profibus的小型生产线plc控制系统设计(附件)【字数：13438】
摘 要本论文以德国FESTO MPS生产线为平台，西门子S7-300 PLC作为控制系统，通过PROFIBUS-DP总线构建供料站与检测站之间的通信网络。MPS即模块化生产系统，每个工作模块都拥有一个控制器可单独实现控制功能。各站之间使用PROFIBUS-DP总线相连接，以供料单元为主站，检测单元为从站，建立一主一从的通信模式。论文首先介绍供料站和检测站的结构与实现的功能，对两个工作单元所用到的传感器和执行器做出详细的介绍。再以ROFUBUS—DP总线为基础，分别介绍主站供料单元与从站检测单元硬件组态。同时，给出设置网络站地址与数据缓冲区的方法步骤，实现软件上的主从连接。最后分析出两个站点的控制要求，根据控制要求绘制出不同的工作流程图，采用逻辑控制的编程方法实现供料单元与检测单元的控制要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2研究现状分析 2
1.3现场总线技术 3
1.4主要完成内容 3
第二章 总体设计方案 4
2.1工作站功能介绍 4
2.1.1供料站 4
2.1.2检测站 7
2.2控制系统硬件设计 9
2.2.1西门子PLC介绍 10
2.2.2 S7300 I/O接线图 10
2.3PROFIBUS总线技术 11
2.3.1PROFIBUS总线协议结构和类型 12
2.3.2PROFIBUSDP通信协议 13
2.3.3网络设计方案 13
第三章 网络通信实现 15
3.1硬件连接 15
3.2检测站硬件组态 15
3.3供料站硬件组态 18
第四章 工作站程序设计 23
4.1供料站控制要求 23
4.2供料站控制流程图 23
4.3供料站信号输入/输出量 24
4.4供料站关键程序 25
4.4检测站控制要求 27
4.5检测站控制流程图 28
4.6检测站信号输入/输出量 29
4.7检测站关键程序 30 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
附录A全部程序 35
第一章 绪论
1.1选题背景及意义
自18世纪开始，制造业就已经成为国家经济的重要支撑，也是工业化的主要对象。现代制造业的飞速发展，促进国家现代化技术的进步，同时也满足人们物质需求。随着现代化生产的需求，市场产品需求量增大，对于产品种类要求变化多，生产规模增大，生产效率提高，以及产品工艺路线灵活性，这就使人们不断地研究开发新的制造生产系统[5]。
由此，模块化生产加工系统（Modular Production System）应时而生，简称MPS。它使企业的生产具有很高的效率，又具备良好的柔性。也就是说，可以根据企业不同的生产需求，将生产线中的某些模块取出，重新组合成一个新的生产线来满足生产需求，等生产任务完成后，再将其分离，重新适应新的生产要求。这样大大节约了生产成本和时间，提高生产设备的利用率，节约企业资金。本文以德国FESTO生产的MPS为例。
FESTO MPS是以现代工业生产特点为基础研制开发出的一种模拟自动化生产过程的系统，运用了机械、电子、通讯诸多学科的知识，是机电信息一体化的典范。其中包括机械结构设计、液压与气动技术、传感器检测技术、电控技术、现场总线技术和计算机技术等多项学科领域，MPS的每个单元均能够独立完成动作，选择不同技术参数和功能的气动元件、传感器、电器元件可以完成相应不同的任务，分别有送料、加工、输送、工件处理、识别分拣、暂存、入库单元，体现了自动化生产线上物流、能量流和信息流的概念。它代表了当今现代化企业产品开发“采购和集成”的先进设计理念。MPS系统通常选用PLC进行控制，采用PROHBUS现场总线技术。如图11所示。
MPS具有实际应用性高、较大的开放性和扩展性的特点，采用实际生产中的元器件，例如，机械手臂，可编程逻辑控制器，传感器等。可以开设实训课程，让电气专业的学生到实验室中调试和运行，在校学生通过使用该设备，可以感受实际工业生产过程，将学生所学的机械结构设计、液压与气动技术、传感器检测技术、PLC应用技术、现场总线技术等相关课程相结合，同时也激发他们的学习兴趣和提高独立分析、解决问题的能力。
通过这种较为贴合实际的生产实训，提高机电专业学生的专业技能，掌握相关自动化设备的功能及运行原理，使学生能够能好的应对企业对人才的要求，提高就业竞争的实力。
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图11 MPS模块生产系统
1.2研究现状分析
1930年，德国提出“模块化构造”的设计方法，一经应用受到众多制造企业广泛的欢迎。20世纪70年代，日本开始研制柔性加工模块。20世纪90年代，世界上第一代MPS系统问世，每一个模块都有其相应的功能。供用户组合拼装成不同生产线。随着生产自动化技术的不断提高，MPS模块化生产加工系统在功能上和技术上也获得了很大发展。
MPS是一个开放式的系统，最多由9个模块构成，每个模块都有相应功能可单独分离使用，模块与系统有标准统一定义的接口，可以不断的将新技术融合到系统当中去。用户可以根据自己的生产需求选择生产模块类型、数量，这也就是MPS生产系统的控制特点。
在国外有韩国FESTECH公司、德国的FESTO公司、力士乐公司等公司生产MPS。韩国FESTECH公司的MPS采用了真正的工业元件，各工作站采用模块化形式，各模块易于搭建、拆卸和维护，各工作站之间可随意组合；在国内有上海英集斯自动化技术有限公司、上海标普实验室设备公司等国内的教学实验设备生产厂家。上海英集斯自动化设备有限公司在MPS系统中加入了触摸屏控制系统、组态监控系统和生产管理执行系统，进一步提升了模块化生产系统的技术含量[10]。
