《MPS工件安装单元控制系统设计毕业设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MPS工件安装单元控制系统设计毕业设计论文.doc（68页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 本科毕业设计（论文）题 目 MPS工件安装单元控制系统设计 系（院） 机械工程系 年 级 2005级 专 业 机械工程及自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 职 称 实验师 副教授 论文提交日期 2009年5月31日 MPS工件安装单元控制系统设计摘要本文首先介绍了MPS安装单元的定义、意义、研究重点及发展状况,并阐述了设计MPS安装单元的PLC控制系统的思路和方法；讲述了控制系统所要达到的安装要求，分析每个动作的步骤,提出了达成该要求的元件的选择,绘制出了控制系统的PRO/E三维实体造型图，控制系统原理框图，控制系统的PLC原理图以及气动原理图及组态王的界面的设计。阐述了各电气元件的
2、选择过程以及对各元件的技术参数做了介绍；讲述了梯形图绘制的流程。在本文的最后，讲述组态王软件是如何与PLC通信以及组态环境中各个设备的属性是如何设置的，经过数次调试，可以实现组态软件对控制系统的监控。 关键词：MPS安装单元 PLC控制 系统设计 梯形图Design of MPS Unit Work Piece Control SystemAbstractThis paper firstly introduces the definition of MPS unit installation, the significance of doing research on it and makes
3、 an introduction of the main points and the current development of the research. It also talks about the ideas and methods on the design of PLC control system units of MPS unit work piece and the installation requirements to which the control systems need to achieve. Through analyzing every step of
4、the process, the paper finds the necessary elements that are needed to reach the demands and draws PRO / E three-dimensional solid modeling plans of the control system, the Block diagram of control system, and the interface design of Pneumatic and Kingview schematic. After introducing the electrical
5、 components of the selection process, as well as technical parameters of the components, the paper also introduces the flow of drawing the ladder diagram. In the end of this paper, it describes how to realize PCL communication and set up properties of each equipment in the configuration environment.
6、 After several times of debugging, the monitoring of control system by configuration software is able to be realized.Key words: MPS Installation Unit; PLC Controlling; System Design; Ladder Diagram.目录1绪论11.1MPS生产模块的国内外发展状况11.1.1国内状况11.1.2国外状况11.2研究MPS工件安装单元的目的和意义32控制系统的设计要求以及设计方案42.1控制系统的设计要求42.1.1控
