1、 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文自動生產(chǎn)線課時(shí)設(shè)計(jì) 系 （部） 電氣工程系 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2016 2017 學(xué)年第一學(xué)期 指導(dǎo)教師評語等級簽名日期目錄摘要5第一章. 自動生產(chǎn)線的系統(tǒng)介紹61.1 自動生產(chǎn)線的組成61.2 自動生產(chǎn)線的電氣控制71.2.1 自動生產(chǎn)線的工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)71.2.2 自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)7第二章 .供料單元的氣動系統(tǒng)92.1.1 氣動元件92.1.2 氣動控制回路92.2 傳感器92.3 供料單元的 PLC 控制系統(tǒng)11第三章.加工單元控制系統(tǒng)123.1 加工單元的氣動系統(tǒng)123.2 加工單元的PLC控制系統(tǒng)1

2、2第四章.裝配單元控制系統(tǒng)144.1 示燈、傳感器144.2 裝配單元的氣動系統(tǒng)154.3 裝配單元的PLC控制系統(tǒng)15第五章.分揀單元控制系統(tǒng)165.1 旋轉(zhuǎn)編碼器、超聲波傳感器165.2 變頻器的選用175.3 分揀單元的氣動系統(tǒng)18第六章.輸送單元控制系統(tǒng)196.1 伺服電機(jī)及伺服放大器196.2 S7-200 PLC的脈沖輸出功能及位控編程206.3 輸送單元的氣動系統(tǒng)20第七章.335B的整體控制217.1 任務(wù)的實(shí)現(xiàn)217.2 人機(jī)界面組態(tài)22第八章.總結(jié)29主要參考文獻(xiàn)29摘要可編程邏輯控制器（Programmable controller）簡稱PLC，是一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。

3、由于PLC的編程方便、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便以及維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，所以PLC在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。亞龍YL-335B 型自動生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，構(gòu)成一個典型的自動生產(chǎn)線的機(jī)械平臺，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的采用了氣動驅(qū)動、變頻器驅(qū)動和步進(jìn)（伺服）電機(jī)位置控制等技術(shù)。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺 PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS485串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。因此，YL-335B 綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識，如氣動控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動、機(jī)械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC 控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制

4、和變頻器技術(shù)等。利用YL-335B，可以模擬一個與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使我們得到一個非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。關(guān)鍵詞：PLC；供料站1.YL-335B的系統(tǒng)介紹1.1 YL-335B 的組成 亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個單元組成。如圖 1-1 所示。圖1-1 YL-335B外觀圖每一工作單元既可自成一個獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)又是一個機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動、精密定位的

5、位置控制，該驅(qū)動系統(tǒng)具有長行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是一個典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動則采用了通用變頻器驅(qū)動三相交流異步電動機(jī)的傳動裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。 本設(shè)計(jì)中YL-335B應(yīng)用傳感器來判斷物體的運(yùn)動位置、物體通過的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化裝備應(yīng)用技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動化的前提之一。在控制方面，YL-335B 采用基于RS485 串行通信的PLC 網(wǎng)絡(luò)控制方案，每一工作單元由一臺 PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各 PLC 之間通過 RS485 串行通信實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。用戶可根據(jù)需要選擇

6、不同廠家的 PLC 型號及其所支持的 RS485 通信模式，組建成一個小型的 PLC 網(wǎng)絡(luò)。小型 PLC 網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動生產(chǎn)線上有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。1.2 YL-335B的電氣控制 1.2.1 YL-335B 工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) YL-335B 設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對分離。圖1-2 裝置側(cè)接線端口 圖 1-3 PLC側(cè)接線端口每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程的 PLC 裝置則安裝在工作臺兩側(cè)的抽屜板上。因此，工作單元機(jī)械裝置與 PLC 裝置之間的信息交換是一個關(guān)鍵的問題。

7、YL-335B 的解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上。圖1-2和圖1-3分別是裝置側(cè)的接線端口和PLC側(cè)的接線端口。1.2.2 YL-335B的控制系統(tǒng) YL-335B 的每一工作單元都可自成一個獨(dú)立的系統(tǒng)， 同時(shí)也可以通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個分布式的控制系統(tǒng)。 1、當(dāng)工作單元自成一個獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行的主令信號以及運(yùn)行過程中的狀態(tài)顯示信號，來源于該工作單元按鈕指示燈模塊。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。模塊盒上器件包括： 指示燈（24VDC） ：黃色（HL1）、綠色（HL2）、紅色（HL3）各一個。 主令器件：綠色常開按鈕SB1一個、紅色常

