3 2 托盘检测 S1 3 料槽底层工件检测 S3 4 手动 /自动按钮 SA 5 启动按钮 SB1 6 停止按钮 SB2 7 急停按钮 SB3 8 复位按钮 SB4 输出 1 下料电机 M2 2 绿色指示灯 HL2 3 直流电磁吸铁 KM 4 传送电机 M1 5 转角电机 M3 6 红色指示灯 HL1 7 蜂鸣器报警 HA1 8 蜂鸣器报警 HA2 发送地址 (200PLC— → 300PLC) 接收地址 (200PLC← — 300PLC) 下料单 元梯形图 PLC对加盖单元的控制 加盖单元控制要求 （一）自动控制过程说明及工作状态表 初始状态：直线传送电机、摆臂电机处于停止状态；摆臂处于原位，内限位开关受压；直流电磁吸铁竖起禁行；工作指示灯熄灭。 系统启动运行后本单元红色指示灯发光；直线电机驱动传送带开始运转且始终保持运行状态（分单元运行时可选用与 PLC运行 /停止同状态的特殊继电器保持直线传送电机的运行状态）。 图 43 加盖单元的实物图 系统运行期间： ，由电感式传感器检测托盘，发出检测信号；绿色指示灯亮，红色指示灯灭；由电容式传感器检测上盖，确认无上盖信号后，经 3 秒确认后启动主摆臂执行加盖动作。 通过两个继电器控制电机正反转，带动减速机使摆臂动作，主摆臂从料槽中取出上盖，翻转 180 度，当碰到放件控制板时复位弹簧松开，此时摆臂碰到外限位开关后结束加盖动作，上盖靠自重落入工件主体内， 3秒后启动摆臂执行返回原位动作。 ，摆臂结束返回 动作；此时若上盖安装到位，即上盖传感器发出检测信号，则通过 3 秒确认后直流电磁铁吸合下落，将托盘放行（若上盖安装为空操作，即上盖传感器无检测信号，摆臂手应再次执行加装上盖动作，直到上盖安装到位）。 3 秒后，电磁铁释放，恢复限位状态，绿色指示灯灭，红色指示灯亮，该站恢 复预备工作状态。 说明：若摆臂往复 3 次加装动作后上盖传感器仍无检测信号，此时报警器发出警报，提示运行人员需在料槽中装入上盖。 加盖单元 控制功能 为实现本单元的控制功能，在结构的相应位置装设了电感式传感器、电容式传感器、微动开关等检测与传感装 置，并配备了直流电机、电磁铁等执行机构和继电器等控制元件。 加盖单元控制流程图 图 44 加盖单元控制流程图 直线传动电机运行 （ Q 0 . 4 ）红色指示灯亮 （ Q 0 . 5 ）托盘检测 （ I 0 . 1 ）上盖检测 （ I 0 . 0 ）是否止动电磁铁 （ Q 0 . 3 ）， 并保持 3 秒 （ T 101 ）延时时间到了吗 ( T 101 )否停止电磁铁输出 （ Q 0 . 3 ）红色指示灯亮 （ Q 0 . 5 ）绿色指示灯灭 （ Q 0 . 2 ）加盖电机放件 （ Q 0 . 1 ）放件限位 ( 至位 ) （ I 0 . 3 ）否停止加盖电机放件 （ Q 0 . 1 ）延时 3 秒 （ T 38 ）加盖电机取件 （ Q 0 . 0 ）取件 限位 检测 （ I 0 . 2 ）否停止加盖电机取件 （ Q 0 . 0 ）是 是是否延时 3 秒 （ T 37 ）是绿色指示灯亮 （ Q 0 . 2 ）红色指示灯灭 （ Q 0 . 5 ）初始状态 加盖单元 I/O 分配表 表 42 加盖单元 I/O分配表 形式 序号 名称 PLC地址 编号 地址设置 输入 1 上盖检测 S2 EM277 总线模 块 设 置的站号为：12 与 总 站 通讯 的 地 址为： 4～ 5 2 托盘检测 S1 3 取件限位 (复位 ) SQ1 4 放件限位 (至位 ) SQ2 5 手动 /自动按钮 SA 6 启动按钮 SB1 7 停止按钮 SB2 8 急停按钮 SB3 9 复位按钮 SB4 输出 1 电机取件 KM1 2 电机放件 KM2 3 绿色指示灯 HL2 4 直流电磁吸铁 YM 5 传送电机 M2 6 红 色指示 灯 HL1 7 蜂鸣器报警 HA1 8 蜂鸣器报警 HA2 发送地址 (200PLC— → 300PLC) 接收地址 (200PLC← — 300PLC) 加盖单元梯形图。