7、制系统的动作要求42.1.2工作过程52.2控制系统的设计方案82.2.1PLC设计的总体思路82.2.2组态王画面制作与控制的总体方案：102.2.3整个设计过程的总体步骤112.3 控制系统的电气原理图112.3.1控制系统原理框图112.3.2 控制系统的PLC原理图122.3.3 控制系统的气动原理图153控制系统电器元件的选择及技术参数163.1 PLC的选用以及技术参数介绍163.1.1 PLC的选用163.1.2 PLC的技术参数介绍163.2气缸的选择183.2.1气压传动的优点183.2.2汽缸选择的要点183.2.3 直线汽缸的选择193.2.4摆动汽缸的选择193.3继电
8、器的选择203.3.1继电器的选择203.3.2所选继电器的性能参数213.4 电磁换向阀的选择213.4.1电磁阀的选择213.4.2所选电磁阀的技术参数介绍223.5 真空发生器的选择223.6 真空数显表的选择233.7 调压过滤器的选择243.8传感器的选择253.8.1电容式传感器的选择253.8.2真空传感器的选择263.8.3位置传感器的选择263.8.4光电传感器的选择273.9电机的选择274控制系统的程序设计294.1 PLC程序的编写294.1.1PLC控制的流程图294.1.2PLC程序304.2 MPS工件安装单元PRO/E三维实体造型304.2.1台面造型设计314
9、.2.2箱体及按钮造型设计314.2.3 汽缸及推杆的造型设计324.2.4系统造型的整体装配334.3组态的制作344.3.1组态王软件介绍344.3.2组态变量的声明354.3.3组态制作界面365. 控制系统的联机调试365.1 PLC程序的调试365.2 控制系统组态部分调试405.2.1组态与PLC之间的通信405.2.2组态画面刷新率调试415.2.3组态画面显示调试425.2.4组态按钮响应速度调试42结束语44参考文献45致谢46附录471绪论本章节将介绍MPS生产模块的国内外发展状况，研究本课题的意义以及研究的思路和方法。1.1MPS生产模块的国内外发展状况1.1.1国内状况
10、经济和社会的发展，为培养现代制造业高级应用型人才提供了难得的机遇。 随着中国经济的快速发展和加入 WTO ，我国将成为世界制造业基地。发展现代制造业和提升城市的实力和水平，不仅需要大量的高级专门人才，同时更需要培养一大批面向生产、建设、服务和管理第一线的具备高等专业文化水平的高等技术“应用型”人才，目前这方面人才需求旺盛。工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最
11、重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。 我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。1.1.2国外状况模块化的概念由来己久。模块化制造的思想也来源于人们长期的生产实践。在机床制造业
12、，德国于1930年提出了“模块化构造”(Modular Construction)的设计方法。由于用这种方法设计制造的机床具有很好的经济效益，因而采用模块化构造在世界得到迅速发展。日本通产省在1977年开始研制柔性安装单元(FMC)，明确地引进了模块化构造的概念：按不同功能制造模块，其独立性很强，模块化的功能单元可独立运转，整个控制系统是有上述模块组成的多级系统。随着先进制造技术的发展和计算机技术的广泛应用，使传统的模块化设计技术发生了深刻的变化。模块化是现代制造业发展的要求，是对传统标准化形式的发展。模块化与成组技术、柔性生产技术、计算机辅助技术等现代制造技术之间的关系是相辅相成、互相支持，
13、只有在生产中密切配合才能发挥最大效益。施进发等给出了机械的最新定义、阐述了模块化机械产品的现状及其实际意义，建立了机械模块学理论体系，并分析了机械模块学的研究对象。模块化是企业和产品重组的基础，是产品及其制造系统持续更新和并行开发的最佳基础。模块化制造作为一种现代制造环境下的制造哲理和方法论也早就引起了人们的注意。Rogers等就实现模块化生产系统(MPS)的有关问题进行了深入的研究。通过建立模块标准，建立有限的部件级的基本生产安装单元(标准模块)，而不是通常的整机设备。把基本模块分为四类：加上单元、运动单元、模块化刀具装卡单元以及可配置的控制系统。通过从模块目录中选取适当的模块就能建立适应范
