plc的fms系统中加工装配单元监控系统设计
Keywords: Flexible manufacturing;The processing and assembling; Monitor 目录
第1章 绪论1
1.1课题的背景意义1
1.2本课题的目的及研究意义1
1.3课题的主要任务2
1.4课题章节安排2
第2章 加工装配单元的结构与功能3
2.1 加工装配单元的基本结构3
2.2传送带模块的结构和功能4
2.2.1传送带模块的结构4
2.2.2传送带模块的功能5
2.2.3 三线制传感器的使用5
2.2.4三相异步电机与变频器的介绍7
2.3机械手模块的结构和功能10
2.3.1机械手模块的结构10
2.3.2机械手模块的功能11
2.3.3电磁阀的控制原理12
2.4加工模块的结构和功能13
2.4.1旋转工作台的结构13
2.4.2旋转工作台的功能14
2.4.3加工电机的结构14
2.4.4加工电机的功能14
2.4.5钻孔气缸的结构15
2.4.6钻孔气缸的功能15
2.4.7步进电机及步进驱动器17
2.5装配模块的结构与功能18
2.5.1物料盖检测装置的结构18
2.5.2物料盖检测装置的功能18
2.5.3物料盖搬运装置的结构18
2.5.4物料盖搬运装置的功能18
2.6 PLC的选型及扩展18
2.6.1 S7200PLC CPU的选型18
2.6.2 S7200扩展模块选型19
2.7 触摸屏简介20
2.8主要技术指标21
第3章 加工装配单元设计方案22
3.1总体设计方案22
3.1.1传送带模块的设计流程22
3.1.2机械手模块的设计流程23
3.1.3加工模块的设计流程24
3.1.4装配模块的设计流程24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.2 三台单元之间通信的设计流程25
第4章 加工装配控制程序设计27
4.1 加工装配单元程序设计27
4.1.1 程序符号表27
4.1.2 步进控制程序设计28
4.1.3 主体控制程序31
4.1.4 物料计数程序设计34
4.2 S7200PLC三台之间的PPI通信设计34
4.2.1 PPI通信的简单介绍34
4.2.2 三站的PPI通讯程序37第5章 监控画面设计与组态40
5.1昆仑触摸屏的编程软件40
5.2 人机界面的画面设计41
5.3昆仑触摸屏的画面组态45
第6章 系统的调试及出现的问题47
6.1系统的调试过程47
6.2 过程出现的问题及解决方案48
结语49
参考文献50
附录51
致谢75
第1章 绪论
1.1课题的背景意义
柔性制造系统简称FMS（Flexible Manufacture System），是概念模型的未来，并是工厂的新趋势，制造企业是确定未来发展的战略举措。届时，智能机器和人类之间产生的全面、协调和灵活的合作方式，在销售订单的生产经营活动。
近年来，柔性制造作为一种现代化的工业生产和科学的“哲学”和先进的工厂自动化的模式已被国际社会公认的，可以认为：柔性制造技术是基于自动化技术、信息技术及制造技术，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整和有机的系统，以实现全局动态最优化，总体高效益、高柔性，从而赢得竞争胜利的智能制造技术。
柔性制造也是世界上最先进的技术制造自动化技术，是制造商组织未来的宏伟蓝图，都将成为在第二十一世纪的制造业生产组织的主要模式。
加工装配单元主要是由三相电机传送带模块、旋转工作盘模块、气缸模拟加工与钻孔模块、上盖装配模块、机械手模块等组成。是一个模拟物料的加工与钻孔及物料的装配合成，并通过传送带将物料输送加工并输送给下一站的一个过程。在国内外已得到广泛应用。随着中国科技的不断发展，本课题研究的加工装配在实际生产环节中也起到非常重要的作用，所以本课题的实施和研究具有较大的意义。
1.2本课题的目的及研究意义
