机电一体化实训操作系统说明书Word下载.docx

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为现代工业必不可少的设备之一。

2.西门子S7-300可编程控制器：

SIMATICS7-300是一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造过程中的应用。

模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

S7-300具有以下显著特点：

●循环周期短，处理速度高

●指令集功能强大、可用于复杂功能

●产品设计紧凑、可用于空间有限的场合

●模块化结构、适合密集安装

●有不同档次的CPU、各种各样的功能模块合I/O模块可供选择

●100％免维护

STEP7编程软件用于SIMATICS7等的编程、监控和参数设置的标准工具，为了在个人计算机上使用STEP7,应配置MPI通信卡或PC/MPI通信适配器，将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络，来下载和上载PLC的用户程序和组态数据。

3.PROFIBUS网络：

PROFIBUS是一种国际性的开放式现场总线标准，属于单元级和现场级的SIMATIC网络，适用于传输中小量的数据。

其开放性可以允许许多家厂商开发各自的符合PROFIBUS协议的产品，这些产品均可以连接在同一个PROFIBUS网络上。

PROFIBUS是一种电气网络，物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤或无线传输。

目前的PROFIBUS有三种系列：

PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。

PROFIBUS-DP应用于现场级；

PROFIBUS-PA用于车间级；

PROFIBUS-FMS专为过程自动化设计，可用于有爆炸危险的环境中。

我们在设备中使用的是PROFIBUS-DP。

PROFIBUS-DP的最高传输率为12Mbps，经过优化的高速、廉价的传输形式，适用于自动控制系统与现场设备之间的实时通信，它采用了RS-485传输。

4.西门子S7-200可编程控制器：

S7-200系列属于整体式小型PLC,用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统，将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。

EM277PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200CPU连接到PROFIBUS-DP网络。

通信速率为9600～12Mbps。

STEP7-Micro/Win32是专门为S7-200设计的，在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中的CP5611等通信卡与计算机通信。

三系统单元介绍及资料

本系统的8个单元各自配有自己的SIEMENSS7-200PLC可编程序控制器作为单元控制器，每个单元还配有独立的操作按钮：

自动/手动选择；

启动/停止选择；

单步运行；

系统复位。

因为每一站都可以方便的连接电源系统，气动系统，机械系统，操作系统，所以每一站可以作为独立的系统进行控制，也可以根据不同的需要进行两站或者多站组合，完成所需要的系统动作。

其中每站可以进行单步分解动作控制，单站手动单循环控制，自动响应循环控制。

0.0号工作台主要功能：

①整套设备的总电源供应（AC220V和DC24V）,具有电路分断和急停的功能，通过工作台后面的电源插孔和导线依次连接到后续的工作台上；

②整套设备的总气源供应，具有气路急停和气压调节的功能，通过工作台前面的气路快接插头和气管依次连接导后续的工作台上；

③触摸屏和S7-300PLC固定在网孔板上，同时从0号台取得电源（触摸屏使用DC24V供电，S7-300PLC使用AC220V供电）

0号台外形图

1储料单元

动作过程：

工件由气缸推出到料板上，然后等待下一单元将工件取走。

气缸的顶出与收回靠一个二位五通双控电磁阀控制。

由传感器识别顶料杆（气缸）的位置；

当传感器无信号时说明料库中无原料，顶料杆不能推出；

由行程开关完成识别工件是否已被推到料板上。

动作要求：

-工件通过顶料杆由仓库被分离到料板上

-判断料板上有无工件

-当料库无工件时，顶料杆将不能推出

-当工件被分离到料板上后，发出信号给下一单元

第一站挂板配线图

第一站托板配线图

2翻转送料单元

翻转臂在两个单元间设定的位置准确地传送工件。

采用直流减速电机完成该动作，并通过真空吸盘抓取工件。

系统通过三个传感器识别旋转臂的位置，并向其他单元发出启动信号；

由一个微动开关识别工件是否被抓牢.

