现代化的自动生产设备设计.docVIP

前言 现代化的自动生产设备（自动生产线）的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。 可编程序控制器（PLC）以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。 亚龙YL-335B 型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台 PLC 承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此，YL-335B 综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC 控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335B，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使我们得到一个非常接近于实际的教学设备环境，缩短了理论教学与实际应用之间的距离。 YL-335B 采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，并采用了标准结构和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试。 目录 1 YL-335B的系统介绍 1 1.1 YL-335B 的组成 1 1.2 YL-335B的电气控制 2 1.2.1 YL-335B 工作单元的结构特点 2 1.2.2 YL-335B的控制系统 2 1.3 供电电源 4 2 供料单元控制系统 5 2.1供料单元的气动系统 5 2.1.1 气动元件 5 2.1.2气动控制回路 5 2.2传感器 6 2.3 供料单元的 PLC 控制系统 7 3 加工单元控制系统 10 3.1 加工单元的气动系统 10 3.2 加工单元的PLC控制系统 10 4 装配单元控制系统 12 4.1 示灯、传感器 12 4.2 装配单元的气动系统 14 4.3装配单元的PLC控制系统 14 5 分拣单元控制系统 18 5.1 旋转编码器、超声波传感器 18 5.2 变频器的选用 19 5.3 分拣单元的气动系统 21 5.4 分拣单元的PLC控制系统 22 6 输送单元控制系统 24 6.1 伺服电机及伺服放大器 24 6.2 S7-200 PLC的脉冲输出功能及位控编程 25 6.3 输送单元的气动系统 25 6.4 输送单元的PLC控制系统 26 7 335B的整体控制 28 7.1 任务的实现 28 7.2 人机界面组态 29 7.3 西门子 PPI 通信 37 总结 42 主要参考文献 43 附录一：各站程序 44 附录二：触摸屏界面 65 1 YL-335B的系统介绍 1.1 YL-335B 的组成 亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元 5 个单元组成。如图 1-1 所示。 图1-1 YL-335B外观图 每一工作单元既可自成一个独立的系统，同时又是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相交流异步电动机的传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业应用最为广泛的电气控制技术。 本设计中YL-335B应用传感器来判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化装备应用技术中的关键技术之一，也是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控制方面，YL-335B 采用基于RS485 串行通信的PLC 网络控制方案，每一工作单元由一台 PLC 承担其控制任务，各 PLC 之间通过 RS485 串行通信实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的 PLC 型号及其所支持的 RS485 通信模式，组建成一个小型的 PLC 网络。小型 PLC 网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线上有着广泛的应用，在现代工业网络通信中占据相当的份额。 1.2 YL-335B的电气控制 1.2.1 YL-335B 工作单元的结构特点 YL-335B 设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。每