本课题是以加工装配单元为主体，与自动搬运和供料搬运两个单元相连接的一个设计，同时是柔性制造系统中的重要一环。加工装配单元在实际应用中也相当的广泛，在电子行业、机械加工行业等使用率非常高。随着中国现代化建设的发展，自动化生产设备的不断增多，也给很多企业带来前所未有的方便与利益。其中柔性制造环节是很多企业极其重要的一部分。
本毕业设计的目的是熟悉FMS中加工装配单元的机械结构、气控电路及电气元件的使用。通过电气控制系统的设计，实现三台生产线过程的自动控制，以实际生产过程为向导，结合大学4年所学的专业知识和理论基础，在实践中进行分析和解决问题，通过使用PLC与触摸屏来完成控制要求。
1.3课题的主要任务
本课题的主要是以加工装配为基础，与供料搬运单元、自动搬运单元这二站通过PPI通信，将三站连成一条简单柔性生产线，上位是通过触摸屏控制和监控。由其中一站作为主站，另两站为从站进行通信连接。
加工装配单元是将物料自动加工与装配的一个过程，在实际的应用中相当的广泛，给不少的企业减轻了人工所带来的不便，同事降低了总的生产成本。加工装配单元主要组成机构有：机械手模块、旋转工作台模块、传送带模块、钻孔模块、组合模块等5部分组成。控制方面主要涉及自动送料、自动搬运、自动加工、自动装配以及与另外两个单元的通信连接。此装置也具备了性价比高、可靠性高、效率高等优点，目前大部分的模拟柔性制造的教学设备都是采用PLC为主控制，运动控制一般都是由步进电机、三相电机、直流电机、伺服电机组成，气控方面都是由电磁阀和气缸组成，也是自动化设备中的代表。
本设计课题是以昆山巨林公司设计的柔性制造系统设备中的加工装配单元为对象，来完成三站之间的控制系统设计。控制器是市场上使用比较普遍且性能较好的国产西门子S7200CPU224XP实现，机械手是由CPU224XP控制，传送带是由扩展模块EM223及变频器控制，旋转工作台是由步进驱动器及CPU224控制，组合模块与钻孔模块由另一扩展模块EM223控制。监控画面是由北京昆仑通态触摸屏TPC7062K进行监控。为了实现将多台的连接，用西门子的PPI通信将3个PLC进行主从站通讯。实现多台设备的搬运和加工的一个过程。
第1章 绪论1
1.1课题的背景意义1
1.2本课题的目的及研究意义1
1.3课题的主要任务2
1.4课题章节安排2
第2章 加工装配单元的结构与功能3
2.1 加工装配单元的基本结构3
2.2传送带模块的结构和功能4
2.2.1传送带模块的结构4
2.2.2传送带模块的功能5
2.2.3 三线制传感器的使用5
2.2.4三相异步电机与变频器的介绍7
2.3机械手模块的结构和功能10
2.3.1机械手模块的结构10
2.3.2机械手模块的功能11
2.3.3电磁阀的控制原理12
2.4加工模块的结构和功能13
2.4.1旋转工作台的结构13
2.4.2旋转工作台的功能14
2.4.3加工电机的结构14
2.4.4加工电机的功能14
2.4.5钻孔气缸的结构15
2.4.6钻孔气缸的功能15
2.4.7步进电机及步进驱动器17
2.5装配模块的结构与功能18
2.5.1物料盖检测装置的结构18
2.5.2物料盖检测装置的功能18
2.5.3物料盖搬运装置的结构18
2.5.4物料盖搬运装置的功能18
2.6 PLC的选型及扩展18
2.6.1 S7200PLC CPU的选型18
2.6.2 S7200扩展模块选型19
2.7 触摸屏简介20
2.8主要技术指标21
第3章 加工装配单元设计方案22
3.1总体设计方案22
3.1.1传送带模块的设计流程22
3.1.2机械手模块的设计流程23
3.1.3加工模块的设计流程24
3.1.4装配模块的设计流程24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.2 三台单元之间通信的设计流程25
第4章 加工装配控制程序设计27
4.1 加工装配单元程序设计27
4.1.1 程序符号表27
4.1.2 步进控制程序设计28
4.1.3 主体控制程序31
4.1.4 物料计数程序设计34
4.2 S7200PLC三台之间的PPI通信设计34