MPS工作过程的监控，可以使用InTouch软件监控系统了解观察系统信息流运行状况，还可借助于他进行错误诊断。通过PLC编程口直接读取数据，并在显示器上显示系统的动作过程。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2研究现状分析 2
1.3现场总线技术 3
1.4主要完成内容 3
第二章 总体设计方案 4
2.1工作站功能介绍 4
2.1.1供料站 4
2.1.2检测站 7
2.2控制系统硬件设计 9
2.2.1西门子PLC介绍 10
2.2.2 S7300 I/O接线图 10
2.3PROFIBUS总线技术 11
2.3.1PROFIBUS总线协议结构和类型 12
2.3.2PROFIBUSDP通信协议 13
2.3.3网络设计方案 13
第三章 网络通信实现 15
3.1硬件连接 15
3.2检测站硬件组态 15
3.3供料站硬件组态 18
第四章 工作站程序设计 23
4.1供料站控制要求 23
4.2供料站控制流程图 23
4.3供料站信号输入/输出量 24
4.4供料站关键程序 25
4.4检测站控制要求 27
4.5检测站控制流程图 28
4.6检测站信号输入/输出量 29
4.7检测站关键程序 30 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
附录A全部程序 35
第一章 绪论
1.1选题背景及意义
自18世纪开始，制造业就已经成为国家经济的重要支撑，也是工业化的主要对象。现代制造业的飞速发展，促进国家现代化技术的进步，同时也满足人们物质需求。随着现代化生产的需求，市场产品需求量增大，对于产品种类要求变化多，生产规模增大，生产效率提高，以及产品工艺路线灵活性，这就使人们不断地研究开发新的制造生产系统[5]。
由此，模块化生产加工系统（Modular Production System）应时而生，简称MPS。它使企业的生产具有很高的效率，又具备良好的柔性。也就是说，可以根据企业不同的生产需求，将生产线中的某些模块取出，重新组合成一个新的生产线来满足生产需求，等生产任务完成后，再将其分离，重新适应新的生产要求。这样大大节约了生产成本和时间，提高生产设备的利用率，节约企业资金。本文以德国FESTO生产的MPS为例。
FESTO MPS是以现代工业生产特点为基础研制开发出的一种模拟自动化生产过程的系统，运用了机械、电子、通讯诸多学科的知识，是机电信息一体化的典范。其中包括机械结构设计、液压与气动技术、传感器检测技术、电控技术、现场总线技术和计算机技术等多项学科领域，MPS的每个单元均能够独立完成动作，选择不同技术参数和功能的气动元件、传感器、电器元件可以完成相应不同的任务，分别有送料、加工、输送、工件处理、识别分拣、暂存、入库单元，体现了自动化生产线上物流、能量流和信息流的概念。它代表了当今现代化企业产品开发“采购和集成”的先进设计理念。MPS系统通常选用PLC进行控制，采用PROHBUS现场总线技术。如图11所示。
MPS具有实际应用性高、较大的开放性和扩展性的特点，采用实际生产中的元器件，例如，机械手臂，可编程逻辑控制器，传感器等。可以开设实训课程，让电气专业的学生到实验室中调试和运行，在校学生通过使用该设备，可以感受实际工业生产过程，将学生所学的机械结构设计、液压与气动技术、传感器检测技术、PLC应用技术、现场总线技术等相关课程相结合，同时也激发他们的学习兴趣和提高独立分析、解决问题的能力。
通过这种较为贴合实际的生产实训，提高机电专业学生的专业技能，掌握相关自动化设备的功能及运行原理，使学生能够能好的应对企业对人才的要求，提高就业竞争的实力。
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图11 MPS模块生产系统
1.2研究现状分析
1930年，德国提出“模块化构造”的设计方法，一经应用受到众多制造企业广泛的欢迎。20世纪70年代，日本开始研制柔性加工模块。20世纪90年代，世界上第一代MPS系统问世，每一个模块都有其相应的功能。供用户组合拼装成不同生产线。随着生产自动化技术的不断提高，MPS模块化生产加工系统在功能上和技术上也获得了很大发展。
MPS是一个开放式的系统，最多由9个模块构成，每个模块都有相应功能可单独分离使用，模块与系统有标准统一定义的接口，可以不断的将新技术融合到系统当中去。用户可以根据自己的生产需求选择生产模块类型、数量，这也就是MPS生产系统的控制特点。
在国外有韩国FESTECH公司、德国的FESTO公司、力士乐公司等公司生产MPS。韩国FESTECH公司的MPS采用了真正的工业元件，各工作站采用模块化形式，各模块易于搭建、拆卸和维护，各工作站之间可随意组合；在国内有上海英集斯自动化技术有限公司、上海标普实验室设备公司等国内的教学实验设备生产厂家。上海英集斯自动化设备有限公司在MPS系统中加入了触摸屏控制系统、组态监控系统和生产管理执行系统，进一步提升了模块化生产系统的技术含量[10]。
MPS工作过程的监控，可以使用InTouch软件监控系统了解观察系统信息流运行状况，还可借助于他进行错误诊断。通过PLC编程口直接读取数据，并在显示器上显示系统的动作过程。
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