目錄TOC\o”1—3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc"第一章緒論 11。1自動化生產線發展狀況 11.2PLC的應用及目前的研究現實狀況 31.2。2持續生產線 4HYPERLINK\l”_Toc"1。2.3控制系統構成框圖 51.3課題重要研究的內容及意義 6HYPERLINK\l”_Toc"第二章各單元硬件設備的闡明 7HYPERLINK\l”_Toc”2。1電感式靠近開關的設備闡明 7HYPERLINK\l”_Toc”2.1.1電感式傳感器簡樸簡介 7HYPERLINK\l”_Toc"2.1.2電感式靠近開關傳感器的基本工作方式 7HYPERLINK\l”_Toc"2。2電容式靠近開關的設備闡明 8HYPERLINK\l”_Toc”2.2。1電容式傳感器簡樸簡介 8HYPERLINK\l”_Toc"2.2.2電容式靠近開關傳感器的使用 8_Toc"2。4電磁閥的設備闡明 9第三章S7—2OOPLC在自動線中的使用 10HYPERLINK\l”_Toc”第四章各單元控制系統的設計 12_Toc"4.1。1下料單元控制規定 12HYPERLINK\l”_Toc"4。1.2下料單元控制流程圖 134。1.3下料單元I/O分派表 14HYPERLINK\l”_Toc”4。1.4下料單元梯形圖 15_Toc”4.2。1加蓋單元控制規定 214.2.2加蓋單元控制流程圖 22HYPERLINK\l”_Toc”4.2。3加蓋單元I/O分派表 23HYPERLINK\l”_Toc”4。2.4加蓋單元梯形圖 24_Toc"4.3.1穿銷單元控制規定 30HYPERLINK\l”_Toc"4。3.2穿銷單元控制流程圖 31HYPERLINK\l”_Toc"4.3。3穿銷單元I/O分派表 32HYPERLINK\l”_Toc"4.3.4穿銷單元梯形圖 33HYPERLINK\l”_Toc”4。4PLC對檢測單元的控制 394。4.1檢測單元控制規定 39HYPERLINK\l”_Toc”4.4。2檢測單元控制流程圖 40HYPERLINK\l”_Toc"4.4.3檢測單元的I/O分派表 41_Toc"4。5。1分揀單元控制規定 45HYPERLINK\l”_Toc”4。5.2分揀單元控制流程圖 47_Toc"第五章S7—300PLC硬件組態及編程 565。2S7—3OOPLC在系統中的主站控制變量傳送分派表 64_Toc”5。4S7-300PLC梯形圖 65總結 68參照文獻 69道謝 70第一章緒論1.1自動化生產線發展狀況自動線是能實現產品生產過程自動化的一種機器體系，通過采用一套能自動進行加工、檢測、裝卸、運送的機器設備，構成高度持續的、完全自動化的生產線，來實現產品的生產,從而提高工作效率。減少生產成本、提高加工質量、迅速更換產品，是機械制造業競爭和發展的基礎，也是機械制造業技術水平的標志，它的發展趨勢是提高可調性，擴大工藝范圍，提高加工精度和自動化程度,同計算機結合實現整體自動化車間與自動化工廠。自動生產線是在流水線的基礎上逐漸發展起來的，它不僅規定線體上多種機械加工裝置能自動地完畢預定的各道工序，到達對應的工藝規定，生產出合格的產品，為了可以實現這個目的，可以采用自動輸送和其他某些輔助裝置，根據工藝次序把不一樣的機械加工裝置構成一種整體，各個部件之間的動作是通過氣壓系統和電氣制動系統組合起來的，使它可以實現規定的程序而進行自動工作，這種自動工作的機械裝置系統被我們稱為自動生產線。目前科學技術日新月異，在工業生產中自動化生產技術也使用得非常的普遍了,并且在電子和機械制造等領域已經研究并生產出許多多種類型的自動生產線，正是由于這些自動生產線的飛速發展和廣泛使用，提高了我們的生產效率及產品的質量、改善了工作的條件、減少了能源的損耗、節省了材料等等，在各方各面都獲得了明顯的效果。自動生產線能構成一種完整的系統,是由于它是綜合了傳感技術、驅動技術、機械技術、接口技術、計算機技術等技術，自動生產線在各國有著多種生產的需要,有效的綜合及組織,來優化整體的設備，自動生產線雖然是源于老式的流水生產線,但它的功能是遠遠優于老式流水生產線,并且尚有著多種明顯的區別,其重要的特點是自動生產線有非常高的自動化控制,尚有老式流水生產線所沒有的精密的生產節奏，它是一種統一的自動控制系統，其工作要按照規定的工序次序來完畢。在各個不一樣的應用領域，不一樣種類的自動線的構造不一樣，大小也不一樣，功能也不一樣，它們基本都包括檢測、機械本體、信息處理、輸入、輸出接口部分以及執行機構等五部分。不過不管哪種自動生產線，在功能上都必須能實現控制、運轉、驅動和檢測等,并且控制功能是電子裝置來完畢的.自動生產線在生產中，所有傳感器用來檢測信號，控制裝置再運算、變換、存儲其檢測信號，再通過其接口電路向執行機構給出指令來實現對應的工作。傳感器檢測生產線上位置、溫度、壓力、流量等信號，來讓信息處理部件分析處理,驅動功能是液壓缸電動機、電磁閥、氣壓閥、機械手等執行部件實現的。