8、開按鈕SB2一個、選擇開關(guān)SA（一對轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)）、急停按鈕QS（一個常閉觸點(diǎn)）2、當(dāng)各工作單元通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個分布式的控制系統(tǒng)時(shí)，對于采用西門子S7-200 系列 PLC 的設(shè)備，YL-335B 的標(biāo)準(zhǔn)配置是采用 PPI 協(xié)議的通信方式。設(shè)備出廠的控制方案如圖1-4所示。圖1-4各工作站PLC 配置如下： 輸送單元：S7-226 DC/DC/DC 主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)晶體管輸出。供料單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。加工單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。裝配單元：S7-226 AC/DC/RL

9、Y 主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出。分揀單元：S7-224 XP AC/DC/RLY 主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。3、人機(jī)界面 系統(tǒng)運(yùn)行的主令信號（復(fù)位、啟動、停止等）通過觸模屏人機(jī)界面給出。同時(shí)，人機(jī)界面上也顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息。人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁。使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡單生動，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時(shí)也能減少PLC 控制器所需的I/O 點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能，相對的

10、提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。 2. 供料單元控制系統(tǒng)2.1供料單元的氣動系統(tǒng)2.1.1 氣動元件供料站氣動控制回路采用標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸作為執(zhí)行元件為了使氣缸的動作平穩(wěn)可靠，使用單向節(jié)流閥單對氣缸的運(yùn)動速度加以控制，向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的流量控制閥，常用于控制氣缸的運(yùn)動速度，也稱為速度控制閥。單電控電磁換向閥、電磁閥組。YL-335B 所有工作單元的執(zhí)行氣缸都是雙作用氣缸， 因此控制它們工作的電磁閥需要有二個工作口和二個排氣口以及一個供氣口，故使用的電磁閥均為二位五通電磁閥。 供料單元用了兩個二位五通的單電控電磁閥。兩個電磁閥是集中安裝在匯流板上的。 匯流板中兩個排氣口末端均連接了

11、消聲器， 消聲器的作用是減少壓縮空氣在向大氣排放時(shí)的噪聲。 這種將多個閥與消聲器、 匯流板等集中在一起構(gòu)成的一組控制閥的集成稱為閥組， 而每個閥的功能是彼此獨(dú)立的。2.1.2氣動控制回路氣動控制回路是本工作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯與控制功能是由PLC 實(shí)現(xiàn)的。氣動控制回路的工作原理如圖2-1所示。圖中1A和2A分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1和1B2為安裝在推料缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2B1和2B2為安裝在推料缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1和2Y1分別為控制推料缸和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。通常，這兩個氣缸的初始位置均設(shè)定在縮回狀態(tài)。圖 2-1 供料單

12、元?dú)鈩涌刂苹芈饭ぷ髟韴D2.2傳感器YL-335B 各工作單元所使用的傳感器都是接近傳感器， 它利用傳感器對所接近的物體具有的敏感特性來識別物體的接近，并輸出相應(yīng)開關(guān)信號。1、磁性開關(guān)YL-335B 所使用的氣缸都是帶磁性開關(guān)的氣缸。這些氣缸的缸筒采用導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)的材料，如硬鋁、不銹鋼等。在非磁性體的活塞上安裝一個永久磁鐵的磁環(huán)，這樣就提供了一個反映氣缸活塞位置的磁場。而安裝在氣缸外側(cè)的磁性開關(guān)則是用來檢測氣缸活塞位置，即檢測活塞的運(yùn)動行程的。 在磁性開關(guān)上設(shè)置的 LED 顯示用于顯示其信號狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。磁性開關(guān)動作時(shí)，輸出信號“1” ，LED亮；磁性開關(guān)不動作時(shí)，輸出信號“0”

13、，LED不亮。磁性開關(guān)的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開它的緊固定位螺栓，讓磁性開關(guān)著氣缸滑動，到達(dá)指定位置后，再旋緊固定螺栓。磁性開關(guān)有藍(lán)色和棕色2根引出線， 使用時(shí)藍(lán)色引出線應(yīng)連接到 PLC 輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到PLC 輸入端。磁性開關(guān)的內(nèi)部電路如圖 2-1 中虛線框內(nèi)所示。圖 2-1 磁性開關(guān)內(nèi)部電路圖2、漫射式光電接近開關(guān)漫射式光電接近開關(guān)供料單元中，用來檢測工件不足或工件有無的漫射式光電接近開關(guān)選用神視（OMRON）公司的 CX-441（E3Z-L61）型放大器內(nèi)置型光電開關(guān)（細(xì)小光束型，NPN 型晶體管集電極開路輸出），。該光電開關(guān)的外形和頂端面上的調(diào)節(jié)旋鈕與顯示燈如圖2

