機(jī)電系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告2

1、機(jī)電系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告穿銷(xiāo)單元工件穿銷(xiāo)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、前言模塊化柔性制造綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)最大特點(diǎn)是以機(jī)器人技術(shù)為核心的技術(shù)綜合性和系統(tǒng)性，又兼顧模塊化特征。綜合性體現(xiàn)在機(jī)器人技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、PLC工控技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線(xiàn)的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對(duì)獨(dú)立的模塊，并具有較強(qiáng)的互換性?？筛鶕?jù)實(shí)訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進(jìn)行不同的組合、安裝和調(diào)試，達(dá)到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)

2、，十分適合教學(xué)實(shí)訓(xùn)考核或技能競(jìng)賽的需要。通過(guò)該系統(tǒng)，學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)了解生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的基本組成和基本原理，為學(xué)生提供一個(gè)開(kāi)放性的，創(chuàng)新性的和可參與性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和集成技術(shù)，幫助學(xué)生從系統(tǒng)整體角度去認(rèn)識(shí)系統(tǒng)各組成部分，從而掌握機(jī)電控制系統(tǒng)的組成、功能及控制原理?？梢源龠M(jìn)學(xué)生在掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣自動(dòng)化、自動(dòng)控制、機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等方面的學(xué)習(xí),并對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和高級(jí)語(yǔ)言編程等技能得到實(shí)際的訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試能力等方面能得

3、到綜合提高。體現(xiàn)整體柔性系統(tǒng)教學(xué)的先進(jìn)性。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解PLC的工作原理；2、掌握PLC編程與操作方法；3、了解氣缸傳感器的使用方法；4、掌握PLC進(jìn)行簡(jiǎn)單裝配控制的方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、模塊化柔性制造綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)一套；2、安裝西門(mén)子編程軟件STEP7-MicroWIN SP6的計(jì)算機(jī)一臺(tái)；3、西門(mén)子S7-200 PLC編程電纜一條。四、實(shí)驗(yàn)原理學(xué)生可通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中如何使用PLC對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制，我公司提供PLC源程序，學(xué)生可在源程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步編程，將編寫(xiě)好的程序通過(guò)編程電纜寫(xiě)入到PLC中，來(lái)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)。穿銷(xiāo)單元包括漏斗型料倉(cāng)、落料機(jī)構(gòu)、穿銷(xiāo)機(jī)構(gòu)、工件輸送帶四部分，

4、如圖1-10-1所示。圖1-10-1 穿銷(xiāo)單元結(jié)構(gòu)圖各部件名稱(chēng)和作用介紹如下： SEN1：光纖傳感器，用來(lái)檢測(cè)料庫(kù)是否有料；SEN2：接近開(kāi)關(guān)，用與皮帶輸入端托盤(pán)檢測(cè)，檢測(cè)托盤(pán)位置；SEN3：反射光電開(kāi)關(guān)，用與穿銷(xiāo)工位處工件檢測(cè)，檢測(cè)工件位置；SEN4：反射光電開(kāi)關(guān)，用于皮帶輸出端托盤(pán)檢測(cè)，檢測(cè)托盤(pán)位置；SEN5：光電開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)下料電機(jī)旋轉(zhuǎn)的位置；ELN1：磁性開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)落料氣缸縮回位置；ELP1：磁性開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)落料氣缸伸出位置；ELN2：磁性開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)穿銷(xiāo)氣缸縮回位置；ELP2：磁性開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測(cè)穿銷(xiāo)氣缸伸出位置；YV1：阻擋氣缸電磁閥，通過(guò)此電磁閥來(lái)控制阻擋氣缸的伸出與

5、縮回；YV2：落料氣缸電磁閥，通過(guò)此電磁閥來(lái)控制落料氣缸的伸出與縮回；YV3：穿銷(xiāo)氣缸電磁閥，通過(guò)此電磁閥來(lái)控制穿銷(xiāo)氣缸的伸出與縮回；M1：輸送帶電機(jī)，帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行；M2：旋轉(zhuǎn)落料電機(jī)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)落料機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)落料。本實(shí)驗(yàn)中用到的PLC控制部分輸入輸出點(diǎn)配置表如表1-10-1所示，請(qǐng)仔細(xì)閱讀此表。表1-10-1 穿銷(xiāo)單元控制系統(tǒng)PLC部分輸入輸出點(diǎn)配置表輸入點(diǎn)信號(hào)說(shuō) 明輸入狀態(tài)ONOFFI0.0START啟動(dòng)按鈕有效無(wú)效I0.1STOP停止按鈕有效無(wú)效I0.2RESET復(fù)位按鈕有效無(wú)效I0.3CEMG緊急停止按鈕有效無(wú)效I0.4SEN1銷(xiāo)子下料處工件有無(wú)檢測(cè)光纖傳感器有效無(wú)效I0.5S