其機械部分是自動生產線的主體部分。自動線支持技術的飛速發展,驅動了自動線的大力發展，使得可以生實現技術愈加復雜的生產和操作以及裝配工藝規定更高的流程，目前這些技術在向更深的領域發展，尤其微電子技術向超大規模和超超大規模集成電路方向的發展，在那么幾平方毫米硅片上能集成幾百萬甚至上千萬個邏輯元件，實現了計算機的小型化，高速化和智能化的發展，正是智能計算機的出現愈加的完善了自動線的功能，提高了生產的效率以及產品的質量。現代工業是計算機、信息技術、現代管理技術、先進工藝技術的綜合與集成，涵蓋了產品設計、生產準備、制造執行等多方面，是國家建設和社會發展的重要支柱之一。為了加強學生面向新世紀的挑戰能力，提高機、光、電一體化的理論水平與實踐能力刻不容緩,重點建設機電類工程，柔性加工綜合試驗平臺,更具有迫切性和現實意義。自動化生產線是產品生產過程所通過的路線，即從原料進入生產現場開始，通過加工、運送、裝配、檢查等一系列生產生產線活動所構成的路線。狹義的生產線是按對象原則組織起來的，完畢產品工藝過程的一種生產組織形式，即按產品專業化原則，配置生產某種產品(零、部件）所需要的多種設備和各工種的工人，負責完畢某種產品（零、部件）的所有制造工作，對相似的勞動對象進行不一樣工藝的加工。圖1-1自動化生產線該自動化模擬生產線,很好地處理了在學校期間,只接觸到以單元試驗或校外參觀實習為主，某些大型的自動化控制站只能看不能操作,達不到理想的教學效果的這個實際接觸問題。在設計該模擬生產線時控制系統中包括5個從站點：下料單元、加蓋單元、穿銷單元、檢測單元、分揀單元。該套控制系統，建立了以工業現場控制為對象的實物模擬仿真系統，可很好處理自動化及有關專業的在動手實踐中所碰到的難題.1。2PLC的應用及目前的研究現實狀況1。2。1生產線上的工藝過程1969世界第一臺PLC在美國數據設備企業誕生。1975-1976年，德國、日本、美國等將微處理器作為控制器的中央處理單元應用到PLC中，并且去掉磁心存儲器改用了集成電路的存儲器，結合了微型計算機的技術與電控制器技術，從而實現了可編程控制器的規模集成化,使得處理器更能合用工業環境，愈加的可靠，功能也愈加強大，愈加的靈活，成本卻大大下降，從而使得PLC進入了實用階段.伴隨科技的不停進步,PLC的性能也飛速增強，其應用和研究現實狀況重要在如下方面體現：1.控制規模的擴大，控制大型機的規模越變越大，開關量高的到達了幾萬。2.構成模塊的增多，目前PLC己經新增了諸多模塊，如PDI控制、溫度以及運動模塊等等。3.開放性和互操作性大大發展，在PLC的發展過程中，制造商為了壟斷和擴大各自市場,都各自發展自己的原則，開放是發展的一種趨勢，各廠商都意識到這一點,并形成了長時期的妥協與競爭，這一過程還將繼續。4.工作速度的提高可以對系統實現實時控制.5。聯網的能力增強，由于通信、信息及控制技術的大力發展，聯網也得到了的發展，己經可以實現的遠程控制。正是由于這些性能、使得工業系統可以實現遠程化、自動化、控制信息化及智能化。目前應用在不停前進,尤其在運動控制、模擬量控制及驅動控制上廣泛使用，已經成為目前系統工作自動化中最有效的工具之一了。本次設計共分為五個單元，其功能分別是:1．下料單元：將前站送入本單元下料倉的工件主體,通過直流電機驅動間歇機構帶動同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經傳送帶向下站運行.2．加蓋單元：通過直流電機帶動蝸輪蝸桿，經減速電機驅動擺臂將上蓋裝配至工件主體,完畢裝配后工件隨托盤向下站傳送。3．穿銷單元：通過旋轉推筒推送銷釘的措施,完畢工件主體與上蓋的實體連接裝配，完畢裝配后的工件隨托盤向下站傳送。4．檢測單元：運用各類檢測傳感裝置對裝配好的工件成品進行全面檢測（包括上蓋、銷釘的裝配狀況,銷釘材質、標簽有無等），并將檢測成果送至PLC進行處理,以此作為后續站控制方式選擇的根據（如分揀站依標簽有無鑒別正、次品；倉庫站依銷釘材質確定庫位）。5．分揀單元：根據檢測單元的檢測成果（標簽有無），采用氣動機械手對工件進行分類，合格產品隨托盤進入下一站入庫;不合格產品進入廢品線，空托盤向下站傳送.1。2.2持續生產線為便于協調整個生產線的全程控制，系統設置了一種主站總控制臺，主站總控制臺是整個裝配生產線持續運行的指揮調度中心，其重要功能是實現全程運行的總體控制,完畢全系統的通訊連接等。 總站單元 下料單元 加蓋單元 分揀單元 檢測單元 穿銷單元 圖1-2自動化生產線的控制次序從簡樸到復雜，從零部件到整機。采用鋁合金構造件為主體，運用多種機械傳動方式模擬完畢現代化妝配過程的柔性生產系統，把實際工業生產中的經典部分:電氣控制部分、多種傳感器的應用、組態控制，工業總線，充足展示在該系統中。