自動化生產(chǎn)線安裝站設(shè)計

1、生產(chǎn)線安裝站設(shè)計1 研究的目的及意義1.1 研究的目的及意義機(jī)電一體化是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，以實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種新技術(shù)。機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢，也是我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。模塊生產(chǎn)系統(tǒng)(Modular Production System)設(shè)計訓(xùn)練，為我們學(xué)習(xí)掌握機(jī)電一體化技術(shù)提供了極好的訓(xùn)練平臺。我們的主要任務(wù)是剖析模塊生產(chǎn)系統(tǒng)中各機(jī)械部分的工作原理及功能、機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動方式，繪制工作原理圖、主要部件圖及其裝配圖，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。剖析模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的氣壓傳動過程，熟悉氣壓傳動的基本元件和回路，繪制各工作站氣壓傳動回路工

2、作原理圖，在理論分析的基礎(chǔ)上能正確的選擇各組成元件。運(yùn)用可編程序控制器編程軟件，核對各站控制程序及控制端口，剖析原設(shè)計編程原理，論述控制過程。剖析模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制程序，論述該設(shè)計的優(yōu)缺點(diǎn)，提出新的設(shè)計方案。我們通過對模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的實際參觀、操作、測繪、制圖、編程設(shè)計和運(yùn)行工作，同時對該生產(chǎn)線進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，掌握模塊生產(chǎn)系統(tǒng)各部分的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計方法。模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計訓(xùn)練是綜合性的系統(tǒng)工程設(shè)計，是機(jī)械、氣壓和電子技術(shù)各專業(yè)協(xié)同合作的結(jié)晶，也是培養(yǎng)我們團(tuán)隊精神的訓(xùn)練。1.2 自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)概況該自動化生產(chǎn)線是由獨(dú)立的六個工作站相互連接而成。它們分別是上料檢測站、搬運(yùn)站、加工檢

3、測站、安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。這六個站連接成生產(chǎn)線后可完成工件類別的檢測、加工、搬運(yùn)、安裝和分類。上料檢測站：回轉(zhuǎn)上料臺將工件依次送到檢測工位提升裝置將工件提升并檢測工件顏色；搬運(yùn)站：將工件從上站搬運(yùn)至下一站；加工站：用回轉(zhuǎn)臺將工件在四個工位間轉(zhuǎn)換鉆孔單元打孔檢測單元檢測正、次品；安裝站：選擇要安裝工件的料倉將工件從料倉中推出將工件安裝到位；安裝搬運(yùn)站：正品：將上站正品工件拿起放入安裝工位將安裝好工件拿起放下站；次品：將上站次品工件拿起放人堆放次品處；分類站：按工件類型分類將工件推入庫房。工件在生產(chǎn)線上的物流加工的傳遞過程：上料檢測站將大工件按順序排好后提升傳送，搬運(yùn)站將大工件從上料檢測站

4、搬至加工站，加工站將大工件加工并檢測被加工的工件，產(chǎn)生成品或廢品信息，通知下站，安裝搬運(yùn)站將成品送至安裝工位，安裝站再將小工件裝入大工件中，最后，由安裝搬運(yùn)站再將安裝好的工件送至分類站，分類站將工件按類送入相應(yīng)的料倉并統(tǒng)計工件的數(shù)量和總量，如加工站有廢品產(chǎn)生，則安裝搬運(yùn)站將廢品直接送入廢品收料站。圖1 自動化生產(chǎn)線上 料檢測站安裝站搬運(yùn)站加 工檢測站安 裝搬運(yùn)站廢料品存放收分類站各工作站工藝流程如下： 圖2 工藝流程圖 2 安裝站總體方案設(shè)計2.1 安裝站總體機(jī)構(gòu)設(shè)計與論證安裝站功能：1.選擇要安裝工件的料倉； 2.將工件從料倉中堆出； 3.將工件安裝到位。安裝站由2個紅外傳感器、6個磁性開關(guān)

