喷涂烘干单元.docx

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喷涂烘干单元

信息与电气工程学院

课程设计说明书

（2015/2016学年第一学期）

课程名称：

工业监控系统工程设计

题目：

喷涂烘干单元

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计周数：

2周

设计成绩：

2015年12月31日

1、课程设计目的

1.了解工件喷涂不同颜色的工作原理；

2.掌握工件喷涂的控制方法；

3.熟练编写PLC程序；

4.按照设备形状和动作画出监控界面以及动作同步；

5.实现力控和PLC的通信，达到画面与实际动作同步。

2、课程设计的内容和要求

2.1实验设备

（1）柔性生产线一套；

（2）安装西门子编程软件STEP7-MicroWINSP6的计算机一台；

（3）西门子编程下载电缆一条。

PLC简介

可编程控制器简称PC（英文全称：

ProgrammableController），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：

ProgrammableLogicController）和可编程序控制器PC几个不同时期。

为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。

1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

”

S7-200PLC

S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

其中，S7-200系列PLC是德国西门子公司生产的超小型化PLC。

它适用于各种场合中的自动检测、监测及控制等。

S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2.2实验原理

喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。

可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂以及上述基本喷涂形式的各种派生的方式，如大流量低压力雾化喷涂、热喷涂、自动喷涂、多组喷涂等。

喷涂作业生产效率高，适用于手工作业及工业自动化生产，应用范围广主要有五金、塑胶、家私、军工、船舶等领域，是现今应用最普遍的一种涂装方式；喷涂作业需要环境要求有百万级到百级的无尘车间，喷涂设备有喷枪，喷漆室，供漆室，固化炉/烘干炉，喷涂工件输送作业设备，消雾及废水，废气处理设备等。

喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济损失。

大流量低压力雾化喷涂是低的雾化气压和低空气射流速度，低的雾化涂料运行速度改善了涂料从被涂物表面反弹出来的情况。

使上漆率从普通空气喷涂的30%～40%，提高到了65%～85%。

在轻革涂饰中用喷枪或喷浆机将涂饰喷于革面上。

工件先用颜色识别传感器检测出来颜色，然后输送到后边相应的工位进行不同颜色的模拟喷涂，喷涂完成后输送到传送装置的末端，然后再回到初始位置，完成一个工件的喷涂任务。

动作要求：

传送带上传感器检测到有工件通过时，阻拦杆放下，拦截，等待吸盘搬运。

搬运到喷涂平台，喷涂平台会按照颜色传感器，把该工件运送到对应的颜色喷头来进行喷涂，喷涂完毕，运送到下一个烘干单元，烘干完毕，运送到末端，运送平台回到初始位置。

技术要求：

（1）按照动作要求编写PLC程序。

（2）按照设备形状和动作画出监控画面以及动作同步。

（3）实现力控和PLC的通信，达到画面与实际动作同步。

（4）课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确。

表一喷涂烘干单元PLC部分输入输出点配置表

输入点

信号

说明

输入状态

OFF

I0.0

CEMG

启动

有效

无效

I0.1

PWR-ON

停止

有效

无效

I0.2

CEMG

急停

有效

无效

I0.3

M/A

手/自动

有效

无效

I0.4

PWR-ON

上电

有效

无效

I0.5

ELP1

真空吸附搬运机械手正向限位光电开关

有效

无效

I0.6

ELN1

真空吸附搬运机械手负向限位光电开关

有效

无效

I1.0

ELP2

喷涂输送装置正向限位机械开关

有效

无效

I1.1

ELN2

喷涂输送装置负向限位机械开关

有效

无效

I1.2

SEN1

红色喷涂位置检测

有效

无效

I1.3

SEN2

黄色喷涂位置检测

有效

无效

I1.4

SEN3

蓝色喷涂位置检测

有效

无效

I1.5

SEN4

传送带工件检测

有效

无效

I2.0

颜色检测红色

有效

无效

I2.1

颜色检测黄色

有效

无效

I2.2

颜色检测蓝色

有效

无效

I2.3

SEN6

加热烘干位置检测

有效

无效

输出点

信号

说明

输出状态

Q0.0

1CP

真空吸附搬运机械手脉冲信号

Q0.1

2CP

喷涂输送装置脉冲信号

Q0.2

1DIR

真空吸附搬运机械手脉冲方向信号

有效

无效

Q0.3

2DIR

喷涂输送装置脉冲方向信号

有效

无效

Q0.5

ASTART

联机启动

有效

无效

Q0.6

HLALM

报警指示灯

有效

无效

Q0.7

传送带电机

有效

无效

Q3.0

YV1

真空吸盘伸缩气缸电磁阀

有效

无效

Q3.1

YV2

真空吸盘电磁阀

有效

无效

Q3.2

YV3

红色喷涂电磁阀

有效

无效

Q3.3

YV4

黄色喷涂电磁阀

有效

无效

Q3.4

YV5

蓝色喷涂电磁阀

有效

无效

Q3.5

YV6

传送带阻挡气缸电磁阀

有效

无效

Q3.6

FAN

风扇电机

有效

无效

柔性生产线主要由立体仓库出库单元、变频主轴成型加工单元、机器视觉检测单元、材料检测与多功能并联加工单元、工件尺寸检测单元、自动废品分拣单元、喷涂烘干单元、串联机器人装配单元、机械手包装单元、成品库与堆垛机单元及系统总控单元等十一个单元组成。