1.2.3控制系統構成框圖中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUSDP模塊EM277中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUSDP模塊EM277分揀單元主站CPU單元6ES7315-2AG10-0AB0+6SE7307-1BA00-0AA0電池+40針前連接器6ES7392-1AM00-0AA0+儲存卡6SE7953-8LF00-0AA0+I/O主站CPU單元6ES7315-2AG10-0AB0+6SE7307-1BA00-0AA0電池+40針前連接器6ES7392-1AM00-0AA0+儲存卡6SE7953-8LF00-0AA0+I/O數字模塊（16）6SE73223-BL00-0AA0+背板6ES7390-1AE80-0AA0+STEP7V5.2編程軟件總站中央處理單元（CPU）CPU中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUSDP模塊EM277檢測單元中央處理單元（CPU）CPU中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUSDP模塊EM277穿銷單元中央處理單元（CPU）CPU中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUSDP模塊EM277加蓋單元中央處理單元（CPU）CPU中央處理單元（CPU）CPU226+PROFIBUSDP模塊EM277下料單元1。31.3課題重要研究的內容及意義本文設計的自動生產線試驗平臺是為滿足一般高校及高職機電類專業學生的專業技能和技術應用能力的培養，尤其是綜合能力鍛煉,創新能力及團體合作精神的培養，而開發的試驗實訓平臺。針對自動生產線有很高的仿真性I/O的規定，本課題研究的實訓平臺的開發，應可以任意拆裝和組合，可以任意設置故障，且預留工位,可隨時加裝內容，這樣，可以滿足學校與企業定單式培養。現代化的自動生產設備自動生產線的最大特點是它的綜合性和系統性，本課題研究的試驗實訓平臺把傳感測試技術、微電子技術、機械技術、電工電子技術、接口技術、信息變換技術、網絡通信技術等多種技術進行組織，并且整體使用到生產設備上并且力爭到達使試驗者通過試驗平臺熟悉生產線的傳感檢測、傳播與處理、執行、控制與驅動等機構在這個微處理單元的控制下協調有序地工作的原理。可編程控制器以其可靠性高、抗干擾能力強、性能強、價格低以及編程簡樸而在現代化自動生產設備中普遍使用,并且充當生產線的大腦微處理單元。因此，培養掌握機電一體化技術，掌握PLC技術及PLC網絡技術的技術人材是當務之急。本課題研究的自動生產線試驗平臺是在鋁合金導軌式實訓臺上由下料、加蓋、穿銷、檢測、分揀等工作單元，構成一種經典的自動生產線的機械平臺，系統各機構采用氣動驅動、變頻器驅動和步進電機位置控制等技術，試驗平臺的控制方式采用各個工作單元均是一臺獨立的PLC控制,本試驗平臺綜合采用傳感器應用技術.在本試驗平臺上可以模擬一種與實際生產狀況十分靠近的控制過程，使使用者得到一種非常靠近于實際的教學設備環境，力爭到達縮短理論教學與實際應用之間的距離。本課題研究的自動生產線試驗平臺的設計,采用模塊組合式的構造，各工作單元是相對獨立的模塊,并采用原則構造和抽屜式模塊放置架,具有較強的互換性以便根據實訓需要或工作任務的不一樣進行不一樣的組合，安裝和調試，到達模擬生產性功能和整合學習功能的目的也符合教學實訓考核或技能競賽的規定。第二章硬件設備的闡明2.1電感式靠近開關的設備闡明2.1.1電感式傳感器簡樸簡介電感式傳感器是運用電磁感應原理將被測非電量（如位移、壓力、流量、振動等)轉換成線圈自感系數L或互感系數M，再由測量電路轉換為電壓或電流的變化量輸出.電感式傳感器具有構造簡樸、工作可靠、測量精度高、零點穩定、輸出功率較大等一系列長處，其重要缺陷是敏捷度、線性度和測量范圍互相制約，傳感器自身頻率響應低,不合用于迅速動態測量。這種傳感器能實現信息的遠距離傳播、記錄、顯示和控制，在工業自動控制系統中被廣泛采用。2.1。2電感式靠近開關傳感器的基本工作方式電感式靠近開關傳感器可以檢測從傳感器側向水平靠近的被測體,也可以檢測從傳感器迎面垂直靠近的被測體。被測體靠近傳感器到傳感器開關動作的距離為動作距離;不受溫度和電壓上下浮動影響的動作距離為實際的工作距離.傳感器在工作中存在著動作距離與復位距離的差值，被稱為動作帶差。被測量體進入或退出檢測有效范圍時將出現動作上的時間延遲,稱為對應時間。在傳感器的應用中，應根據實際狀況考慮這些參數對檢測成果與否有影響。電感式靠近開關傳感器,是一種運用渦流感知物體靠近的器件。它的敏感元件為檢測線圈，它是振蕩電路的一種構成部分,在檢測線圈的工作面上存在一種交變磁場.當金屬物體靠近檢測線圈時，金屬物體就會產生渦流而吸取振蕩能量，使振蕩減弱直至停振,振蕩與停振這兩種狀態經檢測電路轉換成開關信號輸出.電感式靠近開關傳感器的電氣指標： 1．工作電壓：是指電感式靠近開關傳感器的供電電壓范圍，在此范圍內可以保證電感式靠近開關傳感器安全工作.2．