5、、4個氣壓缸和7個電磁閥組成。安裝站上有兩個料筒，里面裝有黑、白兩種小工件，當(dāng)加工后的工件被檢測合格后，第五站將其搬運(yùn)到安裝臺上，此時第四站通過同步帶帶動吸嘴，將小工件安裝到加工后工件鉆好的孔內(nèi)，安裝好后，恢復(fù)到原位，同時給第五站一個信號，讓機(jī)械手將安裝好的組合件搬走。安裝站機(jī)構(gòu)簡圖如右： 圖中所示： 裝配氣缸 同步帶 吸盤 物料 推料氣缸 送料氣缸圖3 安裝站機(jī)構(gòu)簡圖2.2 安裝站工作流程圖 如下流程圖圖示，在接收前站的信息后，根據(jù)PLC給出的控制信號，先讓汽缸一動作，使?jié)L輪向上運(yùn)動檢測3秒是否到位。若沒到位則報警；若是則進(jìn)行下一工作。下一工作讓汽缸三動作使小工件處于合理抓取位。接著推料汽缸

6、二動作使工件位于正確位置。再接著讓汽缸一動作下降抓取小工件（真空發(fā)生器作用吸盤吸附小工件）并送至五站進(jìn)行裝配將小工件裝入大工件中。圖4 安裝站工作流程圖2.3 傳動方案論證與改進(jìn)方案一：自動化生產(chǎn)線安裝站的主要機(jī)械傳動部分是齒輪齒條同步帶。方案二：自動化生產(chǎn)線安裝站的主要機(jī)械傳動部分是鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)同步帶。方案三：自動化生產(chǎn)線安裝站的主要機(jī)械傳動部分是鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)。方案論證：在總體方案設(shè)計中，首先需要一個機(jī)構(gòu)將裝配氣缸推桿輸出的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)和齒輪齒條都可以實現(xiàn)此目的。各自特點(diǎn)如下：齒輪齒條，優(yōu)點(diǎn)：承載力大，傳動精度較高，可達(dá)0.1mm，可無限長度對接延續(xù)，傳動速

7、度可以很高；缺點(diǎn)：若加工安裝精度差，傳動噪音大，磨損大。鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)，傳動精度較低，容易發(fā)生繞繩、咬繩故障，安全性較差，并且占據(jù)空間比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同步帶，同步帶傳動綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力，傳動準(zhǔn)確，工作時無滑動，傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低，維護(hù)保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護(hù)費(fèi)用低，相對于V型帶傳送，預(yù)緊力較小，軸和軸承上所受載荷小?？紤]到自動化生產(chǎn)線安裝站的實際情況，我們對傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，把原來的鋼絲繩滾筒同步帶傳動改為齒輪齒條同步帶機(jī)構(gòu)傳動方案，即選用方案一的傳動方式既可以實現(xiàn)傳動要求，也可以使結(jié)構(gòu)變得簡單。2.4 氣

8、壓驅(qū)動方案設(shè)計第四站主要是控制各氣缸的位置來完成工件的安裝，通電后，打開空氣壓縮機(jī)，將產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過空氣過濾器（主要清除其中的固態(tài)雜質(zhì)，水滴，油圬等），再經(jīng)過電磁閥（雙向電磁閥、單向電磁閥）控制各氣缸的運(yùn)動。氣缸的極限位控制主要是同過傳感器產(chǎn)生的電信號控制，經(jīng)過PLC處理后輸出，完成一個機(jī)械動作，氣缸的排氣是通過電磁閥處的排氣設(shè)備排出，在此處安排了消聲器，可以減少排氣時的噪音。這樣就完成了一個電氣回路過程。氣壓動作傳動回路原理示意圖（圖5）圖5 安裝站氣動圖各動作過程所用傳感器原理及工作過程介紹：傳感器：安裝站主要是對氣缸的運(yùn)動位置的控制，所用傳感器均為電感磁吸位移傳感器，型號均為D-C7

