1、深圳 大学本科毕业论文 （设计） 深圳 大学 本科生毕业论文（设计） 题 目： 基于 PLC 自动生产线的研究 专 码： 机械设计制造与自动化 作者姓名： 学 号： 单 位： 指导教师： 2011 年 4 月 26 日深圳 大学本科毕业论文 （设计） 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外， 论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名： 年 月 日 指
2、 导 教 师 签名 ： 年 月 日 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 摘要 随着计算机 在 控制 应用领域 技术 的 不断 提升和进步 ，可编程控制器 件 的应用已普及成为自动化技术的重要组成部分 之一 。自动生产线的 核心是 一种 控制装置 ， 该装置 能 够实现 一个相对较高的水平自动化 。 PLC 中控制单元 在生产线的运行中 扮演一个决定性的角色。如何 设计 PLC 成为控制生产线效率 的 一个关键因素 。 可编程控制器最先出现在美国， 1968 年，美国的通用汽车公司（ GM）提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户的角度提出新一代控制器应具备十大条件 。 生产线可以 实现 更
3、多的自动化、智能化 ,并且得到很高的生 产效率 。 关键字： PLC ,自动化，生产线 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） Abstract With the improving of the technology of the computer in the field of control application and the progress, application of programmable control devices has become a popular one of the important part of automation technology. The
4、 core of the automatic production line is a kind of control device, the device can achieve a relatively high level of automation. PLC in the control unit in the operation of the production line plays a decisive role. How to design the PLC control the efficiency of the production line become a key fa
5、ctor. Programmable controller first appeared in the United States, in 1968, the American general motors (GM) puts forward the development of a new type of controller, and put forward a new generation of controller from the perspective of the user should have ten conditions. Production line can achie
6、ve more automatic and intelligent, and obtain high production efficiency. Key words: PLC, automation, production line 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 目 录 引 言 . 1 1 PLC 应用现状 . 1 1.1 工艺过程 . 1 1.2 研究意义 . 3 2 单元器件的简单介绍 . 3 2.1 传感器 . 3 2.2 S7-3OO PLC . 5 3 各单元控制系统的设计 . 6 3.1 PLC 对下料单元的控制 . 6 3.2 PLC 对加盖单元的控制 . 15 3.
7、3 穿销单元控制要求 . 22 4 S7-300 PLC 硬件组态及编程 . 29 4.1 设计流程 . 30 4.2 S7-3OO PLC 在系统中的主站控制变量传送分配表 . 39 4.3 S7-3OO PLC 在系统中的主站控制的基本要求 . 40 4.4 S7-300 PLC 梯形图 . 41 5 总结 . 44 6 参考文献 . 44 7 致谢 . 45 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 1 基于 PLC 自动生产线 的研究 引 言 自动生产线以流水线的基础实现产品生产过程自动化的一种机器体系。它可以实现加工，检测，运输等步骤的高度连续化工作，从而达到提高工作效率，降低生产的成
8、本的目的。 PLC在计算机技术与传统电气控制技术之间的专业“鸿沟”。在了解 PLC进而将 PLC 用于实际控制系统中 1 PLC 应用现状 1.1 工艺过程 为了全程控制整个生产线，本系统设置了主站作为总控制台，负责指挥调度整个装配生产线，保证其连续运行。主站的总控制的主要作用就是控制系统，调度，监视系统的运行情况。 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 2 生产线的设计工序复杂，具体采用机械传动，电器控制实现现代化的传输装配过程。自动化生产线的设计可以分为如下五个部分：总站单元，下料单元，加盖单元，穿销单 元，检测单元，分拣单元。它们之间的联系如下图所示： 图 1-2 自动化生产线的控制顺
9、序 图 1-2 控制系统组成框图 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 3 1.2 研究意义 本研究的自动生产线实验平台是在铝合金导轨式实训台上由下料、加盖、穿销、检测、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构采用气动驱动、变频器驱动和步进电机位置控制等技术，实验平台的控制方式采用各个工作单元均是一台独立的 PLC 控制，本实验平台综合采用传感器应用技术。在本实验平台上可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控 制过程，使使用者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，力求达到缩短理论教学与实际应用之间的距离。 本课题研究的自动生产线实验平台的设计，采用模块组合式的结构，各工作
10、单元是相对独立的模块，并采用标准结构和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性方便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。 2 单元器件的简单介绍 2.1 传感器 传感器的基本原理 传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需的有用信息的装置。它获取的信息可以是各种物理量。传感器的核心部件是敏感元件，它是传感器中 用来感知外界信息，并转换成有用信号的元件。 本套系统中用到的传感器大体上分为光电式传感器、光纤式传感器、电感式传感器、电容式传感器等。 （ 1）电感式接近开关 代号： 151685 代码 :SMTO-1-PS-S-LED-24-C 短路强度 :是
11、 测量原则 :磁阻 切换元件功能 :常开触点 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 4 开关输出 :PNP 电连接 :M8x1;3 针 ;插头 SMTO 为电感式接近传感器功能： SMT, SMTO (感应式 ) SMT 型电感式传感器含有振荡回路。当有磁场接近时回路中的电流 会发生变化并产生一个开关信号。 SMT 型接近式传感器主 要用于能够处 理开关信号的设备，譬如连接 至控制器。 （ 2）电容式传感器 电容传感器是无接触式位置传感器，所有进入它电场中的物质都将影响它的电场，这种变化通过内部电路转换为输出电信号。它具有高稳定性、温漂较低的特点，他的检测对象为金属和非金属（玻璃、木料、油类
12、、水及塑料制品等）。 系统中用到的电容式传感器为加工站的 PART_AV、 B1、 B2，用来检测旋转指示盘上是否有工件，如上图所示。 电容式接近传感器带有 LED 显示和电子接口，安装在一个聚合物结构的安装座上，通过 3 针插座连接。 图 3-1 电容式传感器 （ 3）电磁阀 代号： 161414 代码： CPV10-M1H-5LS-M7 驱动类型：电气的 设计结构：活塞滑块 复位类型 :空气弹簧 先导类型 :由先导控制 聊城大学东昌学院本科毕业论文 （设计） 5 阀功能 :5/2;单稳态 外形紧凑、功能强大，流量从 400 到 1600 升 /分钟 ，重量轻，安装空间小，CPV 阀岛可安装
13、在气动驱动器附近 ，可确保缩短响应时间，提高效率。 图 3-2 电磁阀 2.2 S7-3OO PLC S7-300（ PLC）是德国西门子公司在 S5 系列 PLC 的基础上于 1995 年陆续推出的性价比较高的 PLC 系统。其中， S7-300 由于其系统的优良特性，近年来被广泛应用于专用机床、纺织机械、 装机械、通用机械等方面；在控制系统、机床、楼宇自动化、电器制造工业等诸多领域也被广泛使用。 S7-300 提供了多种性能的 CPU 和丰富且带有许多功能的 I/O 扩展模块，具有高电磁兼容性和抗冲击性，使其具有很高的工业环境适应性。 因此八个站的 PLC 均为单机作业，也不需要扩展功能模块， PLC 之间也没必要网络通讯。所以每个站的 PLC 只由最基本的中央处理单元（ CPU）、电源模块（ PC）、信号模块（ SM）组成。 P A R T _A V 、 B1 、 B2 电容式传感器
