自动化生产线安装与调试毕业论文.docx

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毕业论文

自动化生产线的安装与调试

作者姓名：

段 东

专业、班级：

电气1002学号：

2010110208校内指导老师：

范文军

校外指导老师：

贾彤

完成时间：

2013/6/3

黄河水利职业技术学院自动化工程系

摘 要

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。

亚龙YL-335A型是一套典型的自动生产线实训考核装备。

它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。

我们此次要做的任务就是将这套设备上所有小站功能利用N:

N网络连接起来，模拟成一套高仿真的工业自动化生产线设备。

而在项目当中，综合了很多技术知识如:

电工电子技术、电气技术、传感器检测技术、PLC控制技术等。

所以，我们最后要想实现一个从供料站到分拣站的一个联机的流程，我们必须先对各小站进行了解，这个了解包括

PLC的接线，各单元的气动及传感器的位置调试和传感器在装置侧的接线。

然后编写个小站的程序，联机程序，最后实现一个联机的过程。

本文介绍了整个自动化生产线生产线的安装与调试。

关键词：

PLC；YL-335A；自动生产线

2012届毕业设计（论文）

目 录

摘 要 I.

III

目 录 II

第一章绪论 1

第二章嵌入式组态技术在自动化生产线中的应用 3

2.1MCGS嵌入版 3

2.2MCGS嵌入版组态软件的构成 3

2.2.1实时数据库 4

2.2.2主控窗口 4

2.2.3设备窗口 5

2.2.4用户窗口 5

2.2.5运行策略 5

第三章自动化生产线设备 6

3.1自动化生产线（YL-335B）的基本组成 6

3.2YL-335B的电气控制 10

3.2.1YL-335B工作单元的结构特点 10

3.2.2YL-335B的控制系统 10

3.3自动化生产线工艺流程介绍 12

3.3.1供料站的工作流程 12

3.3.2装配站的工作流程 12

3.3.3加工站的工作流程 13

3.3.4输送站的工作流程 13

3.3.5分拣站的工作流程：

13

3.4三菱FX系列PLCN:

N通信 14

3.4.1三菱FX系列PLCN:

N通信网络的特性 14

3.4.2安装和连接N:

N通信网络 15

3.4.3组建N:

N通信网络 17

第四章触摸屏 20

4.1TPC7062KS人机界面 20

4.2利用三菱FX系列的PLC制作简单启保停的监控画面 20

4.2.1组态的设计 20

4.2.2程序的编写 21

4.2.3TPC7062KS人机界面的硬件连接 22

第五章自动生产线监控画面的制作 24

5.1规划联机所需要的辅助继电器清单 24

5.2建立仿真画面 25

5.2.1创建新的工程 25

5.2.2建立新的画面 25

5.2.3定义变量及命令语言 27

5.3工程下载 30

第六章总结 32

致谢 33

参考文献 34

第一章绪论

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。

35

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。

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第二章嵌入式组态技术在自动化生产线中的应用

2.1MCGS嵌入版

MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的，专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件，MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分，它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。

适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。

通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。

此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境，用于对组态后的工程进行模拟测试，方便用户对组态过程的调试。

2.2MCGS嵌入版组态软件的构成

MCGS嵌入式体系结构分为组态环境、模拟运行环境和运行环境三部分。

组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件，可以在PC机上运行。

用户可根据实际需要裁减其中内容。

它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。

运行环境则是一个独立的运行系统，它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。

运行环境本身没有任何意义，必须与组态工程一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。

一旦组态工作完成，并且将组态好的工程通过串口或以太网下载到下位机的运行环境中，组态工程就可以离开组态环境而独立运行在下位机上。

从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。

由MCGS嵌入版生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，如图2.2所示。

图2.2MCGS的构成

窗口是屏幕中的一块空间，是一个“容器”，直接提供给用户使用。

在窗口内，用户可以放置不同的构件，创建图形对象并调整画面的布局，组态配置不同的参数以完成不同的功能。

在MCGS嵌入版中，每个应用系统只能有一个主控窗口和一个设备窗口，但可以有多个用户窗口和多个运行策略，实时数据库中也可以有多个数据对象。

MCGS嵌入版用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面，组态配置各种不同类型和功能的对象或构件，同时可以对实时数据进行可视化处理。

2.2.1实时数据库

实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。

MCGS嵌入版使用自建文件系统中的实时数据库来管理所有实时数据。

从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库，系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。

实时数据库自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理，同时它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其它部分，以便触发相关事件，进行实时处理。

因此，实时数据库所存储的单元，不单单是变量的数值，还包括变量的特征参数（属性）及对该变量的操作方法

（报警属性、报警处理和存盘处理等）。

这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。

实时数据库采用面向对象的技术，为其它部分提供服务，提供了系统各个功能部件的数据共享。

2.2.2主控窗口

主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓，以及运行流程、特性参数和启动

2012届毕业设计（论文）

特性等项内容，是应用系统的主框架。

2.2.3设备窗口

设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部设备的操作和控制。

设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备。

一个应用系统只有一个设备窗口，运行时，系统自动打开设备窗口，管理和调度所有设备构件正常工作，并在后台独立运行。

注意，对用户来说，设备窗口在运行时是不可见的。

2.2.4用户窗口

用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象：

图元、图符和动画构件。

图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面和定义动画的方法。

动画构件对应于不同的动画功能，它们是从工程实践经验中总结出的常用的动画显示与操作模块，用户可以直接使用。

通过在用户窗口内放置不同的图形对象，搭制多个用户窗口，用户可以构造各种复杂的图形界面，用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。

2.2.5运行策略

运行策略本身是系统提供的一个框架，其里面放置有策略条件构件和策略构件组成的“策略行”，通过对运行策略的定义，使系统能够按照设定的顺序和条件操作实时数据库、控制用户窗口的打开、关闭并确定设备构件的工作状态等，从而实现对外部设备工作过程的精确控制。

一个应用系统有三个固定的运行策略：

启动策略、循环策略和退出策略，同时允许用户创建或定义最多512个用户策略。

启动策略在应用系统开始运行时调用，退出策略在应用系统退出运行时调