14、-2所示。CX-441（E3Z-L61）光電開關(guān)的外形和調(diào)節(jié)旋鈕、顯示燈。圖 2-2 圖2-3給出該光電開關(guān)的內(nèi)部電路原理框圖。圖 2-3 CX-441（E3Z-L61）光電開關(guān)電路原理圖用來檢測物料臺上有無物料的光電開關(guān)是一個圓柱形漫射式光電接近開關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在， 。該光電開關(guān)選用 SICK 公司產(chǎn)品MHT15-N2317 型，其外形如圖2-4所示。圖 2-4 MHT15-N2317 光電開關(guān)外形2.3 供料單元的 PLC 控制系統(tǒng)PLC 的 I/O 接線根據(jù)工作單元裝置的I/O 信號分配（表2-1）和工作任務(wù)的要求，供料單元PLC 選用S7-224

15、AC/DC/RLY 主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。PLC 的 I/O 信號分配如表2-2所示，接線原理圖則見圖2-5。表 2-1 供料單元裝置側(cè)的接線端口信號端子的分配圖2-5 供料單元PLC的 I/O接線原理圖3.加工單元控制系統(tǒng)3.1 加工單元的氣動系統(tǒng)加工單元所使用氣動執(zhí)行元件包括標(biāo)準(zhǔn)直線氣缸、薄型氣缸和氣動手指。加工單元圖3-1 加工單元?dú)鈩涌刂苹芈饭ぷ髟韴D的氣動控制元件均采用二位五通單電控電磁換向閥，各電磁閥均帶有手動換向和加鎖鈕。它們集中安裝成閥組固定在沖壓支撐架后面。 氣動控制回路的工作原理如圖3-1所示。 1B1 和1B2為安裝在沖壓氣缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接

16、近開關(guān)， 2B1和2B2為安裝在加工臺伸縮氣缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，3B1 為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1、2Y1 和3Y1分別為控制沖壓氣缸、加工臺伸縮氣缸和手爪氣缸的電磁閥的電磁控制端。3.2 加工單元的PLC控制系統(tǒng)PLC的 I/O分配及系統(tǒng)安裝接線，裝置側(cè)接線端口信號分配如表3-1所示表3-1 加工單元裝置側(cè)的接線端口信號端子的分配2)加工單元選用S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。PLC 的I/O信號表如表3-2所示，接線原理圖如圖3-2所示。表 3-2 加工單元 PLC的 I/O信號表4.裝配單元控制系統(tǒng)4.1

17、示燈、傳感器1、警示燈本工作單元上安裝有紅、橙、綠三色警示燈，它是作為整個系統(tǒng)警示用的。警示燈有五根引出線，其中黃綠雙色線：黃綠雙色線為”“地線”；紅色線：紅色燈控制線；黃色線：橙色燈控制線，綠色線：綠色燈控制線；黑色線：信號燈公共控制線。接線如圖4-1所示。圖 4-1 警示燈及其接線2、光纖傳感器光纖型傳感器由光纖檢測頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測頭是分離的兩個部分，光纖檢測頭的尾端部分分成兩條光纖，使用時(shí)分別插入放大器的兩個光纖孔。光纖傳感器組件如圖 4-2所示。圖4-3是放大器的安裝示意圖。圖4-4給出了放大器單元的俯視圖， 調(diào)節(jié)其中部的8旋轉(zhuǎn)靈敏度高速旋鈕就能進(jìn)行放大器靈敏

18、度調(diào)節(jié)（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)靈敏度增大）。調(diào)節(jié)時(shí)，會看到“入光量顯示燈”發(fā)光圖 4-2 光纖傳感器組件圖 4-3 光纖傳感器組件外形的變化。當(dāng)探測器檢測到物料時(shí)， “動作顯示燈”會亮，提示檢測到物料。圖 4-4 光纖傳感器放大器單元的俯視圖圖 4-5 E3X-NA11 型光纖傳感器電路框圖4.2 裝配單元的氣動系統(tǒng)圖4-6 裝配單元?dú)鈩涌刂苹芈?.3裝配單元的PLC控制系統(tǒng)裝配單元的 I/O 點(diǎn)較多，選用 S7-226 AC/DC/RLY 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。圖4-7是PLC接線原理圖。表4-7 裝配單元裝置側(cè)的接線端口信號端子的分配5.分揀單元控制系統(tǒng)5.1 旋轉(zhuǎn)編碼器、超聲