14、围宽的自动化、集成化的生产系统。以生产实例说明：在设计工具的支持下根据特定产品的制造需求对模块化制造系统进行再设计是可行的。随着国外对IMS(智能制造系统)中的模块化制造的研究，提出了一种基于模块化理论的制造系统模型模块化制造模型(Modular Manufacturing Model)，即基于模块化理论的制造系统模型。利用从这种模型派生的设计、建造、操作和控制技术而建立的制造系统就是模块化制造系统。利用该模型，模块化制造系统与虚拟制造联系起来，可以在虚拟环境下构造制造系统，产品设计、制造装备设计和制造系统设计均采用模块化设计方法，把产品和制造系统设计有机地统一起来。通过制造特定的产品完成对制
15、造系统的再设计，使部件、产品、制造设备，连同设计、操作活动都以模块为单位进行描述，以模块的组合来构造和运行制造系统。提出了模块化制造系统的基本构造方法，以基于机器人的模块化制造系统为例，分析了模块化制造系统研究中存在的主要问题及需要解决的关键技术。上世纪50年代以来国外针对中、低档消费品的生产，如儿童玩具、厨房用具等，研究了实现模块化化生产系统(MPS)的合理性。把MPS作为产品和生产系统并行设计的一种使能技术，在产品设计和制造系统设计之间建立了系统的联系，通过为制造特定的产品对制造系统进行再设计。提出了模块化生产系统的两个基本工作原理，分析了建立设备模块标准和面向并行工程的MPS设计支持工具
16、的重要性。把MPS总体设计过程分为三个阶段：产品分析、面向MPS的产品建模和MPS综合。继而讨论了模块化制造系统的连接和分布式配置，并描述了它们在混合应用中的仿真环境，以说明该环境的能力，最后给出了某些系统使用的实例，说明系统可在实时生产中应用。从模块化制造概念的形成可以看出，模块化制造是符合当今制造业发展潮流、具有广泛实践基础、可具体执行和操作的一种实用型先进制造模式和技术体系。模块化制造系统是根据特定模块化产品的制造要求设计而成的：产品性能和质量提高的周期缩短，频率提高，快速响应市场需求；与其相适应的生产系统易于重组，以适应产品的快速变换。满足这两个基本要求的实现条件就是产品结构的模块化和
17、制造系统装备的模块化。而后者又包括制造装备(含软硬件)和管理体系模块化。国外自上世纪60年代出现第一台工业过程控制系统以来已经过三代产品的发展变化，随着计算机技术及产品的发展，工业控制系统亦相应地不断发展。半导体技术集成电路技术推动微处理器、微控制器的发展，1位、4位、8位、16位、32位微处理器，各种控制器、控制装置、PLC更新换代加快，神经元网络芯片已问世，模拟控制器、智能控制器已初步商品化及推广应用。 分布式控制系统已推出第四代产品，计算机技术、通信技术、控制技术的发展，使控制系统向全数字化、全分散式、全开放可互操作和开放式互联网络的新一代现场总线控制系统（FCS）发展。 现场总线技术近
18、年迅速发展，目前有FF（现场总线基金会）、Profibus（过程现场总线）、LonWorks（局部操作网络）、CAN（控制局域网络）、HART（可寻址远程传感器数据通路）等。1.2研究MPS工件安装单元的目的和意义我这次毕业设计的课题来源于机械系实验室现有的MPS系统的实验装置。设计目标是在已有硬件条件的基础上对其控制系统进行设计。通过这次毕业设计，掌握控制系统的基本设计思路，了解PLC构成和编程方法，并对通过组态软件在电脑实现对装置的动作的画面模拟，并实现远程控制。模块化生产系统(MPS)是机械工程系进行PLC编程与操作以及PLC联网控制技能训练的教学设备。该系统由上料检测站、搬运站、加工站
19、、安装站、安装搬运站、分类站等六个部分组成。每一站都有一套独立的PLC控制系统，都能单独完成一个动作过程。MPS安装单元控制系统设计是通过传送带工作台实现物流传输，并通过摆臂对工件进行模拟安装。MPS系统解决了学生不能在实际生产线上操作训练的问题，为教师和学生提供了一套符合实际情况的模拟教学环境。应用MPS系统，学生们可以将所学到的专业知识进行充分的综合应用，技能得到充分的训练。通过实训，学生们的自我学习，独立思考，组织协调等综合能力及团队合作精神也会得到全面的提高。2控制系统的设计要求以及设计方案2.1控制系统的设计要求2.1.1控制系统的动作要求使MPS生产模块的工件加工能够完成工件的输送
