機電系統(tǒng)控制實驗報告

1、穿銷單元工件穿銷實驗報告一、前言模塊化柔性制造綜合實訓系統(tǒng)最大特點是以機器人技術(shù)為核心的技術(shù)綜合性和系統(tǒng)性，又兼顧模塊化特征。綜合性體現(xiàn)在機器人技術(shù)、機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、PLC工控技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)等多種技術(shù)的有機結(jié)合，并綜合應用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動等機構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機地融合在一起。系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對獨立的模塊，并具有較強的互換性?？筛鶕?jù)實訓需要或工作任務的不同進行不同的組合、安裝和調(diào)試，達到模擬生產(chǎn)性功能和整合學習功能的目標，十分適合教學實訓考

2、核或技能競賽的需要。通過該系統(tǒng)，學生經(jīng)過實驗了解生產(chǎn)實訓系統(tǒng)的基本組成和基本原理，為學生提供一個開放性的，創(chuàng)新性的和可參與性的實驗平臺，讓學生全面掌握機電一體化技術(shù)的應用開發(fā)和集成技術(shù)，幫助學生從系統(tǒng)整體角度去認識系統(tǒng)各組成部分，從而掌握機電控制系統(tǒng)的組成、功能及控制原理?？梢源龠M學生在掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡技術(shù)、機械設(shè)計、電氣自動化、自動控制、機器人技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)等方面的學習,并對電機驅(qū)動及控制技術(shù)、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與應用、計算機網(wǎng)絡通信技術(shù)和高級語言編程等技能得到實際的訓練，激發(fā)學生的學習興趣，使學生在機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計、裝配、調(diào)試能力等方面能得到綜合提高。體現(xiàn)整體

3、柔性系統(tǒng)教學的先進性。二、實驗目的1、了解PLC的工作原理；2、掌握PLC編程與操作方法；3、了解氣缸傳感器的使用方法；4、掌握PLC進行簡單裝配控制的方法。三、實驗設(shè)備1、模塊化柔性制造綜合實訓系統(tǒng)一套；2、安裝西門子編程軟件STEP7-MicroWIN SP6的計算機一臺；3、西門子S7-200 PLC編程電纜一條。四、實驗原理學生可通過實驗驗證工業(yè)現(xiàn)場中如何使用PLC對控制對象進行控制，我公司提供PLC源程序，學生可在源程序的基礎(chǔ)上進行進一步編程，將編寫好的程序通過編程電纜寫入到PLC中，來驗證自己的設(shè)計。穿銷單元包括漏斗型料倉、落料機構(gòu)、穿銷機構(gòu)、工件輸送帶四部分，如圖1-10-1所示

4、。圖1-10-1 穿銷單元結(jié)構(gòu)圖各部件名稱和作用介紹如下： SEN1：光纖傳感器，用來檢測料庫是否有料；SEN2：接近開關(guān)，用與皮帶輸入端托盤檢測，檢測托盤位置；SEN3：反射光電開關(guān)，用與穿銷工位處工件檢測，檢測工件位置；SEN4：反射光電開關(guān)，用于皮帶輸出端托盤檢測，檢測托盤位置；SEN5：光電開關(guān)，用來檢測旋轉(zhuǎn)下料電機旋轉(zhuǎn)的位置；ELN1：磁性開關(guān)，用來檢測落料氣缸縮回位置；ELP1：磁性開關(guān)，用來檢測落料氣缸伸出位置；ELN2：磁性開關(guān)，用來檢測穿銷氣缸縮回位置；ELP2：磁性開關(guān)，用來檢測穿銷氣缸伸出位置；YV1：阻擋氣缸電磁閥，通過此電磁閥來控制阻擋氣缸的伸出與縮回；YV2：落料氣

5、缸電磁閥，通過此電磁閥來控制落料氣缸的伸出與縮回；YV3：穿銷氣缸電磁閥，通過此電磁閥來控制穿銷氣缸的伸出與縮回；M1：輸送帶電機，帶動輸送帶運行；M2：旋轉(zhuǎn)落料電機，通過電機帶動落料機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)落料。本實驗中用到的PLC控制部分輸入輸出點配置表如表1-10-1所示，請仔細閱讀此表。表1-10-1 穿銷單元控制系統(tǒng)PLC部分輸入輸出點配置表輸入點信號說 明輸入狀態(tài)ONOFFI0.0START啟動按鈕有效無效I0.1STOP停止按鈕有效無效I0.2RESET復位按鈕有效無效I0.3CEMG緊急停止按鈕有效無效I0.4SEN1銷子下料處工件有無檢測光纖傳感器有效無效I0.5SEN2傳送帶工件輸入