19、波傳感器1、旋轉(zhuǎn)編碼器YL-335B 分揀單元使用了這種具有 A、B 兩相 90º相位差的通用型旋轉(zhuǎn)編碼器，用于計(jì)算工件在傳送帶上的位置。編碼器直接連接到傳送帶主動軸上。該旋轉(zhuǎn)編碼器的三相脈沖采用NPN型集電極開路輸出，分辨率 500線，工作電源DC1224V。本工作單元沒有使用 Z 相脈沖，A、B 兩相輸出端直接連接到 PLC（S7-224XP AC/DC/RLY 主單元）的高速計(jì)數(shù)器輸入端。 計(jì)算工件在傳送帶上的位置時(shí)，需確定每兩個脈沖之間的距離即脈沖當(dāng)量。分揀單元主動軸的直徑為 d=43 mm,則減速電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，皮帶上工件移動距離 L=d =3.14×43=136

20、.35 mm。故脈沖當(dāng)量為=L/5000.273 mm。按如圖1-6所示的安裝尺寸，當(dāng)工件從下料口中心線移至傳感器中心時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器約發(fā)出 604 個脈沖；移至第一個推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出 945 個脈沖；移至第二個推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出1282個脈沖；移至第二個推桿中心點(diǎn)時(shí)，約發(fā)出1546個脈沖。2、超聲波傳感器如5-1圖所示：左邊綠色指示燈為電源和信號強(qiáng)度指示燈，右邊黃色指示燈為信號輸出指示燈，TEACH為調(diào)節(jié)按鈕參數(shù)設(shè)置近限和遠(yuǎn)限手動設(shè)置（1） 進(jìn)入編程模式：長按TEACH Push Button 直到OUT燈變紅；（2） 設(shè)置低限：短按TEACH Push Button，設(shè)置完成OUT燈閃

21、爍；（3） 設(shè)置高限：短按TEACH Push Button，設(shè)置完成退出編程模式，進(jìn)入RUN 模式OUT燈變回初始狀態(tài)；圖5-1（4） 低限或高限沒有設(shè)置完成前，長按TEACH Push Button，退出編程模式；（5） 在編程模式下，低限設(shè)置前，如果時(shí)間超過120秒，退出編程模式超聲波傳感器接線說明：棕色（bn）：+24v藍(lán)色(bu)：0V（模擬量輸出公共端）白色(wh):模擬量輸出端黑色(bk)：開關(guān)量信號端灰色(gy):遠(yuǎn)程終端屏蔽線(shiled)：接地端 圖5-25.2 變頻器的選用分揀單元輸送皮帶的速度由變頻器控制，該單元選用的變頻器型號為：西門子 MM420變頻器。該變頻器額

22、定參數(shù)為： 電源電壓：380V480V，三相交流 額定輸出功率：0.75KW 額定輸入電流：2.4A 額定輸出電流：2.1A 外形尺寸：A型 操作面板：基本操作板（BOP） 圖 5-4 變頻器外形圖5-5 MM420變頻器的接線端子5.3 分揀單元的氣動系統(tǒng)分揀單元的電磁閥組使用了三個由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這三個閥分別對金屬、白料和黑料推動氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動作狀態(tài)。本單元?dú)鈩涌刂苹芈返墓ぷ髟砣鐖D 5-6 所示。圖中 1A、2A 和 3A 分別為分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。1B1、2B1 和 3B1 分別為安裝在各分揀氣缸的前極限工作

23、位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1、2Y1 和 3Y1 分別為控制 3 個分揀氣缸電磁閥的電磁控制端。圖5-6 分揀單元?dú)鈩涌刂苹芈饭ぷ髟韴D6.輸送單元控制系統(tǒng)6.1 伺服電機(jī)及伺服放大器YL-335B 所使用的松下MINAS A4 系列AC 伺服電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)編碼器反饋脈沖為 2500 pulse/rev。缺省情況下，驅(qū)動器反饋脈沖電子齒輪分-倍頻值為 4 倍頻。如果希望指令脈沖為6000 pulse/rev，那末就應(yīng)把指令脈沖電子齒輪的分-倍頻值設(shè)置為10000/6000。從而實(shí)現(xiàn)PLC每輸出6000個脈沖，伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，驅(qū)動機(jī)械手恰好移動60mm的整數(shù)倍關(guān)系。松下 MINAS A4 系

24、列 AC 伺服電機(jī)驅(qū)動器在 YL-335B 的輸送單元上中，采用了松下 MHMD022P1U 永磁同步交流伺服電機(jī)，及 MADDT1207003 全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動裝置作為運(yùn)輸機(jī)械手的運(yùn)動控制裝置。MADDT1207003 伺服驅(qū)動器面板上有多個接線端口，其中： X1：電源輸入接口，AC220V電源連接到 L1、L3主電源端子，同時(shí)連接到控制電源端子L1C、L2C上。 X2：電機(jī)接口和外置再生放電電阻器接口。U、V、W 端子用于連接電機(jī)。必須注意，電源電壓務(wù)必按照驅(qū)動器銘牌上的指示，電機(jī)接線端子（U、V、W）不可以接地或短路，交流伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不象感應(yīng)電動機(jī)可以通過交換三相相序來改