工作電流：指電感式靠近開關傳感器持續工作時的最大負載電流。電壓降:是指在額定電流下開關導通時，在開關兩端或輸出端測量得到的電壓。3．空載電流（消耗電流）：是指在沒有負載時,測量所得的電感式靠近開關傳感器自身所需的電流。4．剩余電流（漏電流）：是指開關斷開時，流過負載的電流。5．極性保護：有防止輸入電源電壓極性誤接的保護功能.6．短路保護：有此功能時，假如超過極限電流,輸出會周期性地封閉和釋放，直至短路被清除。2。2電容式靠近開關的設備闡明2。2.1電容式傳感器簡樸簡介電容式傳感器是運用電容器的原理，將被測非電量轉化為電容量的變化，進而實現電量到非電量的轉換.電容式靠近開關傳感器是根據從振蕩電路取出的電極的電容變化，時振蕩開始或停止,從而到達檢測信號的目的。振蕩電路以外的電路構造與高頻振蕩式靠近開關相似.2。2.2電容式靠近開關傳感器的使用除了棉花和發泡苯乙烯等介電系數低的物體之外,電容式靠近開關傳感器檢測的對象是諸多的，靜電電容式靠近開關易受水和油的影響，在使用中，應注意這一點.靜電電容式靠近開關能勝任其他方式不能檢測的場所。細金屬絲的檢測:檢測小型繼電器等使用的銅絲(電磁鐵）與否正常。使用高敏捷度埋入型，在檢測Φ0。03mm銅絲時，動作距離為5mm。袋裝食品的檢測：檢測形狀復雜的袋裝食品時，在必須水洗的機器中使用防濕型的靠近開關時，要防止殘留水滴引起誤動作.液體、粉狀體的間接檢測：通過木箱、紙箱、玻璃瓶等非金屬容器的外壁，檢測其中被測物體的有無及其所在的表面位置.電容式靠近開關傳感器敏捷度的調整：要考慮電容式靠近開關傳感器構造自身靜電電容的影響,其內部安裝有敏捷度調整電位器;當靠近開關和被檢測體之間有不敏捷的物體時，調整這個電位器，可使靠近開關不檢測夾在中間的物體,此外還可用此電位器調整工作距離。圖2—1平板電容器塑料和玻璃的檢測：檢測塑料和玻璃上有無異物，而不管其顏色和表面狀態，被檢測體較小應采用敏捷度高的電容式靠近開關傳感器；塑料種類不一樣步敏捷度也不一樣,因此必須進檢測。當被檢測體種類多時，要隨時進行敏捷度的調整。固液體、粉狀體等的直接檢測及水、粉塵的表面位置檢測：采用防濕型電容式靠近開關傳感器，不要讓水和粉末附在檢測面上。2.3繼電器的設備及微動開關的設備闡明 加蓋單元中用到繼電器的重要部分是:擺臂動作的水平方向上的運動。水平運動動力依托直流電機，而繼電器在此處的應用就是實現這兩個電機的正反轉控制，也就是擺臂的運行和復位的控制。通過繼電器的吸合和斷開，實現電壓的正負變化，到達控制電機正反轉的目的。繼電器是根據電流、電壓、時間、溫度和速度等信號的變化，來接通或斷開小電流電路和電器的控制元件.常用的繼電器有熱繼電器、過電流繼電器、欠電壓繼電器、時間繼電器、速度繼電器、中間繼電器等。按作用它們分為保護繼電器和控制繼電器兩類:其中熱繼電器、過電流繼電器、欠電壓繼電器屬于保護繼電器;時間繼電器、速度繼電器、中間繼電器屬于控制繼電器。微動開關由一種定觸點和一種動觸點構成，通過動觸點的動作，實現微動開關的斷開和閉合的過程。在本設計中的應用是：采用限位開關作為PLC中控制電機正反轉的條件,當擺臂取、放件時只有碰到行程開關時才認為擺臂到位，(且PLC上有對應的輸入指示燈顯示）方可啟動電機或控制電機正反轉。同步也啟到保護電機的作用。2。4電磁閥的設備闡明電磁鐵，它是電磁閥的重要部件之一,其作用是運用電磁原理將電信號轉換成閥芯的位移。電磁鐵的構造可分為T型、I型和平板型，T型電磁鐵為減少鐵損，用高磁通的硅鋼片疊制成，可以獲得很好的效率和較大的吸引力，但所需的行程和體積較大,重要用于行程較大的直動式電磁閥。I型電磁鐵合用于直流電磁鐵和小型交流電磁鐵，用圓柱形一般材料制成，其鐵心的端面一般制成平面裝貨圓錐狀。與T型電磁鐵相比，I型電磁鐵的吸力小,行程較短。圓柱形鐵心的重量輕、吸引時的沖擊較小，因此使用壽命長，重要用與小型直動式和先導式電磁閥.更換安裝電磁閥:如有一電磁閥損壞了，需要更換一種電磁,可按照下列環節安裝電磁閥。①切斷氣源，用螺絲刀拆卸下已經損壞的電磁閥。②用螺絲刀將新的電磁閥裝上.③將電氣控制接頭插入電磁閥上.④將氣路管插入電磁閥上的迅速接頭。⑤接通氣源，用手控開關進行調試，檢查氣缸動作狀況。第三章S7-2OOPLC在自動線中的使用在自動線中，每一種站都安裝了一種西門子S7-200PLC系列的可編程邏輯控制器（programmablelogiccontroller，PLC)來控制，就像人的大腦同樣，思索每一種動作，每一招每一式，指揮自動線上的機械手、氣爪按程序動作，是自動線的關鍵部件。PLC是一種專為工業環境下應用設計的“可編程邏輯控制器"，是一種數字運算操作的電子系統.PLC是在電氣控制技術和計算機技術的基礎上開發出來的，并逐漸發展成為以微處理器為關鍵，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業控制裝置。1．S7-200PLC的外形構造S7—200PLC系列PLC由PLC主機和擴展模塊構成.其中，PLC主機由CPU、存儲器、通信電路、基本輸入／輸出電路、電源等基本模塊構成,相稱一種整體式的PLC，可以單獨完畢控制功能，它包括一種控制系統所需的最小構成單元。圖2-73所示是S7—200cPU模塊的外形構造圖,它將一種微處理器、一種集成電源和數字量I／O(輸入／輸出)點集成在一種緊密的封裝之中。可插拔接線端子可插拔接線端子(224,226)通訊口24V傳感器電源輸出Panel安裝固定孔安裝于原則DIN導軌上的夾子可選卡插槽內部:

-電源

-超級電容

-時鐘(224(XP),226)I/O點

狀態LED可插拔模擬量終端圖3—1S7-200的外形構造由圖示可知，雖然PLC的外觀與通用計算機有較大差異，但在內部構造上，PLC只是像一臺增強了I／0功能的可與控制對象以便連接的計算機。在系統構造上，PLc的基本構成包括硬件與軟件兩部分。2．經典PLC的硬件構造PLC的硬件部分由中央處理器(CPU）、存儲器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等構成，圖示是經典PLC構造簡圖;PLC的軟件部分由系統程序和顧客程序等構成.在內部構造上，CPU模塊由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入端口、輸出端口、通信接口、電源等構成，每個部分的功用不一樣，與通用微機CPU同樣，CPU在PLC才系統中的作用類似于人體的神經中樞。PLC系統中的存儲器按作用可分為三類:系統程序存儲器、顧客程序存儲器、功能存儲器～（數據區）。4．通信接口S7—200PLC系列PLC整合了一種或兩個RS一485通信接口，既可作為PG（編程）接口，可也作為OP(操作終端)接口,如連接某些HMI（人機接口）設備.支持自由通信協議及PPI（點對點主站模式)通信協議.5．電源S7-200PLC本機單元有一種內部電源，它為本機單元、擴展模塊以及一種24VDC電源輸出,每一種S7—200CPU模塊向外提供5VDC和24VDC電源。●CPU模塊均有一種24VDC傳感器電源，它為本機輸入點和擴展模塊繼電器線圈提供24VDC.假如電源規定超過了CPU模塊24VDC電源的定額,可以增長一種外部24VDC電源來供應擴展模塊的24VDC。●當有擴展模塊連接時CPU模塊也為其提供5V電源。假如擴展模塊的5V電源需求超過了CPU模塊的電源定額，必須卸下擴展模塊，直到需求在電源預定值之內才行。若電源規定超過CPU模塊預算,將不能連接CPU容許的最大數目的模塊。將S7—200DC傳感器電源與外部24VDC電源采用并聯連接時，將會導致兩個電源的競爭而影響它們各自的輸出。這種競爭的成果會縮短設備的壽命，或者使得一種電源或兩者同步失效，并且使PLC系統產生不對的的操作.第四章各單元控制系統的設計4.1PLC對下料單元的控制4.1.1下料單元控制規定下料單元的重要功能是將前站送入本單元下料倉的工件主體,通過直流電機驅動間歇機構帶動同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經傳送帶向下站運行。圖4—1下料單元實物圖初始狀態:直線及轉角二傳送電機、下料電機均處在停止狀態；直流電磁吸鐵豎起禁行；工作指示燈熄滅。系統啟動運行后本單元紅色指示燈發光；直線電機、轉角電機驅動二傳送帶開始運轉且一直保持運行狀態（分單元運行時可選用與PLC運行/停止同狀態的特殊繼電器保持二傳送電機的運行狀態）.本單元在構造設計中波及到間歇機構、同步帶傳動、螺桿調整構造、螺桿鎖緊構造、張緊機構等有關的機械原理、機械零件知識。為實現本單元的控制功能，在構造的對應位置裝設了光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器等檢測與傳感裝置,并配置了直流電機、電磁鐵等執行機構。自動控制過程闡明及工作狀態表：自動控制過程闡明：1。當托盤抵達定位口時，底層的電感式傳感器發出檢測信號，紅色指示燈熄滅,綠色指示燈發光；通過2秒時間確認后,啟動下料電機繼續執行將工件主體下落動作。2.檢測到托盤到位信號,當工件下落至托盤時，工件檢測傳感器發出檢測信號,延時3秒確認后，直流電磁鐵吸合下落，放行托盤。3．托盤放行2秒后，電磁吸鐵釋放處在嚴禁狀態，綠色指示燈熄滅,紅色指示燈發光,系統答復初始狀態.闡明：若下料電機從料倉入口至出口動作一種行程后工件檢測傳感器仍無檢測信號，此時報警器發出警報,提醒運行人員需在料倉中裝入工件（本套設備中通過延時進行控制)。4。1。2下料單元控制流程圖圖4—2下料單元控制流程圖4。1.3下料單元I/O分派表表4-1單元I/O分派表形式序號名稱PLC地址編號地址設置輸入1工件檢測I0。0S2EM277總線模塊設置的站號為:8與總站通訊的地址為:2～32托盤檢測I0.1S13料槽底層工件檢測I0.2S34手動/自動按鈕I2.0SA5啟動按鈕I2。