6、EN2傳送帶工件輸入接近開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I0.6SEN3穿銷(xiāo)工位反射光電開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I0.7SEN4傳送帶工件輸出反射光電開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I1.01EL-落料氣缸縮回位置磁性開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I1.11EL+落料氣缸伸出位置磁性開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I1.22EL-穿銷(xiāo)氣缸縮回位置磁性開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I1.32EL+穿銷(xiāo)氣缸伸出位置磁性開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I1.4SEN5落料電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置光電開(kāi)關(guān)有效無(wú)效I1.5M/A單/聯(lián)機(jī)選擇開(kāi)關(guān)單機(jī)聯(lián)機(jī)輸出點(diǎn)信號(hào)說(shuō) 明輸出狀態(tài)ONOFFQ0.4START-HL啟動(dòng)指示燈有效無(wú)效Q0.5STOP-HL停止指示燈有效無(wú)效Q0.6RESET-HL復(fù)位指示燈有效無(wú)效Q0.7ALM-HL報(bào)警指示燈有效

7、無(wú)效Q1.0M1傳送帶電機(jī)有效無(wú)效Q1.1M2下料電機(jī)有效無(wú)效Q1.2YV1穿銷(xiāo)工位定位氣擋電磁閥有效無(wú)效Q1.3YV2落料氣缸電磁閥有效無(wú)效Q1.4YV3穿銷(xiāo)氣缸電磁閥有效無(wú)效在這個(gè)項(xiàng)目中使用的是S7-200系列西門(mén)子PLC,我司首先選用西門(mén)子指定編程軟件為STEP7-MicroWIN SP6系列版本軟件，如圖：?jiǎn)?dòng)編程軟件即可進(jìn)入西門(mén)子PLC 編程界面如圖1-10-2所示。根據(jù)我司提供的西門(mén)子PLC編程手冊(cè)操作西門(mén)子s7-200系列PLC，用特定編程軟件進(jìn)行PLC 程序的寫(xiě)入和更改。圖1-10-2 S7-200 PLC 編程界面按照要求預(yù)先安裝PLC 下載電纜的驅(qū)動(dòng),顯示下載虛擬口為COM

8、4，如圖1-10-3所示。圖1-10-3 PPI編程電纜通信端口以下是穿銷(xiāo)單元觸摸屏監(jiān)控界面，如圖1-10-4和圖1-10-5所示，聯(lián)機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)觸摸屏對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，單機(jī)時(shí)通過(guò)觸摸屏對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)控制并監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)；圖1-10-4 穿銷(xiāo)單元自動(dòng)控制界面圖1-10-5 穿銷(xiāo)單元手動(dòng)控制界面 面板接線(xiàn)說(shuō)明通過(guò)本系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要學(xué)生自己進(jìn)行連線(xiàn)。本單元接線(xiàn)面板如圖1-10-6至圖1-10-9所示。19圖1-10-6 穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)圖1-10-7電源模塊 圖1-10-8按鈕、指示燈模塊 圖1-10-9 CPU226CN可編程控制器模塊 凡需24V直流電源供電的，請(qǐng)將其連接至電源模

9、塊24V區(qū)，需接地的請(qǐng)連接至電源模塊GND區(qū)。連接時(shí)24V連接使用紅色線(xiàn)，GND連接使用黑色線(xiàn)，輸入點(diǎn)（I）連接使用黃色線(xiàn)，輸出點(diǎn)（Q）連接使用綠色線(xiàn)。具體連接請(qǐng)參見(jiàn)表1-10-2。表1-10-2 穿銷(xiāo)單元面板接線(xiàn)說(shuō)明模塊被連接點(diǎn)連接點(diǎn)連接點(diǎn)所屬模塊信號(hào)說(shuō)明穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)I0.4I0.4可編程控制器（輸入部分）SEN1I0.5I0.5可編程控制器（輸入部分）SEN2I0.6I0.6可編程控制器（輸入部分）SEN3I0.7I0.7可編程控制器（輸入部分）SEN4I1.0I1.0可編程控制器（輸入部分）1EL-I1.1I1.1可編程控制器（輸入部分）1EL+I1.2I1.2可編程控制器（輸入部分）

10、2EL-I1.3I1.3可編程控制器（輸入部分）2EL+I1.4I1.4可編程控制器（輸入部分）SEN5Q1.0Q1.0可編程控制器（輸出部分）M1Q1.1Q1.1可編程控制器（輸出部分）M2Q1.2Q1.2可編程控制器（輸出部分）YV1Q1.3Q1.3可編程控制器（輸出部分）YV2Q1.4Q1.4可編程控制器（輸出部分）YV3V+24V電源模塊24V區(qū)V-GND電源模塊GND區(qū)可編程控制器模塊（輸入部分）I0.0SB1-1按鈕、指示燈模塊STARTI0.1SB2-1按鈕、指示燈模塊STOPI0.2SB3-1按鈕、指示燈模塊RESETI0.3SB7-3按鈕、指示燈模塊CEMGI0.4I0.4穿