25、變，必須保證驅(qū)動器上的U、V、W、E接線端子與電機(jī)主回路接線端子按規(guī)定的次序一一對應(yīng)，否則可能造成驅(qū)動器的損壞。電機(jī)的接線端子和驅(qū)動器的接地端子以及濾波器的接地端子必須保證可靠的連接到同一個接地點(diǎn)上。機(jī)身也必須接地。RB1、RB2、RB3端子是外接放電電阻，MADDT1207003 的規(guī)格為100/10W，YL-335B 沒有使用外接放電電阻。X6：連接到電機(jī)編碼器信號接口，連接電纜應(yīng)選用帶有屏蔽層的雙絞電纜，屏蔽層應(yīng)接到電機(jī)側(cè)的接地端子上，并且應(yīng)確保將編碼器電纜屏蔽層連接到插頭的外殼（FG）上。 X5：I/O 控制信號端口，其部分引腳信號定義與選擇的控制模式有關(guān)，不同模式下的接線請參考松下A

26、 系列伺服電機(jī)手冊 。YL-335B 輸送單元中，伺服電機(jī)用于定位控制，選用位置控制模式。所采用的是簡化接線方式，如圖6-1所示。伺服驅(qū)動器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)整 松下的伺服驅(qū)動器有七種控制運(yùn)行方式，即位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、位置/速度控制、位置/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)矩、全閉環(huán)控制。位置方式就是輸入脈沖串來使電機(jī)定位運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈沖串頻率相關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度與脈沖個數(shù)相關(guān)；速度方式有兩種，一是通過輸入直流-10V至+10V指令電壓調(diào)速，二是選用驅(qū)動器內(nèi)設(shè)置的內(nèi)部速度來調(diào)速；轉(zhuǎn)矩方式是通過輸入直流-10V至+10V指令電壓調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，這種方式下運(yùn)行必須要進(jìn)行速度限制，有如下兩種方法：1）設(shè)

27、置驅(qū)動器內(nèi)的參數(shù)來限制，2）輸入模擬量電壓限速。6.2 S7-200 PLC的脈沖輸出功能及位控編程S7-200 有兩個內(nèi)置 PTO/PWM 發(fā)生器，用以建立高速脈沖串（PTO）或脈寬調(diào)節(jié)（PWM）信號波形。一個發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點(diǎn)Q0.0，另一個發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點(diǎn)Q0.1。當(dāng)組態(tài)一個輸出為PTO 操作時(shí)，生成一個50%占空比脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)控制。內(nèi)置 PTO 功能提供了脈沖串輸出，脈沖周期和數(shù)量可由用戶控制。但應(yīng)用程序必須通過PLC 內(nèi)置I/O 提供方向和限位控制。為了簡化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用， STEP7-Micro/WIN 提供的位控向?qū)Э梢詭?/p>

28、助用戶在很短的時(shí)間內(nèi)全部完成 PWM、PTO 或位控模塊的組態(tài)。向?qū)Э梢陨晌恢弥噶睿脩艨梢杂眠@些指令在其應(yīng)用程序中為速度和位置提供動態(tài)控制。運(yùn)動包絡(luò)組態(tài)完成后，向?qū)樗x的配置生成四個項(xiàng)目組件（子程序），分別是： PTOx_CTRL子程序 （控制）、 PTOx_RUN子程序 （運(yùn)行包絡(luò)）， PTOx_LDPOS 和PTOx_MAN子程序（手動模式）子程序。一個由向?qū)Мa(chǎn)生的子程序就可以在程序中調(diào)用。6.3 輸送單元的氣動系統(tǒng)輸送單元的氣動系統(tǒng)由：氣動手爪、伸縮氣缸、回轉(zhuǎn)氣缸、提升氣缸、2個二位五通雙向控閥、2個二位五通單向電控閥電組成。輸送單元的抓取機(jī)械手裝置上的所有氣缸連接的氣管沿拖鏈敷