1SB16停止按鈕I2.2SB27急停按鈕I2。3SB38復位按鈕I2。4SB4輸出1下料電機Q0.0M22綠色指示燈Q0.1HL23直流電磁吸鐵Q0。2KM4傳送電機Q0。3M15轉角電機Q0。4M36紅色指示燈Q0。5HL17蜂鳴器報警Q1。6HA18蜂鳴器報警Q1.7HA2發送地址V2.0-—--V3.7(200PLC—→300PLC）接受地址V0.0———-V1.7(200PLC←—300PLC）4.1.4下料單元梯形圖4.2PLC對加蓋單元的控制4。2.1加蓋單元控制規定（一）自動控制過程闡明及工作狀態表初始狀態：直線傳送電機、擺臂電機處在停止狀態；擺臂處在原位，內限位開關受壓；直流電磁吸鐵豎起禁行;工作指示燈熄滅.系統啟動運行后本單元紅色指示燈發光；直線電機驅動傳送帶開始運轉且一直保持運行狀態（分單元運行時可選用與PLC運行/停止同狀態的特殊繼電器保持直線傳送電機的運行狀態）。圖4—3加蓋單元的實物圖系統運行期間：1.當托盤載工作主體抵達定位口時，由電感式傳感器檢測托盤,發出檢測信號；綠色指示燈亮，紅色指示燈滅；由電容式傳感器檢測上蓋，確認無上蓋信號后,經3秒確認后啟動主擺臂執行加蓋動作。2。PLC通過兩個繼電器控制電機正反轉，帶動減速機使擺臂動作，主擺臂從料槽中取出上蓋,翻轉180度,當碰到放件控制板時復位彈簧松開，此時擺臂碰到外限位開關后結束加蓋動作，上蓋靠自重落入工件主體內，3秒后啟動擺臂執行返回原位動作。3.擺臂返回后內限位開關發出信號，擺臂結束返回動作；此時若上蓋安裝到位，即上蓋傳感器發出檢測信號,則通過3秒確認后直流電磁鐵吸合下落，將托盤放行（若上蓋安裝為空操作，即上蓋傳感器無檢測信號，擺臂手應再次執行加裝上蓋動作，直到上蓋安裝到位)。4。放行3秒后，電磁鐵釋放,恢復限位狀態，綠色指示燈滅，紅色指示燈亮，該站恢復預備工作狀態.闡明：若擺臂往復3次加裝動作后上蓋傳感器仍無檢測信號，此時報警器發出警報,提醒運行人員需在料槽中裝入上蓋。加蓋單元控制功能為實現本單元的控制功能,在構造的對應位置裝設了電感式傳感器、電容式傳感器、微動開關等檢測與傳感裝置，并配置了直流電機、電磁鐵等執行機構和繼電器等控制元件.4.2。2加蓋單元控制流程圖圖4-4加蓋單元控制流程圖4.2。3加蓋單元I/O分派表表4—2加蓋單元I/O分派表形式序號名稱PLC地址編號地址設置輸入1上蓋檢測I0.0S2EM277總線模塊設置的站號為：12與總站通訊的地址為:4～52托盤檢測I0。1S13取件限位（復位）I0。2SQ14放件限位（至位)I0。3SQ25手動/自動按鈕I2。0SA6啟動按鈕I2.1SB17停止按鈕I2。2SB28急停按鈕I2.3SB39復位按鈕I2。4SB4輸出1電機取件Q0。0KM12電機放件Q0.1KM23綠色指示燈Q0.2HL24直流電磁吸鐵Q0。3YM5傳送電機Q0。4M26紅色指示燈Q0。5HL17蜂鳴器報警Q1.6HA18蜂鳴器報警Q1。7HA2發送地址V2。0———-V3.7(200PLC—→300PLC)接受地址V0。0————V1。7(200PLC←—300PLC）4。2。4加蓋單元梯形圖4。3PLC對穿銷單元的控制4。3.1穿銷單元控制規定初始狀態：直線傳送電機處在停止狀態；銷釘氣缸處在原位（即旋轉推筒處在退回狀態）；限位桿豎起禁行；工作指示燈熄滅。圖4—5穿銷單元實物圖系統啟動運行后本單元紅色指示燈發光；直線電機驅動傳送帶開始運轉且一直保持運行狀態（分單元運行時可選用與PLC運行/停止同狀態的特殊繼電器保持直線傳送電機的運行狀態)。穿銷單元系統運行過程1。當托盤載工件抵達定位口時，托盤傳感器發出檢測信號，且確認無銷釘信號后，綠色指示燈亮，紅色指示燈滅，經3秒確認后，銷釘氣缸推進執行裝銷釘動作。2.當銷釘氣缸發出至位檢測信號后結束推進動作，延時2秒后自動退回。3。氣缸退回至復位狀態且接受到銷釘檢測信號后，進行3秒延時，止動氣缸動作使限位桿落下將托盤放行。（若銷釘安裝為空操作，2秒后銷釘檢測傳感器仍無信號，銷釘氣缸再次推進執行安裝動作，直到銷釘安裝到位。)4.放行3秒后,限位桿豎起處禁行狀態，綠色指示燈滅,紅色指示燈亮。系統答復初始狀態.本站銷釘持續穿三次后，傳感器尚未檢測到有銷釘穿入，報警器報警，此時應在銷釘下料倉內加入銷釘.為實現本單元的控制功能，在構造的對應位置裝設了電感式傳感器、光纖式傳感器、磁性靠近開關等檢測與傳感裝置，并配置了直流電機、原則氣缸等執行機構和電磁閥等控制元件。4。3。2穿銷單元控制流程圖圖4-6穿銷單元控制流程圖4.3。3穿銷單元I/O分派表表4—3穿銷單元I/O分派表形式序號名稱PLC地址編號地址設置輸入1銷釘檢測I0.0S2EM277總線模塊設置的站號為:14與總站通訊的地址為：6～72托盤檢測I0。1S13銷釘氣缸至位I0。2S44銷釘氣缸復位I0。3S35止動氣缸至位I0.4S56止動氣缸復位I0.5S67手動/自動按鈕I2.0SA8啟動按鈕I2.1SB19停止按鈕I2.2SB210急停按鈕I2.3SB311復位按鈕I2.4SB4輸出1止動氣缸Q0.0C12綠色指示燈Q0。