自动化生产线3.pptx

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1、设计背景现代化的自动生产设备的最大特点是它的综合性和系统性。在这里，机械技术、传感测试技术、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，使各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。在工业迅速发展的现代社会自动化生产线更是成为各个工矿企业的首选！亚龙YL-335B型自动生产线实训装备各系统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，利用YL-335B自动化生产线系统，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使我们在学校就得到了最优的学习资源。在YL-335B自动线实训系统中，运用PLC与变频器

2、的通信存在以下缺点：控制系统时需采用很多硬件；现场的布线复杂，容易引起躁声和干扰；PLC 与变频器之间交换的信息量很少；在变频器的启停控制中由于继电器、接触器等硬件的动作时间有延时，影响控制精度；通常变频器的故障状态由一个接点输出，PLC 能得到变频器的故障状态，但不能准确判断当故障发生时，变频器是何种故障。第1页/共26页设计思路及方案 亚龙YL-335B型自动生产线实训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。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，是一

3、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在该系统中也得有应用。对于亚龙YL-335B型自动生产线实训装备，我们做了深入的学习及思考。对于该自动化生产线系统各个站所选择的传感器、plc型号等等硬件及其工作过程做了深入学习，基于其中的一些问题我们做了相应的改进。基于传统的PLC 与变频器之间多采用端口进行控制，依靠PLC 的数字量输出来控制变频器的启停，依靠 PLC 的模拟输出来控制变频器的速度给定，这样做存在的一些问题，我们将西门子S7-200 PLC和西门子变频器利用USS协议通信作为一个典型的控制方案，做了通信程序

4、的标准化设计。系统运行的主令信号（复位、启动、停止等）通过触模屏人机界面给出。同时，人机界面上也显示系统运行的各种状态信息。第2页/共26页第一章第一章 YL-335B YL-335B自动化生产线硬件设计自动化生产线硬件设计 1.1 YL-335B1.1 YL-335B的基本组成的基本组成 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。其外观如图所示。第3页/共26页1.2 YL-335B1.2 YL-335B自动化生产线设备供电电自动化生产线设备供电电源源 图1.1 供电电源模块一次回路原理图第4页/共2

5、6页1.3 YL-335B1.3 YL-335B自动化生产线设备中的传感器自动化生产线设备中的传感器 1、磁性开关 YL-335B 所使用的气缸都是带磁性开关的气缸。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活位置，即检测活塞的运动行程的。图1.2 磁性开关的内部电路图 1.3 磁性开关第5页/共26页2 2、漫射式光电接近开、漫射式光电接近开关关 （a）E3Z-L型光电开关外形 (b)调节旋钮和显示灯 图1.4 CX-441（E3Z-L61）光电开关的外形和调节旋钮、显示灯 漫射式光电接近开关供料单元中，用来检

6、测 工件不足或工件有无的漫射式光电接近开关选用神视（OMRON）公司的 CX-441（E3Z-L61）型放大器内置型光电开关。该光电开关的外形如图1.4所示。第6页/共26页 3、光纤传感器 光纤型传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。光纤传感器组件如图1.5所示。图1.5 光纤传感器组件第7页/共26页1.4 YL-335B中各工作站PLC配置 1 1）、供料单元）、供料单元 根根据据工工作作单单元元装装置置的的I/O I/O 信信号号分分配配和和工工作作任任务务的的要要求求，供供料料

7、单单元元PLC PLC 选选S7-224 S7-224 AC/DC/RLY AC/DC/RLY 主主单单元元，共共1414点点输输入入和和1010点继电器输出。点继电器输出。第8页/共26页 供料控制子程序流程图第9页/共26页 2 2）、加工单元）、加工单元 加工单元选用S7-224 AC/DC/RLY 主单元，共14点输入和10点继电器输出。第10页/共26页 加工过程流程图第11页/共26页 3）、装配单元 装配单元的 I/O 点较多，选用 S7-226 AC/DC/RLY 主单元，共 24 点输入，16 点继电器输出。接线原理图如2.3所示。第12页/共26页4 4）、分拣单元）、分拣

8、单元 分拣单元分拣单元S7-224 XP AC/DC/RLYS7-224 XP AC/DC/RLY，1414点输点输入，入，1010点继电器输出点继电器输出。第13页/共26页5 5）、输送单元：）、输送单元：选用西门子选用西门子S7-226 DC/DC/DC S7-226 DC/DC/DC 型型PLCPLC，共，共2424点点输入，输入，1616点晶体管输出。点晶体管输出。第14页/共26页 输送过程流程图第15页/共26页1.5 气动技术在YL-335B自动化生产线中的应用 YL-335B所有工作单元的执行气缸都是双作用气缸，外观如右图，因此控制它们工作的电磁阀需要有二个工作口和二个排气口

9、以及一个供气口，故使用的电磁阀均为二位五通电磁阀。图1.6 电磁阀组第16页/共26页图1.7 供料单元气动控制回路的工作原理 例如：供料单元用了两个二位五通的单电控电磁阀。气动控制回路的工作原理如图1.7所示。图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸。1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。通常，这两个气缸的初始位置均设定在缩回状态。第17页/共26页第二章 YL-335B YL-335B自动化生产线软件设计 2.1 MM420变频器简介 YL-3

10、35B自动化生产线实训设备中分拣单元输送皮带的速度由变频器控制，该单元选用的变频器型号为：西门子 MM420变频器,该变频器额定参数为：电源电压：380V480V，三相交流 额定输出功率：0.75KW 额定输入电流：2.4A 额定输出电流：2.1A 外形尺寸：A型 操作面板：基本操作板（BOP）M第18页/共26页USS协议简介 USS（Universal Serial Interface Protocol，通用串行接口协议）协议是西门子公司为其变频器所开发的通用通信协议，可以支持变频器与PC或PLC 之间的通信连接，是一种基于串行总线进行数据通信的协议。S7-200 PLC可以将其通信端口设

11、置为自由口模式的USS 协议，以便实现PLC 对变频器的控制。第19页/共26页打开变频器的盖子后，就可以连接电源和电动机的接线端打开变频器的盖子后，就可以连接电源和电动机的接线端子。接线端子在变频器机壳下盖板内，机壳盖板拆卸后的样子。接线端子在变频器机壳下盖板内，机壳盖板拆卸后的样子和接线端子如图子和接线端子如图2.12.1所示所示 图2.1 MM420变频器的接线端子第20页/共26页2.2 2.2 组态在自动化生产线中的应用组态在自动化生产线中的应用第21页/共26页2.3 YL335BZI2.3 YL335BZI各个工作站之间的通信各个工作站之间的通信 下面以YL-335B各工作站PL

12、C 实现PPI通信的操作步骤为例，说明使用PPI协议实现通信的步骤。1、对网络上每一台PLC，设置其系统块中的通信端口参数，对用作PPI通信的端口（PORT0或PORT1），指定其地址（站号）和波特率。设置后把系统块下载到该PLC。具体操作如下：第22页/共26页 2 2、运行个人电脑上的运行个人电脑上的STEP7 V4.0STEP7 V4.0（SP5SP5）程）程序，打开设置端口界面，如图所示。序，打开设置端口界面，如图所示。第23页/共26页 3、利用PPI/RS485编程电缆单独地把输送单元CPU系统块里设置端口0为1号站，波特率为了187.5千波特，如图所示。同样方法设置供料单元CPU端口0为2号站；加工单元CPU端口0为3号站；装配单元CPU端口0为4号站；最后设置分拣单元CPU端口0为5号站，各站波特率为了187.5千波特第24页/共26页第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页