PLC课程设计自动生产线.docx

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沈阳工程学院课程设计

摘要

自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，综合性主要涉及机械技术、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。

本系统完成一个工件的拆卸、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。

首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。

设计以送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元作为自动生产线的整体设计，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。

所以，本设计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。

关键字变频器PLC电机

Abstract

Thebiggestcharacteristicofautomaticproductionlineisacomprehensiveanditssystem,comprehensivemainlyrelatestothemechanicaltechnology,microelectronicstechnology,electricalandelectronictechnology,sensortechnology,interfacetechnology,informationtransformationtechnology,networkcommunicationtechnologyandothertechnologyorganically,andappliedtoproductionequipmentandsystems;thatisproductionlineofsensing,processingandtransmission,control,executionanddrivingmechanisminthecontrolofthemicroprocessingunitofworkcoordinately,organicallyfusesintogether.Thesystemcompletedthedemolition,sortingaworkpiece,theproductionprocesssimulationofaproductionline.Firstbythefeedingstationtoproviderawmaterials,transportstationwillbesenttotheprocessingstationforprocessing,andthensenttotheassemblystationforinstallation,andfinallybythesortingstationsorting.

Designworktofeed,processing,assembling,transporting,sortingunitastheoveralldesignofautomaticproductionline,formingamechanicalplatformisatypicalautomaticproductionline,themechanismofthesystemadoptspneumaticdrive,inverterdriveandstepper（servo）motorpositioncontroltechnology.ControlsystemadoptseachworkunitiscomposedofaPLCforthecontroltask,thePLCthroughtheRS485serialcommunicationtoachievetheinterconnectionofdistributedcontrolmode.So,thedesignofintegratedapplicationofavarietyoftechnicalknowledge,suchaspneumaticcontroltechnology,mechanicaltechnology（mechanicaltransmission,mechanicalconnections）,sensortechnology,PLCcontrolandnetworking,steppingmotorpositioncontrolandinvertertechnology.

KeyWordstransducer,PLC,motor

目录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

2YL-335A自动生产线概述 3

2.1自动化生产线（YL-335B）的基本组成 3

2.1.1YL-335A的基本功能 4

2.2YL-335B的电气控制 7

2.2.1YL-335B工作单元的结构特点 7

2.2.2YL-335B的控制系统 8

2.3自动化生产线工艺流程介绍 10

2.3.1供料站的工作流程 10

2.3.2装配站的工作流程 10

2.3.3加工站的工作流程 10

2.3.4输送站的工作流程 10

2.3.5分拣站的工作流程 11

3供料单元的结构与控制 12

3.1供料单元的结构 12

3.1.1供料单元的功能 12

3.1.2供料单元的结构组成 13

3.1.3气动控制回路 18

3.2供料单元的PLC控制及编程 19

3.2.1PLC的I/O接线 19

3.2.2供料单元的本地控制和网络控制 21

总结 25

致谢 26

考文献 27

27

1绪论

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。

因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。

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，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而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，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。

MCGS嵌入版组态软件具有强大的功能，并且操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。

同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问题，而将精力集中于解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。

MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。

实时性强、有良好的并行处理性能。

MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式，丰富、生动的多媒体画面。

完善的安全机制完善的安全机制多样化的报警功能。

支持多种硬件设备，实现“设备无关”。

良好的可维护性。

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。

因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。

因此，本设计将组态技术与PLC技术，有机结合起来，运用组态技术，对自动生产线的各单元进行高仿真。

达到模拟运行的目的。

2YL-335A自动生产线概述

2.1自动化生产线（YL-335B）的基本组成

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供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。

其外观如图3.1所示。

图3.1YL-335B外观图

其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都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，但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异步电动机的交流传动装置。

位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。

在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器，分别用于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技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。

在控制方面，YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即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。

用户可根据需要选择不同厂家的PLC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仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。

另一方面，掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。

2.1.1YL-335A的基本功能

YL-335A各工作单元在实训台上的分布如图1-2的俯视图所示。

图1-2俯视图

1、供料单元的基本功能：

供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。

具体的功能是：

按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。

如图3.2所示为供料单元实物的全貌。

图3.2供料单元实物的全貌

2、加工单元的基本功能：

把该单元物料台上的工件（