1HL23銷釘氣缸Q0.2C24傳送電機Q0.3M15紅色指示燈Q0.4HL16蜂鳴器報警Q1.6HA17蜂鳴器報警Q1.7HA2發送地址V2.0—V3.7（200PLC—→300PLC）接受地址V0。0——-—V1.7（200PLC←—300PLC）4。3。4穿銷單元梯形圖4.4PLC對檢測單元的控制4.4.1檢測單元控制規定初始狀態：直線傳送電機處在靜止狀態；直流電磁吸鐵豎起禁行；工作指示燈熄滅。圖4-7檢測單元系統啟動運行后本單元紅色指示燈發光;直線電機驅動傳送帶開始運轉且一直保持運行狀態（分單元運行時可選用與PLC運行/停止同狀態的特殊繼電器保持直線傳送電機的運行狀態）。圖4-7檢測單元系統運行期間：1、當托盤帶工件進入本站后，進行3秒延時；綠色指示燈發光、紅色指示燈熄滅；產品檢測工作開始。2、產品檢測規定如下：上蓋檢測(上蓋為1/無上蓋為0）；銷釘材質檢測（金屬為1/非金屬為0）；色差檢測(貼簽為1/未貼簽為0）;銷釘檢測（穿銷為1/未穿銷為0）；產品檢測工作開始3秒后，直流電磁吸鐵吸合下落放行托盤。4放行托、盤3秒后，直流電磁鐵釋放伸出恢復禁行狀態。此時系統恢復初始狀態，紅色指示燈發光、綠色指示燈熄滅。圖4-8檢測單元程序流程圖4.4.2檢測單元控制流程圖圖4-8檢測單元程序流程圖4。4.3檢測單元的I/O分派表表4—4檢測單元的I/O分派表名稱PLC地址編號地址設置輸入1托盤檢測I0.0S1EM277總線模塊設置的站號為:18與總站通訊的地址為：08～092上蓋檢測I0.1S23材質檢測I0。2S34標簽檢測I0.3S45銷釘檢測I0。4S56廢料檢測I1.1S67手動/自動按鈕I2.0SA8啟動按鈕I2.1SB19停止按鈕I2。2SB210急停按鈕I2.3SB311復位按鈕I2。4SB4輸出1直流電磁吸鐵Q0。0YM12傳送電機Q0。1M13綠色指示燈Q0.2HL24紅色指示燈Q0.3HL15蜂鳴器報警Q1。6HA16蜂鳴器報警Q1。7HA2發送地址V2.0--—-V3.7(200PLC—→300PLC）接受地址V0.0—-——V1.7（200PLC←—300PLC)4。4。4檢測單元梯形圖4.5PLC對分揀單元的控制4.5。1分揀單元控制規定(一)自動控制過程闡明及工作狀態表初始狀態：短程氣缸（垂直)、無桿缸（水平）擺動缸（旋轉）均為復位，機械手處在原始狀態，限位桿豎起嚴禁為止動狀態；真空開關不工作;直線傳送電機處在停止狀態；工作指示燈熄滅。圖4-9圖4-9分揀單元系統運行期間,需根據檢測單元的檢測成果選擇A、B兩種不一樣的控制過程。A．若檢測成果為合格產品則：1、當托盤載合格工件抵達定位口時,托盤傳感器發出檢測信號，紅色指示燈熄滅，綠色指示燈發光；，經3秒確認后,止動缸動作使限位桿落下放行。2、放行3秒后止動氣缸復位，限位桿恢復豎直禁行狀態.3、當限位桿恢復止動狀態后，紅色指示燈發光、綠色指示燈熄滅。此時系統恢復初始狀態.B、若檢測成果為不合格產品則：1、當托盤載合格工件抵達定位口時，托盤傳感器發出檢測信號,紅色指示燈熄滅，綠色指示燈發光.經3秒確認后啟動短程氣缸垂直下行.2、短程氣缸垂直下行到位發出信號,啟動真空開關，皮碗壓緊工件。3、接受到真空檢測信號(皮碗吸緊工件）后，短程氣缸持工件垂直上行.4、短程氣缸持工件上行至位（返回原位）后，擺動缸動作使工件轉動90°.5、機械手持工件轉動90°至位后，無桿缸動作使機械手水平左行。6、機械手水平左行至位后，啟動短程氣缸垂直下行。7、短程氣缸垂直下行到位發出信號，停止真空開關，皮碗失真空使工件下落.8、真空檢測信號消失后，短程氣缸垂直上行。9、短程氣缸上行至位（返回原位）后,無桿缸動作使機械手水平右行返回，同步擺動缸動作使其回轉90°。10、擺動缸（旋轉)、無桿缸（水平）均復位后,延時3s,止動缸輸出使限位桿下落，放行托盤.11、止動缸至位3秒后停止輸出。12、限位桿恢復豎直禁行狀態，紅色指示燈發光、綠色指示燈熄滅。系統恢復初始狀態.圖4-10分揀單元程序流程圖4。5.2分揀單元控制流程圖圖4-10分揀單元程序流程圖4.5。3分揀單元的I/O分派表表4—5分揀單元I/O分派表形式序號名稱PLC地址編號地址設置輸入1導向驅動裝置至位I0.0S1EM277總線模塊設置的站號為：24與總站通訊的地址為：10～112導向驅動裝置復位I0。1S23短程氣缸至位I0。2S34短程氣缸復位I0.3S45擺動氣缸至位I0.4SQ26擺動氣缸復位I0。5SQ17真空開關I0.68托盤檢測I0。7S09止動氣缸至位I1.0S510止動氣缸復位I1。1S611手動/自動按鈕I2。0SA12啟動按鈕I2.1SB113停止按鈕I2.2SB214急停按鈕I2.3SB315復位按鈕I2。4SB416KEY1I2。6SB517KEY2I2。5SB6輸出1止動氣缸Q0。0YV32擺動氣缸（旋轉）Q0。1YV13導向驅動裝置（水平)Q0。