20、、加工、装配、检测以及存储等功能，每一项功能在实验台上对应着一个单元。本设计的主要任务和目标是通过传送带工作台实现物流传输，并通过摆臂对工件进行模拟安装，完成该单元的控制系统设计。 本单元的动作流程如图2.1。图2.1 MPS工件安装单元动作流程图本单元分为三种工件，白色，灰色和黑色。当传送带初端的电容传感器检测到工件壳时摆臂会先摆动到右边，当摆臂到达了右边，会接触到右边的位置传感器，通过检测单元传输过来的信息，汽缸会控制对应的推杆通过下料器推出对应颜色的工件，此时工件所在操作台上的光电传感器会输出信号然后汽缸会控制摆臂摆动到左边，当摆臂到达预定位置后会触发左边的位置传感器，电机会带动传送带转
21、动，然后工件壳通过传送带传送到末端，到达右端后右端的光纤传感器会输出信号，此时摆臂吸盘吸住工件，当吸盘吸住工件后真空传感器会输出信号，此时摆臂会摆动到右端，到达右端后会再次接触到右边的位置传感器，接着松下工件，工件会落入工件壳中，然后摆臂再次摆回左边，整个流程结束。另外，要实现对不同颜色工件进行颜色匹配及安装动作需要实现对上一单元的联网操作，为了便于编写程序和制作组态王的监控画面，本次设计仅对应一种颜色工件的动作流程。2.1.2工作过程（1）系统复位、开始当急停按钮、退出按钮、复位按钮后，PLC的外围设备都回到其始位置。这时按下运行按钮后系统开始动作。（2）摆臂右摆当传送带初端的电容传感器检测
22、到工件壳时摆臂会先摆动到右边，为推杆推出工件让好位置。在摆臂右摆到位后会进入下一动作的准备。（3）推杆推出相应工件当摆臂到达了右边，会接触到右边的位置传感器，通过检测单元传输过来的信息，气缸会控制对应的推杆通过下料器推出对应颜色的工件。（4）摆臂左摆工件到达指定位置后，件所在操作台上的光电传感器会输出信号然后汽缸会控制摆臂摆动到左边。（5）工件壳右移当摆臂摆动到左边后会触发左边的位置传感器，电机会带动传送带转动，然后工件壳通过传送带传送到右端。（6）吸盘吸住工件当工件壳到达右端后右端的光电传感器会输出信号，然后汽缸会控制摆臂下的吸盘会吸住工件。（7）摆臂右摆当吸盘吸住工件后真空传感器会输出信号
23、，然后摆臂会再次摆到右端。（8）吸盘松下当摆臂摆到右端后会触发到右端的位置传感器，然后汽缸会控制吸盘泄压，工件会掉落到工件夹中（9）摆臂左摆另外，装置设有两种工作模式：自动模式与单步模式。在自动模式下，按下运行按钮后，装置将会连贯地执行完一整套动作。若在动作过程中按下暂停按钮，则装置执行完一步动作后会暂时等待，等到再次按下运行按钮后才继续执行接下来的动作。在单步模式下，装置一次只会执行一步动作，在按下运行按钮后，才继续执行下一步动作。在该模式下，暂停按钮不起作用。装置还设有急停与复位功能。不管装置运行到何种状态，在按下急停按钮后，整个安装单元立即停止工作。接着需要按退出按钮，退出急停状态。此时
24、按下复位按钮后，装置复位到基本位置，装置动作返回初始准备状态。根据以上的叙述，将要选用的电气元件罗列如下表所示：表2.1 要选用的电气元件明细表序号设备名称规格型号/类型单位数量品牌1PLC控制系统S7200(CPU224)套1SIEMENS （西门子）2PROFIBUS连接组件PROFIBUS电缆、总线连接器套1SIEMENS （西门子）3气动执行元件直线气缸只3SMC摆动气缸只1CHELIC4调速阀三个单作用缸，每个配1个只3SMC1个双作用缸，每个配2个只2CHELIC5电磁阀单电磁头/双电磁头只5CHELIC6真空压力组件真空发生器、真空吸盘套1SMC7气管4、8米若干SMC8过滤减压
25、阀0.8mpa只1CHELIC9气动辅件阀岛、快换接头、消音器只若干CHELIC10继电器24V只3OMRON （欧姆龙）11传感器光纤传感器只1 OMRON真空传感器只1SMC电容传感器只1国产品牌位置传感器只2OMRON光电传感器只1国产品牌12电机直流减速电机只2无锡红湖13接线端子二层接线端子、三层接线端子只若干PHOENIX（菲尼克斯）14电气辅件型条、端盖套若干PHOENIX（菲尼克斯）15开关按钮绿色（带灯）、黑色、黄色、红色、2位旋钮开关只若干施耐德16走线槽25*30米若干台湾日成17铝合金型材及辅件型材、螺母、端盖套1大连伊通18开关电源24V6A套1台湾明纬19专用机柜带
26、万向轮台1南航新兴20电缆转接端子模块25针块若干PHOENIX（菲尼克斯）2.2控制系统的设计方案2.2.1PLC设计的总体思路：在这次的MPS系统设计的过程中，PLC扮演着及其重要的角色。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设