29、設(shè)，插接到電磁閥組上，其氣動控制回路如圖6-1所示。圖 6-1 輸送單元?dú)鈩涌刂苹芈吩韴D7. 自動生產(chǎn)線的整體控制7.1 任務(wù)的實(shí)現(xiàn)1、供料站的工作流程：供料站接收到系統(tǒng)發(fā)來的供料指令后，如果出料臺上沒有工件，即進(jìn)行把工件推到出料臺上的操作。工件推出到出料臺后，應(yīng)向系統(tǒng)發(fā)出出料臺上有工件信號。若供料站的料倉內(nèi)沒有工件或工件不足，則向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或預(yù)警信號。2、裝配站的工作流程： 啟動后，如果回轉(zhuǎn)臺上的左料盤內(nèi)沒有小園柱零件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有零件，而右料盤內(nèi)沒有零件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)操作。 如果回轉(zhuǎn)臺上的右料盤內(nèi)有小園柱零件且裝配臺上有待裝配工件，開始執(zhí)行裝配過程。執(zhí)行裝配機(jī)械手抓

30、取小園柱零件，放入待裝配工件中的操作。裝入動作完成后，向系統(tǒng)發(fā)出裝配完成信號。 完成裝配任務(wù)后，裝配機(jī)械手應(yīng)返回初始位置，等待下一次裝配。 若計(jì)劃生產(chǎn)任務(wù)已經(jīng)完成，本站收到來自系統(tǒng)的停止運(yùn)行指令時(shí)，則芯料供料機(jī)構(gòu)應(yīng)立即停止供料，正在進(jìn)行裝配工作的情況下，裝配單元在完成本次裝配后停止工作。 如果裝配站的料倉或料槽內(nèi)沒有小園柱零件或零件不足，應(yīng)向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或預(yù)警信號。3、加工站的工作流程：加工站接收到系統(tǒng)發(fā)來的啟動信號時(shí)，即進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)加工臺上有工件且被檢出后，設(shè)備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動作后返回待料位置的工件加工工序。沖壓動作完成且加工臺返回待料位置后，向系統(tǒng)發(fā)出加工完

31、成信號。如果沒有停止信號輸入，當(dāng)再有待加工工件送到加工臺上時(shí)，加工單元又開始下一周期工作。4、輸送站的工作流程： 輸送站接收到人機(jī)界面發(fā)來的啟動指令后，即把啟動指令發(fā)往各從站。 在接收到供料站的“出料臺上有工件”信號后，輸送站抓取機(jī)械手裝置應(yīng)執(zhí)行抓取供料站工件的操作。動作完成后，伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手裝置以不小于300mm/s的速度移動到裝配站裝配臺的正前方，把工件放到裝配站的裝配臺上。 接收到裝配完成信號后，機(jī)械手裝置應(yīng)抓取已裝配的工件，然后從裝配站向加工站運(yùn)送工件，到達(dá)加工站的加工臺正前方，把工件放到加工臺上。機(jī)械手裝置的運(yùn)動速度要求與相同。 接收到加工完成信號后，機(jī)械手裝置應(yīng)執(zhí)行抓取已壓緊工

32、件的操作。抓取動作完成后，機(jī)械手臂逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，然后伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手裝置移動到分揀站進(jìn)料口。執(zhí)行在傳送帶進(jìn)料口上方把工件放下的操作。機(jī)械手裝置的運(yùn)動速度要求與相同。 機(jī)械手裝置完成放下工件的操作并縮回到位后，手臂應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，等待下一次搬運(yùn)工作。5、分揀站的工作流程：分揀站接收到系統(tǒng)發(fā)來的啟動信號時(shí)，即進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)輸送站機(jī)械手裝置放下工件、縮回到位后，分揀站的變頻器即啟動，驅(qū)動傳動電動機(jī)人機(jī)界面所指定的變頻器運(yùn)行頻率的速度，把工件帶入檢測區(qū)進(jìn)行芯件嵌入高度檢測和芯件顏色檢測。進(jìn)行芯件嵌入高度檢測時(shí)允許傳送帶停車，停車時(shí)間可根據(jù)檢測裝置的特性自行確定。7.2

33、人機(jī)界面組態(tài) 在TPC7062KS人機(jī)界面上組態(tài)畫面，要求用戶窗口包括歡迎界面和運(yùn)行界面2個窗口。歡迎界面是啟動界面，觸摸屏上電并進(jìn)行權(quán)限檢查后運(yùn)行，歡迎界面屏幕上方的標(biāo)題文字向左循環(huán)移動，循環(huán)周期約14秒，當(dāng)觸摸歡迎界面位圖框內(nèi)的任意部位時(shí)，都將切換到“運(yùn)行界面”。1、根據(jù)工作任務(wù)，對工程分析并規(guī)劃如下： 工程框架：有2個用戶窗口，即歡迎畫面和運(yùn)行畫面，其中歡迎畫面是啟動界面。1個策略：循環(huán)策略。 數(shù)據(jù)對象： 各工作站以及全線的工作狀態(tài)指示燈、單機(jī)全線切換旋鈕、啟動、停止 、復(fù)位按鈕、變頻器輸入頻率設(shè)定、機(jī)械手當(dāng)前位置等。 圖形制作： 歡迎畫面窗口：圖片：通過位圖裝載實(shí)現(xiàn)；文字：通過標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)