11、銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)SEN1I0.5I0.5穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)SEN2I0.6I0.6穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)SEN3I0.7I0.7穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)SEN4I1.0I1.0穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)1EL-I1.1I1.1穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)1EL+I1.2I1.2穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)2EL-I1.3I1.3穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)2EL+I1.4I1.4穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)SEN5I1.5SA1-2按鈕、指示燈模塊M/A1M24V電源模塊24V區(qū)2M24V電源模塊24V區(qū)可編程控制器模塊（輸出部分）Q0.4HL1-1按鈕、指示燈模塊START-HLQ0.5HL2-1按鈕、指示燈模塊STOP-HLQ0.6HL3-1按鈕、指示燈模塊RESET-HLQ0.7

12、HL4-1按鈕、指示燈模塊ALM-HLQ1.0Q1.0穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)M1Q1.1Q1.1穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)M2Q1.2Q1.2穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)YV1Q1.3Q1.3穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)YV2Q1.4Q1.4穿銷(xiāo)單元接線(xiàn)區(qū)YV3L+24V電源模塊24V區(qū)MGND電源模塊GND區(qū)按鈕、指示燈模塊SB1-1I0.0可編程控制器（輸入部分）STARTSB1-2GND電源模塊GND區(qū)SB2-1I0.1可編程控制器（輸入部分）STOPSB2-2GND電源模塊GND區(qū)SB3-1I0.2可編程控制器（輸入部分）RESETSB3-2GND電源模塊GND區(qū)SB7-3I0.3可編程控制器（輸入部分）CEMGSB7-1GND電源

13、模塊GND區(qū)SA1-1GND電源模塊GND區(qū)SA1-2I1.5可編程控制器（輸入部分）M/AHL1-1Q0.4可編程控制器（輸出部分）START-HLHL1-2GND電源模塊GND區(qū)HL2-1Q0.5可編程控制器（輸出部分）STOP-HLHL2-2GND電源模塊GND區(qū)HL3-1Q0.6可編程控制器（輸出部分）RESET-HLHL3-2GND電源模塊GND區(qū)HL4-1Q0.7可編程控制器（輸出部分）ALM-HLHL4-2GND電源模塊GND區(qū)五、實(shí)驗(yàn)步驟1、關(guān)閉氣泵氣路開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)氣泵到預(yù)定壓力后開(kāi)啟氣路開(kāi)關(guān)；圖1-10-10 穿銷(xiāo)單元單機(jī)實(shí)驗(yàn)程序2、接通總控臺(tái)連接器操作盒上的電源連線(xiàn)，打開(kāi)電源

14、開(kāi)關(guān)；3、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，將西門(mén)子編程電纜（PPI）連接穿銷(xiāo)單元的PLC和計(jì)算機(jī)，運(yùn)行STEP7-MicroWIN軟件，打開(kāi)資料庫(kù)的實(shí)驗(yàn)文件夾中“穿銷(xiāo)單元單機(jī)實(shí)驗(yàn)程序.mwp”，出現(xiàn)如圖1-10-10所示界面；4、按下快捷按鈕，編譯程序；5、查看西門(mén)子PLC硬件上模式選擇選項(xiàng)把它撥到“STOP”模式，如圖1-10-11所示；圖1-10-11 S7-200 PLC 圖1-10-146、右鍵單擊“我的電腦”，選擇“管理設(shè)備管理器端口”，查看PPI通信占用的端口為“COM4”，如圖1-10-12及圖1-10-13所示；圖1-10-13 通信端口7、STEP 7-Micro/WIN中，單擊瀏覽條中查看的“

15、通信”圖標(biāo) ，或從菜單選擇查看 > 組件 >通信。如圖1-10-14所示；8、從“通信”對(duì)話(huà)框的左側(cè)窗格，單擊顯示“設(shè)置PG/PC接口”的按鈕，如圖1-10-15所示。圖1-10-14 通信選項(xiàng)圖1-10-15 通信對(duì)話(huà)框出現(xiàn)通訊協(xié)議接口設(shè)置對(duì)話(huà)框，如圖1-10-16所示。選中PC/PPI Cable(PPI) 選項(xiàng)，為PPI電纜下載模式。點(diǎn)擊“屬性”按鈕配置PPI下載線(xiàn)屬性。出現(xiàn)屬性對(duì)話(huà)框選中“本地連接”連接到“COM4”，“確定”以后配置完成；9、從“通信”對(duì)話(huà)框的右側(cè)窗格，單擊顯示“雙擊刷新”的藍(lán)色文字，如圖1-10-17所示。圖1-10-16通訊協(xié)議接口設(shè)置圖1-10-17