系统采用Profibus-DP协议进行数据交换。

其中系统总控单元为主站站号为2，其余十个单元为从站。

采用一主多从的模式。

所以对于喷涂烘干单元主从站协议如表二所示。

表二主从站通信协议

通信协议及设置

通讯速率

187.5Kbps

通信协议

Profibus-DP

输入（主站至从站）

从站号

地址

字节序号

位

说明

状态

（喷涂烘干单元）

VD0

Bit0

联机通讯（连接）

连接

断开

Bit1

（联机）复位

有效

无效

Bit2

（联机）启动

有效

无效

Bit3

（联机）停止

有效

无效

Bit4

完成响应

有效

无效

Bit5

报警状态清除

有效

无效

Bit0

红色

有效

无效

Bit1

黄色

有效

无效

Bit2

蓝色

有效

无效

输出（从站至主站）

从站号

地址

字节序号

位

通道号

（CH）

状态

（喷涂烘干单元）

VD4

Bit0

站点通讯（连接）情况

联机（连接）

断开

Bit1

机器复位状态信号

复位中

无效

Bit2

机器复位完成信号

复位完成

无效

Bit3

机器运行状态

运行中

停止

Bit4

请求输出

有效

无效

Bit5

工件

有

无

Bit7

未检测到颜色

有效

无效

Bit0

红色

有效

无效

Bit1

黄色

有效

无效

Bit2

蓝色

有效

无效

图一喷涂烘干单元布局

图二登录界面

图三监控组态主界面

2.3编写程序

西门子PLC编程界面

图四S7-200PLC编程界面

图五脚本编辑界面

程序编写如下：

IFSTART.PV==1THEN

zhufengji.PV=1;

a=a+1;

ifa>=5then

7chuchenji.PV=1;

endif

ifa>=10then6chuchenji.PV=1;endif

ifa>=15then5chuchenji.PV=1;endif

ENDIF

根据西门子PLC编程手册，操作西门子s7-200系列PLC编程软件，进行PLC程序的写入和更改，按照要求预先安装PLC下载电缆的驱动,显示下载虚拟口为COM4。

如图六所示。

图六PPI编程电缆通信端口

2.4实验步骤

（1）关闭气泵气路开关，启动气泵到预定压力后开启气路开关；

（2）接通总控台电源开关；

（3）接通喷涂烘干单元电源开关；

（4）将“联机/单机”开关置于单机位置；

（5）将西门子编程电缆（PPI）连接到喷涂烘干单元的PLC和计算机上，启动计算机，运行STEP7-MicroWIN软件，打开资料库的实验文件夹中“工件喷涂实验程序.mwp”，出现如图七所示界面；

图七喷涂烘干单元实验程序

（6）按下快捷按钮

编译程序；

（7）查看西门子PLC硬件上模式选择选项把它拨到“STOP”模式，如图八所示；

图八PLC拨码开关

（8）将程序下载到PLC中，点击“确定”；

（9）一旦程序下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行）模式。

单击工具条中的

“运行”按钮，或选择PLC>运行，转换回RUN（运行）模式；

（10）程序下载完成后点击“确定”按钮，程序开始运行；

（11）按下控制面板上的“启动”按钮，给单元上电，启动指示灯亮，停止指示灯熄灭；

（12）等待1秒，按下“启动”按钮，喷涂输送装置开始复位；

（13）等到报警指示灯“嘀”提示时，表示复位完成；

（14）把一个工件放到传送带输入端；

（15）按下“启动”按钮，传送带启动，当对射开关SEN4检测到工件时候，气挡放下，3s后传送带停止；

（16）机械搬运手爪将工件搬运到输送装置上；

（17）颜色识别传感器开始识别颜色，检测到颜色信号之后，输送装置自动开始运行，搬运手爪复位；

（18）根据颜色信息，输送装置的托盘停在相应的喷涂工位；

（19）喷涂电磁阀得电，开始模拟喷涂；

（20）2秒后，喷涂电磁阀失电，喷涂完成；

（21）输送到加热烘干位置，烘干2s；

（22）喷涂输送装置继续往末端运行，到达末端后再次安“启动”然后自动返回到复位完成位置；

（23）喷涂输送装置托盘回到复位完成位置后停止，完成一个工件的颜色检测和喷涂的工作；

（24）重复14-20步骤，完成下一个攻击的颜色识别和喷涂的工作；

2.5注意事项

（1）系统通电后，身体的任何部位不要进入系统运动可达范围之内；

（2）系统操作前，确保气泵已启动达到预定压力并且气路已开启；

（3）系统运动中，

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