27、计。国外有很多的公司如德国的西门子，日本的三菱等在PLC的制造上处于领先地位。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。PLC对该装置进行控制的实质就是控制其几个输入输出变量的开关值，PLC控制的总体思路是：在几个输入量满足特定条件的情况下对指定的输出量进行控制。因此在PLC编程前首先要整理清楚各输入输出量的变化对装置完成动作的
28、影响。其后需要理顺安装单元的动作要点及其顺序，然后画出顺序功能图。顺序功能图的条理与否对程序编制过程起着十分重要的作用。本次设计PLC程序的编制方法采用较常用的梯形图程序设计法。该方法的好处是形象、直观、易于使用、条理清楚，而且之后调试与修改也较为方便。梯形图的设计方法常有经验法、根据继电器电路图设计法、顺序控制设计法。对于类似本次设计那样，需控制较多变量而且动作较多的情况，顺序控制设计法因为直观和条理性较强的优势，是首选的方法。因此，接下来的设计工作就是根据顺序功能图将实现装置基本动作的程序编制出来。并再次基础上进行修改，以满足组态控制的要求。设计方案：1.触摸屏PLC控制2.PC组态监控及
29、PLC控制3.按钮和继电器控制。方案1具有易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点。 图2.2方案1示意简图方案2的可移植性好，可靠性高，抗干扰能力强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造以及易学易用等优点。图2.3 方案2示意简图方案3的可靠性和自动化性比较差，改造性差。 图2.4方案3示意简图由于实验室已具备PC机以及组态王软件以及方案二具有可移植性很好容易改造等一系列的优势，所以本设计选择方案2.2.2.2组态王画面制作与控制的总体方案：组态王是一种通用工业自动化组态软件。所谓组态（Configuration）软件，是在人们对工业自动化和控制系统的高通用性的要求下诞生的一种
30、控制系统软件。组态的含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置执行特定任务、满足用户要求的目的。其特点是：（1） 有较强的延续性和可扩展性。当现场或用户的需求发生变化时，不需要作很多的修改即可方便地完成软件的更新和升级。（2） 易学易用。（3） 通用性高。每个用户根据工程实际情况，可以利用组态软件完成不同性质的任务，不受行业限制。（4） 实时多任务。组态王作为优秀的国产组态软件，其好处是界面全中文，更易于学习。控制方便且直观。组态王画面制作过程总体分为两步：1. 利用组态的按钮控件控制装置完成预定动作：2. 制作动画以模拟装置工作过程。组态王的界面是以二
31、维点阵图构成的，对装置工作过程中的动画模拟也是以点阵图的方式呈现。因此在进行组态王的设计前，需要截取和绘制大量的安装单元器件的模型图。为了满足画面上的需求，先用Pro/E绘制装置的3维造型，再对其进行画面截取，以构成组态王画面需要的点阵贴图。在组态王系统控制的制作时，首先需要建立一些变量，包括系统内部变量和来自于PLC的变量。其次对变量编程。实现组态王对PLC输出量的控制，从而间接控制装置动作。2.2.3整个设计过程的总体步骤：结合以上分析，制定的设计过程大体如下：1.查阅资料对MPS安装单元的基本构造与原理加以了解，并确定实现组态王对装置的控制需要实现对哪些输入输出量的控制，初步拟定好程序控
32、制的思路。2.查阅有关资料，确定元器件的选用。3.利用Peo/E，对装置造型进行绘制，并做出三维造型图。4.利用PHOTOSHOP等图像编辑软件对三维造型图进行截图与修改。制作出拆成若干零件的、适合组态王画面的装置元件的点阵图。5.利用已制成的点阵图和组态王软件自带的一些控件，初步完成组态王操控界面的绘制。6.利用V4.0 STEP 7 软件对PLC控制程序进行编程与调试。使之能实现在工作台上操作装置完成预定动作。7.进一步对PLC程序进行完善，使组态王软件能够对其进行控制。对组态王进行变量设置与编程，并对组态王画面进行完善。使之能够实现对安装单元的控制，同时完成动画的制作。8.对整个控制系统