6、接近開關(guān)有效無效I0.6SEN3穿銷工位反射光電開關(guān)有效無效I0.7SEN4傳送帶工件輸出反射光電開關(guān)有效無效I1.01EL-落料氣缸縮回位置磁性開關(guān)有效無效I1.11EL+落料氣缸伸出位置磁性開關(guān)有效無效I1.22EL-穿銷氣缸縮回位置磁性開關(guān)有效無效I1.32EL+穿銷氣缸伸出位置磁性開關(guān)有效無效I1.4SEN5落料電機旋轉(zhuǎn)位置光電開關(guān)有效無效I1.5M/A單/聯(lián)機選擇開關(guān)單機聯(lián)機輸出點信號說 明輸出狀態(tài)ONOFFQ0.4START-HL啟動指示燈有效無效Q0.5STOP-HL停止指示燈有效無效Q0.6RESET-HL復位指示燈有效無效Q0.7ALM-HL報警指示燈有效無效Q1.0M1傳送

7、帶電機有效無效Q1.1M2下料電機有效無效Q1.2YV1穿銷工位定位氣擋電磁閥有效無效Q1.3YV2落料氣缸電磁閥有效無效Q1.4YV3穿銷氣缸電磁閥有效無效在這個項目中使用的是S7-200系列西門子PLC,我司首先選用西門子指定編程軟件為STEP7-MicroWIN SP6系列版本軟件，如圖：啟動編程軟件即可進入西門子PLC 編程界面如圖1-10-2所示。根據(jù)我司提供的西門子PLC編程手冊操作西門子s7-200系列PLC，用特定編程軟件進行PLC 程序的寫入和更改。圖1-10-2 S7-200 PLC 編程界面按照要求預先安裝PLC 下載電纜的驅(qū)動,顯示下載虛擬口為COM4，如圖1-10-3

8、所示。圖1-10-3 PPI編程電纜通信端口以下是穿銷單元觸摸屏監(jiān)控界面，如圖1-10-4和圖1-10-5所示，聯(lián)機運行時通過觸摸屏對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)測，單機時通過觸摸屏對系統(tǒng)進行手動控制并監(jiān)測其運行狀態(tài)；圖1-10-4 穿銷單元自動控制界面圖1-10-5 穿銷單元手動控制界面 面板接線說明通過本系統(tǒng)進行學習和實驗時，需要學生自己進行連線。本單元接線面板如圖1-10-6至圖1-10-9所示。14圖1-10-6 穿銷單元接線區(qū)圖1-10-7電源模塊 圖1-10-8按鈕、指示燈模塊 圖1-10-9 CPU226CN可編程控制器模塊 凡需24V直流電源供電的，請將其連接至電源模塊24V區(qū)，需接地的

9、請連接至電源模塊GND區(qū)。連接時24V連接使用紅色線，GND連接使用黑色線，輸入點（I）連接使用黃色線，輸出點（Q）連接使用綠色線。具體連接請參見表1-10-2。表1-10-2 穿銷單元面板接線說明模塊被連接點連接點連接點所屬模塊信號說明穿銷單元接線區(qū)I0.4I0.4可編程控制器（輸入部分）SEN1I0.5I0.5可編程控制器（輸入部分）SEN2I0.6I0.6可編程控制器（輸入部分）SEN3I0.7I0.7可編程控制器（輸入部分）SEN4I1.0I1.0可編程控制器（輸入部分）1EL-I1.1I1.1可編程控制器（輸入部分）1EL+I1.2I1.2可編程控制器（輸入部分）2EL-I1.3I1