4.2.1 PPI通信的简单介绍34
4.2.2 三站的PPI通讯程序37第5章 监控画面设计与组态40
5.1昆仑触摸屏的编程软件40
5.2 人机界面的画面设计41
5.3昆仑触摸屏的画面组态45
第6章 系统的调试及出现的问题47
6.1系统的调试过程47
6.2 过程出现的问题及解决方案48
结语49
参考文献50
附录51
致谢75
第1章 绪论
1.1课题的背景意义
柔性制造系统简称FMS（Flexible Manufacture System），是概念模型的未来，并是工厂的新趋势，制造企业是确定未来发展的战略举措。届时，智能机器和人类之间产生的全面、协调和灵活的合作方式，在销售订单的生产经营活动。
近年来，柔性制造作为一种现代化的工业生产和科学的“哲学”和先进的工厂自动化的模式已被国际社会公认的，可以认为：柔性制造技术是基于自动化技术、信息技术及制造技术，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整和有机的系统，以实现全局动态最优化，总体高效益、高柔性，从而赢得竞争胜利的智能制造技术。
柔性制造也是世界上最先进的技术制造自动化技术，是制造商组织未来的宏伟蓝图，都将成为在第二十一世纪的制造业生产组织的主要模式。
加工装配单元主要是由三相电机传送带模块、旋转工作盘模块、气缸模拟加工与钻孔模块、上盖装配模块、机械手模块等组成。是一个模拟物料的加工与钻孔及物料的装配合成，并通过传送带将物料输送加工并输送给下一站的一个过程。在国内外已得到广泛应用。随着中国科技的不断发展，本课题研究的加工装配在实际生产环节中也起到非常重要的作用，所以本课题的实施和研究具有较大的意义。
1.2本课题的目的及研究意义
本课题是以加工装配单元为主体，与自动搬运和供料搬运两个单元相连接的一个设计，同时是柔性制造系统中的重要一环。加工装配单元在实际应用中也相当的广泛，在电子行业、机械加工行业等使用率非常高。随着中国现代化建设的发展，自动化生产设备的不断增多，也给很多企业带来前所未有的方便与利益。其中柔性制造环节是很多企业极其重要的一部分。
本毕业设计的目的是熟悉FMS中加工装配单元的机械结构、气控电路及电气元件的使用。通过电气控制系统的设计，实现三台生产线过程的自动控制，以实际生产过程为向导，结合大学4年所学的专业知识和理论基础，在实践中进行分析和解决问题，通过使用PLC与触摸屏来完成控制要求。
1.3课题的主要任务
本课题的主要是以加工装配为基础，与供料搬运单元、自动搬运单元这二站通过PPI通信，将三站连成一条简单柔性生产线，上位是通过触摸屏控制和监控。由其中一站作为主站，另两站为从站进行通信连接。
加工装配单元是将物料自动加工与装配的一个过程，在实际的应用中相当的广泛，给不少的企业减轻了人工所带来的不便，同事降低了总的生产成本。加工装配单元主要组成机构有：机械手模块、旋转工作台模块、传送带模块、钻孔模块、组合模块等5部分组成。控制方面主要涉及自动送料、自动搬运、自动加工、自动装配以及与另外两个单元的通信连接。此装置也具备了性价比高、可靠性高、效率高等优点，目前大部分的模拟柔性制造的教学设备都是采用PLC为主控制，运动控制一般都是由步进电机、三相电机、直流电机、伺服电机组成，气控方面都是由电磁阀和气缸组成，也是自动化设备中的代表。
本设计课题是以昆山巨林公司设计的柔性制造系统设备中的加工装配单元为对象，来完成三站之间的控制系统设计。控制器是市场上使用比较普遍且性能较好的国产西门子S7200CPU224XP实现，机械手是由CPU224XP控制，传送带是由扩展模块EM223及变频器控制，旋转工作台是由步进驱动器及CPU224控制，组合模块与钻孔模块由另一扩展模块EM223控制。监控画面是由北京昆仑通态触摸屏TPC7062K进行监控。为了实现将多台的连接，用西门子的PPI通信将3个PLC进行主从站通讯。实现多台设备的搬运和加工的一个过程。
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