-工件被抓取

-当工件被抓取后，旋转臂由左向右运动

-旋转臂到达右侧将释放工件

-释放工件后旋转臂向左运动

第二站挂板配线图

第二站托板配线图

3尺寸检测单元

当接到工件后，托料盘上升至顶端，由传感器识别工件的高度是否符合要求。

若“合格”，托料盘下降至中部停稳后，推料气缸工作，将工件推出，工件将沿滑槽到下一单元，当下一站单元识别工件已到位，这时停在中部的托料盘继续下降到底端，等待下一工件的到来；

若“不合格”，托料盘直接下降至底端。

将不合格工件，推入废料槽。

-托料盘上升

-托料盘到达顶部，需要延时（进行检测）

-根据测量结果，托料盘下降到中部或底部推料

-记录检测结果

第三站挂板配线图

第三站托板配线图

4材质检测单元

当接到工件后传送带开始转动，带动工件向后运动，其间经过三个传感器，来识别工件的材质，到达检测完成位置后发出信号由下一个工作站将工件取走，传送带停止转动，等待下一个工件的到来。

-由变频器驱动三相交流电动机来完成工件在传送带上的运动和停止

-存储工件的检测结果，提供给加工单元和立体仓储单元

第四站挂板配线图

第四站托板配线图

5机械手搬运单元

当工件被送到机械手下方后，机械手将向下运动，然后锁紧夹爪，当工件被夹住后，机械手上升，到达上端后，手臂向右旋转180°

。

当到达右侧后夹爪向下并释放工件，然后上升，最后机械手臂向左摆动、复位，并发出信号，将控制权交给下一单元。

-机械夹爪上下运动

-机械夹爪锁紧后将有信号产生

-机械手臂左右摆动（180°

）

-只有当机械手臂下降到低端时才能作开合动作

-完成动作后，发出信号给下一单元

第五站挂板配线图

第五站托板配线图

6加工单元

当工件被送到锁紧槽后，拉缸向后，将工件锁紧，然后钻机启动，并缓慢下降，当到达规定位置后钻机上升，升至顶端后停转，这时拉缸复位向前，并发出信号，将控制权移交给下一站。

-钻机旋转

-钻机上下运动

-锁紧槽锁紧（既拉缸向后）后，钻机才能旋转并下降

-锁紧槽释放后要发出一个信号给下一站

第六站挂板配线图

第六站托板配线图

7传送单元

接到信号后，旋臂顺时针旋转180°

，当到达工件上方时，旋臂下降，再抽真空，工件被吸住后，旋臂上升至顶端，并逆时针旋转180°

后旋臂真空释放将工件放置在立体仓库得接料库位上，为下次动作作准备。

-旋臂做上下运动

-旋臂顺时针或逆时针旋转180°

-用抽真空抓取工件

第七站挂板配线图

第七站托板配线图

8立体仓储单元

接到第4站的取空料盘信号后，叉车根据来料种类将该类库位的空盘取出并放置在装料位,等待第7站将来料装入料盘中,当第7站完成放料的工作后,叉车将料盘放入相应料仓位。

叉车返回原位,为下次动作做准备，同时在仓库未满的情况下，触发第1站的动作。

-何种货物及到来的先后顺序由程序事先指定所放的库位

-叉车作X,Y,Z三维的运动

-叉车运行定位信号由传感器产生

第八站挂板配线图

第八站托板配线图

四附录

附录A：

系统整体动作流程图：

摆杆向左

顶料杆收回

启动

摆缸向右

顶料杆推出

抽真空抓件

工件释放

摆缸复位

料块下降“合格”

料块上升

检测

N

Y

料块下降“不合格”

推料“不合格”

检测工件材质

机械手向下

传送带转动

机械手向上

机械手摆向右

机械手闭合

机械手下降

机械手打开、向上

机械手臂向左

是塑料工件？

卡料缸拉紧

第八站判断工件材质

取相应空盘到接料位

旋转臂下降

抽真空

旋转臂左转

旋转臂右转

真空释放

旋转臂上升

叉车入库

附录B：

单元PLC输入/输出部件使用明细表：

序号

名称

传感器数量（个）

驱动部件数量（个）

光电传感器

霍尔传感器

电感传感器

磁性开关

微动开关

电磁阀

继电器

驱动器控制

1

储料单元

2

翻转送料单元

3

尺寸检测单元

4

材质检测单元

5

机械手搬运单元

6

加工单元

7

传送单元

8

立体仓储单元

标号定义

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GD×

HE×

DG×

QG×

KG×

D×