10、.3可編程控制器（輸入部分）2EL+I1.4I1.4可編程控制器（輸入部分）SEN5Q1.0Q1.0可編程控制器（輸出部分）M1Q1.1Q1.1可編程控制器（輸出部分）M2Q1.2Q1.2可編程控制器（輸出部分）YV1Q1.3Q1.3可編程控制器（輸出部分）YV2Q1.4Q1.4可編程控制器（輸出部分）YV3V+24V電源模塊24V區(qū)V-GND電源模塊GND區(qū)可編程控制器模塊（輸入部分）I0.0SB1-1按鈕、指示燈模塊STARTI0.1SB2-1按鈕、指示燈模塊STOPI0.2SB3-1按鈕、指示燈模塊RESETI0.3SB7-3按鈕、指示燈模塊CEMGI0.4I0.4穿銷單元接線區(qū)SEN1

11、I0.5I0.5穿銷單元接線區(qū)SEN2I0.6I0.6穿銷單元接線區(qū)SEN3I0.7I0.7穿銷單元接線區(qū)SEN4I1.0I1.0穿銷單元接線區(qū)1EL-I1.1I1.1穿銷單元接線區(qū)1EL+I1.2I1.2穿銷單元接線區(qū)2EL-I1.3I1.3穿銷單元接線區(qū)2EL+I1.4I1.4穿銷單元接線區(qū)SEN5I1.5SA1-2按鈕、指示燈模塊M/A1M24V電源模塊24V區(qū)2M24V電源模塊24V區(qū)可編程控制器模塊（輸出部分）Q0.4HL1-1按鈕、指示燈模塊START-HLQ0.5HL2-1按鈕、指示燈模塊STOP-HLQ0.6HL3-1按鈕、指示燈模塊RESET-HLQ0.7HL4-1按鈕、指示

12、燈模塊ALM-HLQ1.0Q1.0穿銷單元接線區(qū)M1Q1.1Q1.1穿銷單元接線區(qū)M2Q1.2Q1.2穿銷單元接線區(qū)YV1Q1.3Q1.3穿銷單元接線區(qū)YV2Q1.4Q1.4穿銷單元接線區(qū)YV3L+24V電源模塊24V區(qū)MGND電源模塊GND區(qū)按鈕、指示燈模塊SB1-1I0.0可編程控制器（輸入部分）STARTSB1-2GND電源模塊GND區(qū)SB2-1I0.1可編程控制器（輸入部分）STOPSB2-2GND電源模塊GND區(qū)SB3-1I0.2可編程控制器（輸入部分）RESETSB3-2GND電源模塊GND區(qū)SB7-3I0.3可編程控制器（輸入部分）CEMGSB7-1GND電源模塊GND區(qū)SA1-

13、1GND電源模塊GND區(qū)SA1-2I1.5可編程控制器（輸入部分）M/AHL1-1Q0.4可編程控制器（輸出部分）START-HLHL1-2GND電源模塊GND區(qū)HL2-1Q0.5可編程控制器（輸出部分）STOP-HLHL2-2GND電源模塊GND區(qū)HL3-1Q0.6可編程控制器（輸出部分）RESET-HLHL3-2GND電源模塊GND區(qū)HL4-1Q0.7可編程控制器（輸出部分）ALM-HLHL4-2GND電源模塊GND區(qū)五、實驗步驟1、關(guān)閉氣泵氣路開關(guān)，啟動氣泵到預定壓力后開啟氣路開關(guān)；圖1-10-10 穿銷單元單機實驗程序2、接通總控臺連接器操作盒上的電源連線，打開電源開關(guān)；3、啟動計算機

14、，將西門子編程電纜（PPI）連接穿銷單元的PLC和計算機，運行STEP7-MicroWIN軟件，打開資料庫的實驗文件夾中“穿銷單元單機實驗程序.mwp”，出現(xiàn)如圖1-10-10所示界面；4、按下快捷按鈕，編譯程序；5、查看西門子PLC硬件上模式選擇選項把它撥到“STOP”模式，如圖1-10-11所示；圖1-10-11 S7-200 PLC 圖1-10-146、右鍵單擊“我的電腦”，選擇“管理設(shè)備管理器端口”，查看PPI通信占用的端口為“COM4”，如圖1-10-12及圖1-10-13所示；圖1-10-13 通信端口7、STEP 7-Micro/WIN中，單擊瀏覽條中查看的“通信”圖標 ，或從菜