16、 通信對(duì)話(huà)框圖1-10-18 下載窗口如果您成功地在網(wǎng)絡(luò)上的個(gè)人計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間建立了通訊，會(huì)顯示一個(gè)設(shè)備列表（及其模型類(lèi)型和站址）。STEP 7-Micro/WIN在同一時(shí)間僅與一個(gè)PLC通訊。會(huì)在PLC周?chē)@示一個(gè)紅色方框，說(shuō)明該P(yáng)LC目前正在與STEP 7-Micro/WIN通訊。您可以雙擊另一個(gè)PLC，更改為與該P(yáng)LC通訊；10、按下快捷按鈕，將把已經(jīng)編譯好的沒(méi)有錯(cuò)誤的文件下載到PLC中，如果通信正確將出現(xiàn)如圖1-10-18所示界面。點(diǎn)擊按鈕“下載”，程序?qū)⑾螺d到PLC 內(nèi)存中；11、一旦下載成功，在PLC中運(yùn)行程序之前，您必須將PLC從STOP（停止）模式轉(zhuǎn)換回RUN（運(yùn)行）模式。單

17、擊工具條中的 “運(yùn)行”按鈕，或選擇PLC > 運(yùn)行，轉(zhuǎn)換回RUN（運(yùn)行）模式。12、程序下載完成后點(diǎn)擊“確定”按鈕，程序開(kāi)始運(yùn)行；13、將“單/聯(lián)機(jī)”選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向“單機(jī)”；14、按下操作面板上的“復(fù)位按鈕”，噴涂烘干單元輸送帶運(yùn)行3s后停止，完成復(fù)位。復(fù)位時(shí)復(fù)位指示燈亮，停止燈滅。復(fù)位完成復(fù)位指示燈熄滅，停止燈亮；15、本實(shí)驗(yàn)程序分為兩個(gè)流程，當(dāng)穿銷(xiāo)動(dòng)作完成后，程序就開(kāi)始分為輸送帶運(yùn)行流程和落料流程，輸送帶流程在程序中的起始步是S3.0，實(shí)驗(yàn)步驟從21步到23步，落料流程在程序中的起始步是S1.5；實(shí)驗(yàn)步驟從24步到27步；16、將裝好工件的托盤(pán)放在皮帶輸入端，此時(shí)可以觀察到PLC輸入點(diǎn)

18、I0.5變亮，表明已經(jīng)檢測(cè)到皮帶輸入端有工件。把銷(xiāo)子裝入落料漏斗中，至少2個(gè)光纖傳感器才可以檢測(cè)到有料，按下啟動(dòng)按鈕，輸送帶開(kāi)始運(yùn)行；17、當(dāng)穿銷(xiāo)工位檢測(cè)到工件時(shí)，阻擋氣缸伸出，延時(shí)0.3秒后，輸送帶停止；18、延時(shí)1秒后，穿銷(xiāo)氣缸伸出，當(dāng)伸出位置磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)到穿銷(xiāo)氣缸到位后，延時(shí)1秒；19、延時(shí)時(shí)間到，穿銷(xiāo)氣缸縮回，當(dāng)縮回位置磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)到穿銷(xiāo)氣缸縮回到位后，延時(shí)1秒；20、延時(shí)時(shí)間到，程序開(kāi)始分為兩個(gè)流程，輸送帶運(yùn)行流程在程序中的開(kāi)始步是S3.0，落料流程在程序中的開(kāi)始步是S1.5；21、S3.0接通時(shí)，阻擋氣缸縮回，延時(shí)1秒；22、延時(shí)時(shí)間到，輸送帶第2次啟動(dòng)；23、當(dāng)皮帶輸出端檢測(cè)到工件時(shí)，輸送帶停止，等待落料動(dòng)作完成信號(hào)S2.0，落料完成時(shí)，S2.0接通，程序返回初始步，等待下一次啟動(dòng)；24、S1.5接通時(shí)，落料電機(jī)啟動(dòng)；25、當(dāng)落料電機(jī)位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)再次檢測(cè)到時(shí)，落料電機(jī)停止，表明落料電機(jī)已旋轉(zhuǎn)一周，延時(shí)1秒；26、延時(shí)時(shí)間到，落料氣缸伸出，當(dāng)伸出位置磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)到落料氣缸到位后，延時(shí)1秒；27、延時(shí)時(shí)間到，落料氣缸縮回，落料流程結(jié)束；28、需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可等待流程結(jié)束后再次放好工件，重新啟動(dòng)；29、在任何情況下，按下“停止按鈕”或“急停按鈕”后，需重新復(fù)位，才能啟動(dòng)設(shè)備運(yùn)行；30、參考聯(lián)機(jī)程序，思考一下，如何實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單元托盤(pán)的傳遞；31、學(xué)生可以在教師的指