33、进行调试和纠错。并完善最终的组态王的画面。9.进行说明书的编写及相关图纸的绘制。2.3 控制系统的电气原理图本小节包含了控制系统原理框图、PLC原理图、气动原理图3张原理图。2.3.1控制系统原理框图由所选择的实验方案和各种元器件，设计出如下控制系统原理框图。如图2.5所示。通过操作台上的各种按钮旋钮，向西门子S7200PLC发出指令（也可以通过PC机上的PLC软件和组态软件发送）；信号由PLC处理并通过标准的传输数据线和I/O接线端子传递，实现控制电磁阀的动作，从而控制气缸的动作（钻头以及检测头由气缸驱动）；同时各种传感器也通过数据线I/O接线端子向PLC传递开关信号；操作台上的各种指示灯可
34、以指示PLC的工作状态。图2.5 控制系统原理框图2.3.2 控制系统的PLC原理图根据所选的PLC性能I/O对照表，绘制出如下PLC原理图，见图3.2。输入输出对照表如下：表2.2 I/O对照表输入元件输入地址输出元件输出地址运行按钮I0.0摆动(左)电磁阀1Y1Q0.0复位按钮I0.1摆动(右)电磁阀1Y2Q0.1功能按钮I0.2水平(缩)电磁阀2Y1Q0.2自动/单步旋钮I0.3水平(伸)电磁阀2Y2Q0.3单机/联网旋钮I0.4垂直(上)电磁阀3Y1Q0.4暂停按钮I0.5垂直(下)电磁阀3Y2Q0.5急停/退出检测开关I0.6真空电磁阀4Y1Q0.6真空传感器(NPN)4B1I0.7
35、运行灯Q0.7摆动(左)磁性开关1B1I1.0复位灯Q1.0摆动(右)磁性开关1B2I1.1功能灯Q1.1水平(缩)磁性开关2B1I1.2水平(伸)磁性开关2B2I1.3垂直(上)磁性开关(NPN)3B1I1.4图2.6控制系统的PLC原理图2.3.3 控制系统的气动原理图图2.7控制系统的气动原理图3控制系统电器元件的选择及技术参数3.1 PLC的选用以及技术参数介绍3.1.1 PLC的选用经过对系统动作的分析，系统一共有13个输入，10输出（I/O对照表见表2.2），又因为本控制系统的动作比较简单，可以使用小型PLC。西门子S7-200 CPU224型具有反应快，可扩展，价格便宜的优点。所
36、以本系统选择的是西门子S7-200 CPU224型。图3.1西门子S7-200 PLC3.1.2 PLC的技术参数介绍西门子S7-200 CPU 224型的技术参数见表3.1表3.1 西门子S7-200 CPU224型PLC的技术参数电源电压DC 24V，AC 100230V电源电压波动DC 20.4-28.8V，AC 84-264V（47-63Hz）环境温度、湿度水平安装0550C，垂直安装0450C，595%大气压8601080hPa保护等级IP20到IEC529输出给传感器的电压DC 24V （20.4-28.8V）输出给传感器的电流280mA，电子式短路保护（600mA）为扩展模块提供
37、的输出电流660mA程序存储器8K字节/典型值为2.6K条指令数据存储器2.5K字存储器子模块1个可插入的存储器子模块数据后备整个BD1在EEPROM中无需维护，在RAM中当前的DB1标志位、定时器、计数器等通过高能电容或电池维持，后备时间190h（400C时120h），用电池后备200天编程语言LAD，FBD，STL程序结构一个主程序块（可以包括子程序）程序执行自由循环。中断控制，定时控制（1255ms）子程序级8级用户程序保护3级口令保护指令集逻辑运算、应用功能位操作执行时间0.37s扫描时间监控300ms（可重启动）内部标志位256，可保持：EEPROM中0112计数器0256，可保持：
38、256，6个高速计数器定时器可保持：256，4个定时器，1ms30s，16个定时器10ms5min，236个定时器，100ms54min接口一个RS485通信接口可连接的编程器/PCPG740P = 2 * ROMAN II，PG760P = 2 * ROMAN II，PC=本机I/O数字量输入：14，其中4个可用作硬件中断，14个用于高速功，能数字量输出：10， 可连接的I/O数字量输入/输出：最多94/74，模拟量输入/输出：最多28/7（或14）AS接口输入/输出：496最多可接扩展模块7个3.2气缸的选择3.2.1气压传动的优点气压传动具有以下独特的优点：(1) 空气 作为工作介质，取
39、之不尽用之不竭，来源方便，用过后可直接排入大气，不会污染空气，且可少设计或可不用设计回气管道。(2) 工作环境适应性好。无论易燃、易爆，多尘埃、辐射、强磁、震动、冲击等恶劣的环境当中，气压工作系统安全可靠。对于要求高净化、无污染的场合，如食品安装、印刷、精密检测等更具独特的适应能力，优于液压、电子、电气控制。(3) 空气的粘度小，只有油液的万分之一，流动的阻力小，管路损失只有油路损失的千分之一，便于介质集中供应和远距离输送。(4) 气动控制动作迅速，反应快，可在较短时间内达到所需的压力和速度。在一定得超载运行下也能保证系统的安全工作，并且不易发生过热现象。(5) 气动元件结构简单，易于加工制造