9、3。當(dāng)接通電源后，在磁性開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個交變磁場，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。工作過程：它產(chǎn)生的主要是電信號，電信號通過通信端子排或控制面板端子排，經(jīng)過數(shù)據(jù)總線將信號傳遞給PLC可編程序控制器，可編程控制器進(jìn)一步將信號傳遞給執(zhí)行連接端子排，通過它來激活驅(qū)動部分來完成操作。傳感器產(chǎn)生的電信號也可以直接傳遞給執(zhí)行連接端子排，然后激活驅(qū)動部分來完成操作。動作過程所用個別元件介紹：真空發(fā)生器：ZH05B(噴嘴直徑為5mm)汽缸：CDJ2B10-60-B(缸徑為10mm，行程為60mm，開

10、關(guān)環(huán)帶安裝)CDJ2B16-60-B(缸徑為16mm，行程為60mm，開關(guān)環(huán)帶安裝)CDJ2B20-45 (缸徑為20mm，行程為45mm，開關(guān)環(huán)帶安裝)電磁閥：SY3120-5LZD-M5(二位五通電磁閥)電磁換向閥的基本工作原理：通過電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變形油液的流動方向。當(dāng)電磁鐵斷電時，滑閥由彈簧保持在中間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。2.5 傳感檢測部分改進(jìn)通過觀察生產(chǎn)線系統(tǒng)的運(yùn)行工作情況，發(fā)現(xiàn)安裝站在工作中存在以下問題：當(dāng)轉(zhuǎn)動桿上的吸嘴未成功將料移走時，在下一工作循環(huán)開始后，推料氣缸未能判斷料的有無，繼續(xù)動作，推動推料塊向前運(yùn)動，由于擋料塊中有料，發(fā)生卡死，使氣缸動作

11、無法到位，4B2傳感器接收不到信號，系統(tǒng)出現(xiàn)故障。解決方案：在下圖6所示部位增加一個紅外傳感器，可以檢測擋料塊中物料的有無，并通過修改PLC程序，當(dāng)料塊中有料時，推料氣缸不動作；當(dāng)擋料塊中無料時，推料氣缸發(fā)生動作，從而保障系統(tǒng)正常運(yùn)行。圖6 安裝站俯視圖紅外傳感器的選型：E18-D80NK-N這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過調(diào)制后發(fā)出，接收頭對反射光進(jìn)行解調(diào)輸出。有效的避免了可見光的干擾。透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠(yuǎn)可以檢測80厘米距離的問題（由于紅外光的特性，不同顏色的物體，能探測的最大距離也有不同；白色物體最遠(yuǎn)，黑色物體最近）。檢測物料的距離可以根據(jù)要求通過尾部的電位

12、器旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以適用于自動化生產(chǎn)線。檢測到目標(biāo)是低電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出，輸出外加一個1K歐姆左右上拉電阻即可連接到IO口上。其特點(diǎn)是：數(shù)字量輸出，不需要進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，可直接接單片機(jī)的IO口，通過后面的可調(diào)電位器調(diào)整距離(3-80cm有效)。尺寸：直徑：17mm， 傳感器長度：45mm，引線長度：45cm。 圖7 紅外傳感器3 機(jī)構(gòu)硬件設(shè)計3.1 安裝站機(jī)械部分改進(jìn)設(shè)計控制傳動桿轉(zhuǎn)動的原機(jī)構(gòu)為鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)，由于其轉(zhuǎn)動需要?dú)飧滋嵘麄€機(jī)械部分來實現(xiàn)，功耗大，傳動精度較低，容易發(fā)生繞繩、咬繩故障，安全性較差，