34、；按鈕：由對象元件庫引入。 運(yùn)行畫面窗口： 文字： 通過標(biāo)簽構(gòu)件實(shí)現(xiàn)； 各工作站以及全線的工作狀態(tài)指示燈、時(shí)鐘：由對象元件庫引入；單機(jī)全線切換旋鈕、啟動、停止 、復(fù)位按鈕：由對象元件庫引入。2、建立歡迎畫面：選中“窗口0” ，單擊“窗口屬性” ，進(jìn)入用戶窗口屬性設(shè)置，包括： 窗口名稱改為“歡迎畫面” 窗口標(biāo)題改為：歡迎畫面。 在“用戶窗口”中，選中“歡迎” ，點(diǎn)擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動加載的窗口選中“歡迎畫面”窗口圖標(biāo)，單擊“動畫組態(tài)” ，進(jìn)入動畫組態(tài)窗口開始編輯畫面。 3、“歡迎畫面”組態(tài)： 裝載位圖： 選擇“工具箱”內(nèi)的“位圖”按鈕鼠標(biāo)的光標(biāo)

35、呈“十字”形，在窗口左上角位置拖拽鼠標(biāo)，拉出一個矩形，使其填充整個窗口在位圖上單擊右鍵，選擇“裝載位圖” ，找到要裝載的位圖，點(diǎn)擊選擇該位圖，然后點(diǎn)擊“打開”按鈕，則圖片該裝載到了窗口。 制作按鈕 單擊繪圖工具箱中圖標(biāo)，在窗口中拖出一個大小合適的按鈕，雙擊按鈕，出現(xiàn)屬性設(shè)置窗口。在可見度屬性頁中點(diǎn)選“按鈕不可見” ；在操作屬性頁中單擊“按下功能” ，打開用戶窗口時(shí)候選擇主畫面，并使數(shù)據(jù)對象“HMI就緒”的值置1。 制作循環(huán)移動的文字框圖 選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕 ，拖拽到窗口上方中心位置，根據(jù)需要拉出一個大小適合的矩形。在鼠標(biāo)光標(biāo)閃爍位置輸入文字“歡迎使用YL-335B自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考

36、核裝備！” ，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，完成文字輸入。 靜態(tài)屬性設(shè)置如下：文字框的背景顏色：沒有填充；文字框的邊線顏色為：沒有邊線；字符顏色：艷粉色； 為了使文字循環(huán)移動，在“位置動畫連接”中勾選“水平移動” ，這時(shí)在對話框上端就增添“水平移動”窗口標(biāo)簽。水平移動屬性頁的設(shè)置如圖7-2所示。圖7-2 設(shè)置水平移動屬性組態(tài)“循環(huán)策略”的具體操作：a) 在“運(yùn)行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入策略組態(tài)窗口。b) 雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)置” ，將循環(huán)時(shí)間設(shè)為：100ms，按“確認(rèn)”c) 在策略組態(tài)窗口中，單擊工具條中的“新增策略行” 圖標(biāo)，增加一策略行。d) 單擊“策略工具箱”中的“腳

37、本程序” ，將鼠標(biāo)指針移到策略塊圖標(biāo)上，單擊鼠標(biāo)左鍵，添加腳本程序構(gòu)件，如圖7-3所示圖7-3e) 雙擊進(jìn)入策略條件設(shè)置，表達(dá)式中輸入1，即始終滿足條件。f) 雙擊進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，輸入下面的程序：if 移動<=140 then 移動=移動+1 else 移動=-140 Endifg) 單擊“確認(rèn)” ，腳本程序編寫完畢。4、建立運(yùn)行畫面 選中“窗口1” ，單擊“窗口屬性” ，進(jìn)入用戶窗口屬性設(shè)置。 將窗口名稱改為：主畫面；窗口標(biāo)題改為：運(yùn)行畫面； “窗口背景”中，選擇所需要顏色。定義數(shù)據(jù)對象和連接設(shè)備：各工作站以及全線的工作狀態(tài)指示燈、單機(jī)全線切換旋鈕、啟動、停止 、復(fù)位按鈕、變頻器

38、輸入頻率設(shè)定、機(jī)械手當(dāng)前位置等，都是需要與 PLC 連接，進(jìn)行信息交換的數(shù)據(jù)對象。定義數(shù)據(jù)對象的步驟： 單擊工作臺中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。 單擊“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象。 選中對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。然后編輯屬性，最后加以確定。使定義好的數(shù)據(jù)對象和PLC 內(nèi)部變量進(jìn)行連接，步驟如下： 打開“設(shè)備工具箱” ，在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用串口父設(shè)備” ，然后雙擊“西門子_S7200PPI” 。出現(xiàn)“通用串口父設(shè)備” ， “西門子_S7200PPI” 設(shè)置通用串口父設(shè)備的基本屬性，如圖7

