機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PLC的自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc

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1、安安徽徽機(jī)機(jī)電電職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院 畢畢業(yè)業(yè)論論文文 基于 PLC 的自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電 3082 班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2010 2011 學(xué)年 第 一 學(xué)期 摘摘 要要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品更 新?lián)Q代的周期越來越短，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到 了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅對(duì)中小企業(yè)形成了威脅，而且也困擾著國(guó)有大中型企業(yè)。 因?yàn)?，在大批量生產(chǎn)方式中，柔性和生產(chǎn)率是相互矛盾的。眾所周知，只有品 種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高，才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益；

2、反之， 多品種、小批量生產(chǎn)，設(shè)備的專用性低，在加工形式相似的情況下，頻繁的調(diào)整工 夾具，工藝穩(wěn)定難度增大，生產(chǎn)效率勢(shì)必受到影響。為了同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性 和生產(chǎn)效率，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本， 最終使中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控 制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置；充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過 程進(jìn)行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系 統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。本論文主要 是模擬工

3、業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下各站功能。然后利用 Profibus 總線進(jìn)行八 站通信連接使之成為一條自動(dòng)生產(chǎn)線控制模擬系統(tǒng)。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：PLC、自動(dòng)生產(chǎn)線、Profibus 通信 目錄目錄 第一章第一章 緒論緒論 1 1 1.1 自動(dòng)化生產(chǎn)線的介紹及發(fā)展 1 1.2 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線體系結(jié)構(gòu) 4 第二章第二章 可編程控制器可編程控制器 5 5 2.1 可編程控制器的定義 5 2.2 可編程控制器的發(fā)展概況 5 2.3 可編程控制器的基本組成及特點(diǎn) 6 第三章第三章 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 7 3.1 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 7 3.2 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線

4、單站功能及系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 9 3.3 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) .20 第四章第四章 論文總結(jié)論文總結(jié) 2222 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 2323 致謝致謝 2424 - 1 - 第一章第一章 緒論緒論 1.11.1 自動(dòng)化生產(chǎn)線的介紹及發(fā)展自動(dòng)化生產(chǎn)線的介紹及發(fā)展 1、自動(dòng)化生產(chǎn)線介紹 自動(dòng)化生產(chǎn)線是指勞動(dòng)對(duì)象按照一定的工藝路線,順序的通過各個(gè)工作地，并按 照統(tǒng)一的生產(chǎn)速度（節(jié)拍）完成工藝作業(yè)的連續(xù)的重復(fù)的生產(chǎn)過程。 產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、 裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)活動(dòng)所構(gòu)成的路線。自動(dòng)化生產(chǎn)線是按對(duì)象原則組織起來 的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式

5、，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種 產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部 件）的全部制造工作，對(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不同工藝的加工。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品更 新?lián)Q代的周期越來越短，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到 了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅對(duì)中小企業(yè)形成了威脅，而且也困擾著國(guó)有大中型企業(yè)。因 為，在大批量生產(chǎn)方式中，柔性和生產(chǎn)率是相互矛盾的。眾所周知，只有品種單一、 批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高，才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益；反之，多品種、 小批量生產(chǎn)，設(shè)備的專用性低，在加工形式相似的情況下，頻繁的調(diào)整工

6、夾具，工 藝穩(wěn)定難度增大，生產(chǎn)效率勢(shì)必受到影響。為了同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效 率，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，最終使中 小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。 2、自動(dòng)化生產(chǎn)線的基本構(gòu)成 （1）自動(dòng)加工系統(tǒng) 自動(dòng)加工系統(tǒng)，指以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，把外形尺寸(形狀不必完全一致)、重量 大致相似，材料相同，工藝相似的零件集中在一臺(tái)或數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床等設(shè) 備上加工的系統(tǒng)。 （2）物流系統(tǒng) 物流系統(tǒng)，指由多種運(yùn)輸裝置構(gòu)成，如傳送帶、軌道、轉(zhuǎn)盤以及機(jī)械手等，完 成工件、刀具等的供給與傳送的系統(tǒng)，它是柔性生產(chǎn)線的主要組成部分。 （3）信息系統(tǒng) 信息