13、并且占據(jù)空間比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。經(jīng)過小組討論，決定將鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)改進(jìn)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：消耗功率低，承載力大，安全性好，體積小，傳動精度較高，可達(dá)0.1mm，可無限長度對接延續(xù)，傳動速度可以很高。齒條的主要特點(diǎn)：由于齒條齒廓為直線，所以齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角，且等于齒廓的傾斜角，此角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值為20°。與齒頂線平行的任一條直線上具有相同的齒距和模數(shù)。與齒頂線平行且齒厚等于齒槽寬的直線稱為分度線（中線），它是計算齒條尺寸的基準(zhǔn)線。結(jié)合實物測繪數(shù)據(jù)，我們給定模數(shù)m=2，齒輪齒數(shù)z=16，齒條齒寬b2=13mm，齒條高度H=10mm，計算見表1。表1 齒輪

14、齒條傳動的幾何尺寸計算：項目名稱計算公式及代號轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值齒輪齒數(shù)16模數(shù)2螺旋角基本齒廓壓力角齒頂高系數(shù)1頂隙系數(shù)0.25齒輪變位系數(shù)0.418齒寬齒輪10齒條13齒條長度80項目名稱計算公式及代號轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值齒輪分度圓直徑32齒頂高齒輪2.836齒條2齒根高齒輪1.664齒條2.5齒高齒輪4.5齒條齒輪中心到齒條中心距16.8齒距6.283齒條齒數(shù)143.2 安裝站機(jī)械部分三維圖 圖8 機(jī)械部分三維圖4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1 PLC選型本模塊的六個工作站都是采用PLC進(jìn)行控制，而且PLC的型號均為S7-200，S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測

15、、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實時特性；強(qiáng)勁的通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯

16、控制，運(yùn)動系統(tǒng)。S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供您使用，CPU 221226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。此次課程設(shè)計采用了CPU226， 該機(jī)集成24輸入點(diǎn)，16輸出點(diǎn)，共40個數(shù)字量I/O 點(diǎn)?？蛇B接7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨(dú)立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，

17、更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)，CPU226的外形如圖9所示。 圖9 CPU226的外形圖4.2 I/O地址定義在PLC接線及其編程中需要定義I/O地址，這樣可以清晰簡單的完成一系列所期望的工作臺運(yùn)作。本工作站的公共I/O地址定義如下表1，安裝站I/O地址定義如下表3。表2 公共I/O地址定義地址定義I1.0開始I1.1復(fù)位I1.2特殊I1.3手/自I1.4單/聯(lián)I1.5停止I1.6 繼電器8I2.0I2.4為通訊口Q1.2Q1.6為通訊口Q1.2， Q1.3， Q1.4，Q1.6對應(yīng)后站的I2.0， I2.1， I2.2，

18、 I2.3Q1.5對應(yīng)前站I2.4Q1.2大工件顏色Q1.3小工件顏色Q1.4廢品Q0.0Q0.6PLC動作輸入Q0.7開始燈Q1.0復(fù)位燈B28停止燈表3 安裝站I/O地址定義地址定義I0.0機(jī)械臂安裝到位I0.1機(jī)械臂復(fù)位到位I0.2裝料缸后退到位I0.3裝料缸前進(jìn)到位I0.5推料縮進(jìn)到位I0.6推料伸出到位Q0.0機(jī)械臂安裝Q0.1機(jī)械臂復(fù)位Q0.2料桶縮進(jìn)Q0.3料桶伸出Q0.5抽真空Q0.6推料伸出4.3 電路設(shè)計4.3.1 控制面板控制面板有五個按鈕開關(guān)、二個選擇開關(guān)、一個急停開關(guān)和四個顯示燈。（1） 表4 按鈕按鈕編號功能含義1開始2復(fù)位3特殊功能按鈕4（兩位旋鈕）自動手動5（兩

