机电一体化课程设计--模块化生产控制系统设计

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1、 1 引言引言 1.1 课题课题简介简介 本次毕业设计课题为“模块化生产控制系统设计”。 其主要任务就是通过分析研究 学校实验工作台系统， 结合所学知识以及先进控制技术， 对模块化生产线控制系统进行 研究。 1.2 工业模块化系统发展现状工业模块化系统发展现状 工业模块系统是一种以机电一体化为基础的自动化系统， 其中控制的部分现今在我 国大都是采用的是 PLC 控制。PLC 是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七 十年代的 PLC 只有开关量逻辑控制， 首先应用的是汽车制造行业。 它以存储执行逻辑运 算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制 各类机械

2、或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入 PLC 的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的 操作。PLC 的 CPU 内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行 一步该计数器自动加 1， 程序从起始步 （步序号为零） 起依次执行到最终步 （通常为 END 指令） ，然后再返回起始步循环运算。PLC 每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫 描周期。不同型号的 PLC，循环扫描周期在 1 微秒到几十微秒之间。PLC 用梯形图编程， 在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算 1K 逻辑程序不到 1 毫秒。它 把所有

3、的输入都当成开关量来处理，16 位（也有 32 位的）为一个模拟量。大型 PLC 使 用另外一个 CPU 来完成模拟量的运算。把计算结果送给 PLC 的控制器。 最终达到控制 的目的。 工业模块与智能系统是六十年代以来在信号处理、人工智能、控制论、计算机技术 等学科基础上发展起来的新型学科。该学科以各种传感器 为信息源，以信息处理与模 式识别的理论技术为核心，以数学方法与计算 机为主要工具，探索对各种媒体信息进 行处理、分类、理解并在此基础上 构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、途径 与实现，以提高系统性 能。工业模块与智能系统是一门理论与实际紧密结合，具有广 泛应用价值 的控制科学与工程

4、的重要学科分支。 2 系统设计系统设计 2.1 系统概括系统概括 该模拟生产线是由独立的六个工作站相互连接而成。 它们分别是上料检测站、 搬运 站、加工检测站、安装站、安装搬运站和分类站。这六个站连接成生产线后可完成工件 类别的检测、加工、搬运、安装和分类。 上料检测站功能： 回转上料台将工件依次送到检测工位； 提升装置将工件提升并检测工件颜色。 搬运站功能： 将工件从上站搬运至下一站。 加工站功能： 用回转台将工匠在四个工位间转换； 钻孔单元打孔； 检测单元检测正、次品。 安装站功能： 选择要安装工件的料仓； 将工件从料仓中推出； 将工件安装到位。 安装搬运站功能： 正品：将上站正品工件拿起放入安装工位； 将安装好工件拿起放下站。 次品：将上站次品工件拿起放入堆放次品处。 分类站功能： 将工件类型分类； 统计不同类型工件的数量。 本次毕业设计课题的主要任务是对上料检测站、安装搬运站、分类站这三个站进行 分析研究。 整个系统采用西门子 S7-200，型号为 26，额定电压为 220V，系统的传动以气动为 主，气源为空气压缩机，工作压力为 1Mpa,公称容积为 10 升，控制面板分