40、，使用寿命长，可靠性高，适于标准化，系列化，通用化。(6) 维护简单，管道不易堵塞，不存在介质变质、补充和更换等问题。3.2.2汽缸选择的要点国内外生产气缸的厂家比较多，品种纷繁复杂数不胜数，比较有名的有德国的FESTO公司、日本的SMC公司以及台湾的CHELIC公司等。尤其是德国的FESTO公司更是气动行业的领头企业，其产品质量与性能相对于一些国内和日本企业的要好上许多，但相对于他们的价格也较高上许多。本次设计的系统是针对于实验而言的，其上的气动元件并不需要极其精密准确的执行动作，所以选择相对而言价格比较公道的亚洲公司产品。气缸的选择必须要根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此
41、来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。选型，要看执行动作所要带动的负载，决定这个力量的主要是缸径，因为在气压一定的情况下，推力等于压力乘以缸径。当然先选择汽缸再定行程也是不科学的，应该是你的行程先确定了，然后根据行程选择汽缸型号，汽缸主要就是两个参数，缸径和行程。在此次设计中选择三个直线气缸来实现推杆推下工件的动作，同时选用一个摆动气缸来实现搬运工件手臂的左右摆动。3.2.3 直线汽缸的选择本装置需要用到三个直线汽缸来推动工件下料到工作平台，选用的是日本品牌SMC型号为C J2B10-
42、30S 的直线单作用汽缸图3.2 SMC CJ2B10-30S 直线单作用汽缸详细性能参数见下表：表3.2 SMC CJ2B10-30S 直线单作用汽缸技术参数缸径10使用流体空气动作方式单作用弹簧压回最高使用压力MPA0.7最低使用压力MPA0.15环境和流体温度-10C70C活塞速度50750mm/s缓冲橡胶缓冲行程公差mm+1.0 0给油不需要接管口径M5*0.8行程mm453.2.4摆动汽缸的选择本设计中的装置需要用到一个摆动汽缸来带动摆臂的摆动以实现小工件的搬运。选用的是台湾CHELIC公司的产品。具体型号为RTM20180。图3.3CHELIC RTM20180摆动汽缸详细技术参数
43、见下表：表3.3 CHELIC RTM20180摆动汽缸技术参数型号RTM 20 180旋转角度180缸径mm20轴式长轴切面使用压力范围Kgf/cm2（KPa）1.57（150700）出力/扭力 N*M0.813.3继电器的选择3.3.1继电器的选择本装置的继电器有三个，其中位于工作台下面的两个继电器，其线圈与控制面板的“急停”与“退出”按钮相连，在通电后继电器的触点闭合使PLC的I0.6输入端通入信号，即起到控制装置“急停”功能的作用。位于台面上的继电器用于控制传送带电机电路的接通与断开。MPS工件安装单元所选择的继电器型号为：OMRON MY4NJ图3.4 欧姆龙 MY4NJ继电器3.3
44、.2所选继电器的性能参数其主要的技术参数如下表：表3.4 继电器性能参数表参数说明种类Power 继电器+LED型号MY4NJ接点容量5A 240Vac/ 5A 28Vdc工作电压24VDC安全保证CSA,CE连续排列4尺寸(mm)436*27*20(L*W*H)3.4 电磁换向阀的选择3.4.1电磁阀的选择MPS工件加工单元用到5个电磁换向阀，用于控制三个直线单作用汽缸和一个摆动汽缸及一个真空吸盘。由于摆动汽缸是双作用的，所以要采用双线圈的电磁换向阀，而其他的都可以采用单线圈电磁换向阀本设计系统选用的是CHELIC的电磁阀，按设计要求选用4个单线圈的和1个双线圈的，型号为：SM-5100-C4/ SM-5100-C4图3.4CHELIC SM-5100-C4/ SM-5200-C4电磁阀3.4.2所选电磁阀的技术参数介绍两种电磁阀分别见下表：表3.4电磁阀技术参数型号接头配管电磁数位置数有效断面积mm2适用压力范围Kpa电压规格VSM-5100-C44单线圈二位五通12100700DC24SM-5100-C44单线圈二位五通12100700DC24SM-5100-C44单线圈二位五通12100700DC24SM-5100-C44单线圈二位五通12100700DC24SM-5200-C44双线圈二位五通12100700DC243.5 真空发生器的