19、位旋鈕）單站聯(lián)網(wǎng)6（兩位旋鈕）停止報警7上電8急停（2） 表5 顯示燈按鈕顯示燈綠色顯示燈1黃色顯示燈紅色顯示燈綠色顯示燈2功能含義開始指示復(fù)位指示停止指示上電指示4.3.2 按鈕電路按鈕電路如圖10所示。圖10 按鈕電路圖4.3.3 顯示燈電路顯示燈電路如圖11所示。圖11顯示燈電路4.3.4 控制面板電路控制面板電路如圖12所示。圖12 控制面板電路圖4.3.5 傳感器電路安裝站有六個傳感器，六個電磁換向閥，一個紅外傳感器。磁性開關(guān)：接線圖中的I0.0，I0.1，I0.2，I0.3，I0.5，I0.6接的磁性開關(guān)， 磁性開關(guān)的型號為D-C73，接線原理如圖13所示。圖13 D-C73 接線

20、原理圖D-C73參數(shù)見表6。表6 D-Z73參數(shù)名稱DZ73用途繼電器、程序控制器負(fù)載電壓24 V DC100 V AC負(fù)載電流5 mA40 mA5 mA 0 mA泄漏電流0 mA內(nèi)部電壓降2.4V指示燈接通時發(fā)光二極管亮安裝形式軌道安裝響應(yīng)時間1.2ms絕緣電阻500 V DC時，50M絕緣耐壓1500 V AC，1min不擊穿環(huán)境溫度-10 +60 保護(hù)構(gòu)造IEC規(guī)格IP67，防浸（JISC0920）以及防油構(gòu)造4.3.6 氣缸電路Q0.0，Q0.1，Q0.2，Q0.3輸出控制的是電磁換向閥，電磁換向閥控制氣缸I， 其接線原理圖如圖14所示。 圖14 氣缸I的接線原理圖 圖15 氣缸II的

21、接線原理圖Q0.5，Q0.6輸出控制的是電磁換向閥，電磁換向閥控制氣缸II，其接線原理圖如圖15所示。4.3.7真空發(fā)生器真空發(fā)生器的工作原理是利用噴管噴射壓縮空氣，在噴管出口形成射流，產(chǎn)生卷吸流動，在卷吸作用下，使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走，使吸腹腔內(nèi)的壓力降至大氣壓之下，形成一定真空度。本實驗選用型號為ZH05B型真空發(fā)生器。原理圖和實物圖見圖16和圖17。 圖16 真空發(fā)生器原理圖 圖17 ZH05B型真空發(fā)生器4.3.8 安裝站電氣圖圖18 安裝站電氣圖圖19 安裝站電氣框圖4.4 安裝站接線端子圖4.4.1 電源及電源供電端子排供電：交流AC220V，市電，送入PLC可便程序

22、控制器和開關(guān)電源；控制電源：直流DC24V，開關(guān)電源，送入PLC、各端子排、控制面板、傳感器、驅(qū)動和伺服電路。圖20 電源供電端子排4.4.2 控制面板連接端子排 連接控制面板各按鈕控制信號及指示燈，C為24針連接插頭，連接控制面板各按鈕控制信號及指示燈，TI1 為信號輸入端子，TO1為信號輸出端子。圖21 控制面板連接端子排4.4.3 執(zhí)行部分接線端子排 連接PLC編程器與傳感器和驅(qū)動機(jī)構(gòu)。C4連接PLC可編程控制器；TI4傳感器輸入信號端子；TO4輸出電磁閥和驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制信號。圖22 執(zhí)行部分接線端子排4.5 安裝站可編程序控制器（PLC）I/O端子圖23 PLC I/O端子5 安裝站控制