15、單選擇查看 > 組件 >通信。如圖1-10-14所示；8、從“通信”對話框的左側(cè)窗格，單擊顯示“設(shè)置PG/PC接口”的按鈕，如圖1-10-15所示。圖1-10-14 通信選項圖1-10-15 通信對話框出現(xiàn)通訊協(xié)議接口設(shè)置對話框，如圖1-10-16所示。選中PC/PPI Cable(PPI) 選項，為PPI電纜下載模式。點擊“屬性”按鈕配置PPI下載線屬性。出現(xiàn)屬性對話框選中“本地連接”連接到“COM4”，“確定”以后配置完成；9、從“通信”對話框的右側(cè)窗格，單擊顯示“雙擊刷新”的藍色文字，如圖1-10-17所示。圖1-10-16通訊協(xié)議接口設(shè)置圖1-10-17 通信對話框圖1-1

16、0-18 下載窗口如果您成功地在網(wǎng)絡上的個人計算機與設(shè)備之間建立了通訊，會顯示一個設(shè)備列表（及其模型類型和站址）。STEP 7-Micro/WIN在同一時間僅與一個PLC通訊。會在PLC周圍顯示一個紅色方框，說明該PLC目前正在與STEP 7-Micro/WIN通訊。您可以雙擊另一個PLC，更改為與該PLC通訊；10、按下快捷按鈕，將把已經(jīng)編譯好的沒有錯誤的文件下載到PLC中，如果通信正確將出現(xiàn)如圖1-10-18所示界面。點擊按鈕“下載”，程序?qū)⑾螺d到PLC 內(nèi)存中；11、一旦下載成功，在PLC中運行程序之前，您必須將PLC從STOP（停止）模式轉(zhuǎn)換回RUN（運行）模式。單擊工具條中的 “運行

17、”按鈕，或選擇PLC > 運行，轉(zhuǎn)換回RUN（運行）模式。12、程序下載完成后點擊“確定”按鈕，程序開始運行；13、將“單/聯(lián)機”選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向“單機”；14、按下操作面板上的“復位按鈕”，噴涂烘干單元輸送帶運行3s后停止，完成復位。復位時復位指示燈亮，停止燈滅。復位完成復位指示燈熄滅，停止燈亮；15、本實驗程序分為兩個流程，當穿銷動作完成后，程序就開始分為輸送帶運行流程和落料流程，輸送帶流程在程序中的起始步是S3.0，實驗步驟從21步到23步，落料流程在程序中的起始步是S1.5；實驗步驟從24步到27步；16、將裝好工件的托盤放在皮帶輸入端，此時可以觀察到PLC輸入點I0.5變亮，表明已

18、經(jīng)檢測到皮帶輸入端有工件。把銷子裝入落料漏斗中，至少2個光纖傳感器才可以檢測到有料，按下啟動按鈕，輸送帶開始運行；17、當穿銷工位檢測到工件時，阻擋氣缸伸出，延時0.3秒后，輸送帶停止；18、延時1秒后，穿銷氣缸伸出，當伸出位置磁性開關(guān)檢測到穿銷氣缸到位后，延時1秒；19、延時時間到，穿銷氣缸縮回，當縮回位置磁性開關(guān)檢測到穿銷氣缸縮回到位后，延時1秒；20、延時時間到，程序開始分為兩個流程，輸送帶運行流程在程序中的開始步是S3.0，落料流程在程序中的開始步是S1.5；21、S3.0接通時，阻擋氣缸縮回，延時1秒；22、延時時間到，輸送帶第2次啟動；23、當皮帶輸出端檢測到工件時，輸送帶停止，等待落料動作完成信號S2.0，落料完成時，S2.0接通，程序返回初始步，等待下一次啟動；24、S1.5接通時，落料電機啟動；25、當落料電機位置檢測開關(guān)再次檢測到時，落料電機停止，表明落料電機已旋轉(zhuǎn)一周，延時1秒；26、延時時間到，落料氣缸伸出，當伸出位置磁性開關(guān)檢測到落料氣缸到位后，延時1秒；27、延時時間到，落料氣缸縮回，落料流程結(jié)束；28、需要重復實驗時，可等待流程結(jié)束后再次放好工件，重新啟動