39、-4所示。雙擊“西門圖7-4子_S7200PPI” ，進(jìn)入設(shè)備編輯窗口，按表設(shè)定的數(shù)據(jù)，逐個 “增加設(shè)備通道” ，變量表7-1。表7-1觸摸屏用到的通道變量名稱通道對應(yīng)組態(tài)畫面變量名稱通道對應(yīng)組態(tài)畫面復(fù)位按鈕M6.0復(fù)位按鈕輸送聯(lián)機(jī)M9.3輸送聯(lián)機(jī)停止按鈕M6.1停止按鈕初始狀態(tài)V1000.0初始狀態(tài)啟動按鈕M6.2啟動按鈕緊急停止V1000.2緊急停止網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)M6.3網(wǎng)絡(luò)故障/正常供料有料V1000.5工料有料輸送有料M6.4輸送有料全線運(yùn)行V1000.7全線運(yùn)行/停止HIM就緒M9.0頻率VDUB1002頻率輸入越程故障M9.1越程故障供料聯(lián)機(jī)V1020.4供料聯(lián)機(jī)輸送運(yùn)行M9.2輸送運(yùn)行

40、/停止供料運(yùn)行V1020.5供料運(yùn)行/停止供料供料不足V1020.6供料站料不足分揀聯(lián)機(jī)V1050.4分揀聯(lián)機(jī)供料缺料V1020.7供料站缺料分揀運(yùn)行V1050.5分揀運(yùn)行/停止加工聯(lián)機(jī)V1030.4加工站聯(lián)機(jī)工件高度VDUB1051工件高度加工運(yùn)行V1030.5加工站運(yùn)行/停止分揀總數(shù)VWUB1060裝配聯(lián)機(jī)V1040.4裝配站聯(lián)機(jī)分揀套數(shù)VWUB1070分揀套數(shù)裝配運(yùn)行V1040.5裝配站運(yùn)行/停止廢品數(shù)VWUB1074裝配供料不足V1040.6裝配站工料不足機(jī)械手位置VDUB1628機(jī)械手位置需要通道處理的變量：機(jī)械手位置處理方式選中機(jī)械手位置單機(jī)右側(cè)“通道處理設(shè)置”點(diǎn)擊后設(shè)置多項(xiàng)式如圖

41、7-5，設(shè)置完成后點(diǎn)確認(rèn)鍵確認(rèn)。廢品率的屬性設(shè)置：雙擊百分比填充構(gòu)件，出現(xiàn)如圖7-6對話框，按圖更改相應(yīng)的選項(xiàng)。修改完成按“確認(rèn)”鍵確認(rèn)。5、運(yùn)行畫面制作和組態(tài) 制作主畫面的標(biāo)題文字、插入時(shí)鐘、在工具箱中選擇直線構(gòu)件。 制作各從站單元畫面并組態(tài)。以供料單元組態(tài)為例，其畫面如圖 7-3 所示，圖中還指出了各構(gòu)件的名稱。這些構(gòu)件的制作和屬性設(shè)置前面已有詳細(xì)介紹，但“供料不足”和“缺料”兩狀態(tài)指示燈有報(bào)警時(shí)閃爍功能的要求，下面通過制作供料站缺料報(bào)警指示燈著重介紹這一屬性的設(shè)置方法。圖7-5通道設(shè)置圖7-6百分比填充構(gòu)件屬性與其他指示燈組態(tài)不同的是：缺料報(bào)警分段點(diǎn)1設(shè)置的顏色是紅色，并且還需組態(tài)閃爍功能。步驟是：在屬性設(shè)置頁的特殊動畫連接框中勾選“閃爍效果”，“填充顏色”旁邊就會出現(xiàn)“閃爍效果”頁。點(diǎn)選 “閃爍效果”頁，表達(dá)式選擇為“缺料_供料”；在閃爍實(shí)現(xiàn)方式框中點(diǎn)選“用圖元屬性的變化實(shí)現(xiàn)閃爍”；填充顏色選擇黃色。 制作主站輸送單元畫面。這里只著重說明滑動輸入器的制作方法。步驟如下： 選中“工具箱”中的滑動輸入器 圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)呈“十”后，拖動鼠標(biāo)到適當(dāng)大小。調(diào)整滑動塊到適當(dāng)?shù)奈恢谩?雙擊滑動輸入器構(gòu)件，進(jìn)入屬性