23、系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1 主控PLC介紹實驗臺的整個工作流程是通過一系列PLC程序來實現(xiàn)的，由電腦界面往PLC中輸入， S7-200是用梯型圖的方式來完成編程。PLC是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的控制器，具有很高的抗干擾性和可靠性，是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，采用了可編程序存儲器，并通過數(shù)字量或模擬量輸入輸出，用來監(jiān)測、控制各種類型的生產(chǎn)過程。PLC主要由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM/ROM）、輸入/輸出部件（I/O單元）、電源和編程器幾大部分組成，如圖24所示。中央處理器（CPU）：中央處理器是PLC的核心，起著總指揮的作用。將輸入信號送入PLC中存儲起來，按存放的先后順序取出用戶指令

24、，進(jìn)行編譯；完成用戶指令規(guī)定的各種操作；將結(jié)果送到輸出端；響應(yīng)各種外圍設(shè)備 （如打印機(jī)等）的請求；目前 PLC中所用的處理器多為單片機(jī)，在高檔機(jī)中現(xiàn)己采用16位甚至32位單片機(jī)作為處理器?？删幊炭刂破鬏斎肽KCPU模塊輸出模塊存儲器編程器接觸器電磁閥指示燈電 源按 鈕選擇開關(guān)限位開關(guān)電 源圖24 可編程控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存儲器（ROM/RAM）：PLC內(nèi)部存儲器有兩類：一類是RAM（即隨機(jī)存儲器），可以隨時由處理器對它進(jìn)行讀取、寫入；另一類是ROM（即只讀存儲器），處理器只能從中讀取而不能寫入。RAM主要用來存放各種暫存的數(shù)據(jù)，中間結(jié)果及用戶程序。ROM主要用來存放監(jiān)控程序及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，這些程序

25、及數(shù)據(jù)出廠時固化在ROM芯片中。輸入/輸出單元（I/O接口單元）：它起著 PLC和外圍設(shè)備之間傳遞信息的作用，為了保證PLC可靠的工作，設(shè)計者在PLC的接口電路上采取了不少措施。輸入端采用光電偶合電路，可以大大減少電磁干擾。輸出也采用光隔離電路，并分為三種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。這使得PLC可以適應(yīng)各種用戶的不同要求，其中繼電器輸出型為有觸點(diǎn)輸出方式，可用于直流或低頻交流負(fù)載回路；晶閘管輸出型和晶體管輸出型皆為無觸點(diǎn)輸出方一式，前者可用于高頻大功率交流負(fù)載回路，后者則用于高頻小功率交流負(fù)載回路。而且有些輸出電路被做成模塊式，可插拔，更換起來十分方便。電源：PLC電源是指

26、將外部交流電經(jīng)整流，濾波，穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成滿足PLC中央處理器，存儲器，輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電路或電源模塊 為避免電源間干擾，輸入輸出接口電路的電源回路彼此相互獨(dú)立 。編程器：編程器是PLC最重要的外圍設(shè)備，它實現(xiàn)了人與PLC的聯(lián)系對話。用戶利用編程工具不但可以輸入，檢查，修改和調(diào)試用戶程序，還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)，修改內(nèi)部系統(tǒng)寄存器的設(shè)置參數(shù)以及顯示錯誤代碼等。編程工具分兩種，一種是手持編程器，只需通過編程電纜與PLC相接，若PLC 用的是 RS422通信口，則須另加適配器。輸入/輸出擴(kuò)展接口：若主機(jī)單元 （帶有處理器）的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)不夠用，可進(jìn)行輸入/輸出擴(kuò)展，即通過輸入

27、/輸出擴(kuò)展接口電纜與輸入/輸出擴(kuò)展單元 （不帶有處理器）相接，以擴(kuò)充輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。A/D，D/A單元一般也通過該接口與主機(jī)單元相接。5.2 安裝站PLC編程本站通過通信轉(zhuǎn)換接口電纜將邏輯控制和順序控制系統(tǒng)的編程程序載入PLC，PLC在輸入處理階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸入映像寄存器，接著轉(zhuǎn)入程序的執(zhí)行階段；PLC在程序執(zhí)行階段，按先左后右、先上后下的次序，逐條執(zhí)行程序指令，從輸入映像寄存器和其他元件映像寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)。通過它的通訊實現(xiàn)各站間數(shù)據(jù)傳遞和運(yùn)動配合的控制。5.2.1 安裝站PLC流程圖 圖25 安裝站PLC流程圖5.2.2 安裝