2YV44短程氣缸（垂直）Q0.3YV25真空發生器Q0。46傳送電機Q0.5M17綠色指示燈Q0。6HL28空直線電機Q0.7M29紅色指示燈Q1。0HL1發送地址V2。0-——-V3.7(200PLC—→300PLC）接受地址V0。0—V1.7（200PLC←—300PLC)4。5.4單元梯形圖第五章S7-300PLC硬件組態及編程5。1硬件配置目的:生成一種新項目,完畢系統硬件配置文獻并將其下載，完畢系統配置。環節：在應用前首先進行STEP7軟件的安裝。（此處不詳述）2、安裝完畢后,雙擊圖標，打開STEP7主畫面，系統將自動彈出一種新建項目對話框,點擊Next按鈕；圖5-1選擇S7—300CPU型號3、選擇CPU類型,本系統中使用的CPU類型為：CPU315-2DP，然后點擊Next按鈕；圖5-2完畢選型4、在塊選擇中選擇組織塊OB1,并且選擇用梯形圖的編程方式LAD，然后點擊Next按鈕；圖5-3擇組織塊OB15、在彈出的對話框中給新建項目起一種項目名稱：例如test1,點擊Finish按鈕后，新建項目完畢。圖5-4新建項目起一種項目名稱6、將TEST1左面的+點開,選中SIMATIC300Station,然后選中Hardware并雙擊/或右鍵點OPENOBJECT，硬件組態畫面即可打開！圖5—5硬件組態畫面7、配置300的電源模塊：點開SIMATIC300\點開PS-300\選中PS3072A，將其拖到機架RACK的第一種SLOT；圖5-6配置300的電源模塊8、配置300的輸入\輸出模塊:點開SIMATIC300\點開SM—300\點開DI/DO-300\選中SM323DI16/DO16x24V/0.5A，將其拖到機架RACK的第四個SLOT；圖5-7配置300的輸入\輸出模塊9、雙擊機架RACK的第X2個SLOT,在彈出對話框中選擇Properties按鈕;圖5—8選擇Properties10、在Address中選擇分派你的DP地址，默認為2,然后選擇New…按鈕；圖5-9分派DP地址11、然后點擊SUBNET的NEW按鈕，生成一種PROFIBUSNET的窗口將彈出。點中NETWORKSETTING頁面，你可以在這里設置PROFIBUS—DP的參數，包括速率、協議類型,點擊OK； 圖5-10PROFIBUSNET的窗口圖5—11設置PROFIBUS—DP的參數12、點擊OK,即可生成一種PROFIBUS—DP網絡。圖5-12PROFIBUS-DP網絡13、組態EM277M模塊,點開PROFIBUSDP\點開AdditionalFieldDevices\點開PLC\點開SIMATIC\選中EM277PROFIBUS-DP，將其拖到左面PROFIBUS（1)：DPmastersystem(1)上;圖5-13組態EM277M模塊14、立即會彈出EM277PROFIBUS-DP通訊卡設置畫面；DP地址可以改動，選擇10；點擊確定。（此值可根據顧客的需要隨意設置，但此值設定后必須與其實際連接的EM277模塊上所設置的地址完全一致）。圖5—14EM277PROFIBUS-DP通訊卡15、點開EM277PROFIBUS—DP\選中Universalmodule,并將其拖入左下面的槽中，并分派其I/O地址，雙擊此槽。圖5-15分派其I/O地址16、在I/O選擇處在下拉菜單中選中INPUT/OUTPUT。在彈出的對話框中設置其輸入輸出的起始地址（此地址即為上位機和下位機通訊的I/O地址.顧客可根據所給出的機電一體化I/O分派表設置，也可自行設置。)其輸入輸出地址為200與300通訊時需要使用的地址. 圖5—16設置其輸入輸出的起始地址17、按照上面環節組態其他EM277模塊,分派其地址.圖5—17組態其EM277模塊18、點擊，SaveandComplice,存盤并編譯硬件組態,完畢硬件組態工作。圖5—18編譯硬件組態19、檢查組態，點擊STATION\Consistencycheck，假如彈出NOerror窗口，則表達沒有錯誤產生!組態完畢。圖5—19組態完畢5。2S7-3OOPLC在系統中的主站控制變量傳送分派表下表是下料單元、加蓋單元、穿銷單元、檢測單元、分揀單元在系統中由S7—300向S7-200的主站控制變量的傳送分派.表5—1為主站控制變量的傳送分派表：表1為主站控制變量的傳送分派表主站傳送方向接受站主站地址主站輸出地址接受變量地址站點名稱總線站號I0.0Q17。4S7-300→S7-200V1.4下料單元10Q3。4S7—300→S7-200V1.4加蓋單元08Q5.4S7-300→S7—200V1.4穿銷單元12Q7。4S7-300→S7-200V1。4檢測單元14Q15.4S7—300→S7—200V1。4分揀單元16I0。1Q17。5S7-300→S7—200V1.5下料單元10Q3。5S7-300→S7-200V1。5加蓋單元08Q5。5S7-300→S7—200V1。5穿銷單元12Q7.5S7—300→S7-200V1.4檢測單元14Q15.5S7