28、站PLC順序功能圖 圖26 安裝站PLC順序功能圖 5.2.3 指令表程序LD M8002 SET M0 LD M0AND X011AND X016LD M1 AND X001AND X003 AND X005ORBLD M2AND X010LD M3LD X026 AND X014LDI X014 AND X012ORBANB ORB LD M4AND X000 ORB LD M5AND X006 LD M6 AND X001AND X005 ORBLD M7LD T1OR X004 ANB ORB LD M10AND X001 LD Y002AND X003 LD Y003AND X002

29、ORB ANBORBLD M11 LDI X026ORI X014 ANB ORB SFTL M50 M0 K20 K1 LD M12SET M3LD M8 AND X000OUT TOLD X020 OUT Y020 LD X024 OUT Y023LD X023OUT Y024LD M1OR M6OR M10OUT Y000 LD M4 OR M8 OUT Y001LD M1AND X006SET Y002 LD M3 RST Y002LDP M10 AND X002ANI X003SET Y002LD M3 RST Y003LDP M10 AND X003ANI X002 SET Y00

30、3LD M1OR M9OUT Y004 OUT T2 LD M7OUT Y005OUT T1 LD M5 OUT Y006 LD M2 AND M8013 OUT Y010LD M0 AND X016AND M8013OUT Y011 LD M4MPSAND X002RST Y021LD M3 OR M11 SET Y026LD M4RST Y026LD X022OUT Y022END 6 收獲和體會這次課程設(shè)計是我們機(jī)械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生實踐部分中的重要環(huán)節(jié)，對我們很重要。在以前，我們學(xué)的都是一些理論知識，而且我們光只注意一些理論知識，沒有專門的練習(xí)來提高我們的實際操作能力。這一次的課程

31、設(shè)計沒有多少東西要我們?nèi)ハ耄嗟氖且覀內(nèi)プ?，好多東西看起來十分簡單，看著貌似都懂，但沒有親自去操作，就不能懂得理論與實踐如何聯(lián)系。我們這次的課程設(shè)計就是要我們跨過這道實際和理論之間的鴻溝。時間雖短，但我們學(xué)到很多東西。通過這次課程設(shè)計，使我們意識到我們的操作能力的不足，認(rèn)識到在理論上的缺陷。因此，在以后的學(xué)習(xí)生活中，我們需要更努力地讀書和實踐。通過課程設(shè)計，我們獲得了模塊化生產(chǎn)的基礎(chǔ)知識，了解自動生產(chǎn)流程及一般操作過程、生產(chǎn)方式和工藝過程，熟悉了模塊化生產(chǎn)的工作過程，而且加強(qiáng)了理論聯(lián)系實際的鍛煉，提高了實踐能力。鞏固了已學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課程的有關(guān)知識，并為后續(xù)就業(yè)作了必要的知識準(zhǔn)備；加深學(xué)生對專業(yè)的理解和認(rèn)識，為進(jìn)一步開展專業(yè)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。在課程設(shè)計過程中，是對以前所學(xué)知識的一個初審.通過這次課程設(shè)計，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識，彌補(bǔ)以前單一理論知識的不足，為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計打好了基礎(chǔ)！通過課程設(shè)計， 了解更多的專業(yè)技術(shù)知識及應(yīng)用狀況，拓寬專業(yè)知識面；培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，提高分析問題、解決問題的獨(dú)立工作能力；可以使我們在社會實踐中接觸與本專業(yè)相關(guān)的實際工作，增強(qiáng)感性認(rèn)識，培養(yǎng)和鍛煉我們綜合運(yùn)用所學(xué)的