7、系統(tǒng)，指對(duì)加工和運(yùn)輸過程中所需各種信息收集、處理、反饋，并通過電 子計(jì)算機(jī)或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等)，對(duì)機(jī)床或運(yùn)輸設(shè)備實(shí)行分級(jí)控制的 系統(tǒng)。 （4）軟件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)，指保證柔性生產(chǎn)線用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效管理的必不可少的組成部 - 2 - 分。它包括設(shè)計(jì)、規(guī)劃、生產(chǎn)控制和系統(tǒng)監(jiān)督等軟件。柔性生產(chǎn)線適合于年產(chǎn)量 1000100,000 件之間的中小批量生產(chǎn)。 3、柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn) 柔性生產(chǎn)線是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動(dòng)化的系統(tǒng)，它將微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)和系 統(tǒng)工程等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，理想和圓滿地解決了機(jī)械制造高自動(dòng)化與高柔性化 之間的矛盾。具體優(yōu)點(diǎn)如下。 第一，設(shè)備利用率高。一組機(jī)床編入

8、柔性生產(chǎn)線后，產(chǎn)量比這組機(jī)床在分散單 機(jī)作業(yè)時(shí)的產(chǎn)量提高數(shù)倍。 第二，在制品減少 80%左右。 第三，生產(chǎn)能力相對(duì)穩(wěn)定。自動(dòng)加工系統(tǒng)由一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床組成，發(fā)生故障時(shí)， 有降級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，物料傳送系統(tǒng)也有自行繞過故障機(jī)床的能力。 第四，產(chǎn)品質(zhì)量高。零件在加工過程中，裝卸一次完成，加工精度嵩，加工形 式穩(wěn)定。 第五，運(yùn)行靈活。有些柔性生產(chǎn)線的檢驗(yàn)、裝卡和維護(hù)工作可在第一班完成， 第二、第三班可在無人照看下正常生產(chǎn)。在理想的柔性生產(chǎn)線中，其監(jiān)控系統(tǒng)還能 處理諸如刀具的磨損調(diào)換、物流的堵塞疏通等運(yùn)行過程中不可預(yù)料的問題。 第六，產(chǎn)品應(yīng)變能力大。刀具、夾具及物料運(yùn)輸裝置具有可調(diào)性，且系統(tǒng)平面 布置合理，

9、便于增減設(shè)備，滿足市場(chǎng)需要。 4、自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展趨勢(shì) 性能發(fā)展方向： (1)高速高精高效化，速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用 了高速 CPU 芯片、RISC 芯片、多 CPU 控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的 交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速 高精高效化已大大提高。 (2)柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋 面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能 依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地 發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 (3)工藝復(fù)合

10、性和多軸化，以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多 軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次 裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù) 合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子 880 系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24 軸。 (4)實(shí)時(shí)智能化 早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度 任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各 種智能行為。技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具 - 3 - 有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜 的發(fā)展，由

11、此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制 的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、 專家控制、控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專 家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的 綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、 速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控 制的目的。 功能發(fā)展方向 （1）用戶界面圖形化，用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用 戶對(duì)界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)

12、算機(jī)軟件 研制中最困難的部分之一。當(dāng)前 INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體 等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使 用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體 動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例 縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2)可視化，科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限 于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù) 與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這 對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品

13、成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng) 域，可視化技術(shù)可用于 CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和 刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。 (3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化，多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間 橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2 螺旋插補(bǔ)、NANO 插補(bǔ)、NURBS 插 補(bǔ)(非均勻有理 B 樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C 樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償 功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度 相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?(4)內(nèi)裝高性能 PLC

14、，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能 PLC 控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語 言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo) 準(zhǔn) PLC 用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn) PLC 用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方 便地建立自己的應(yīng)用程序。 (5)多媒體技術(shù)應(yīng)用，多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有 綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù) 可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、 - 4 - 生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 1.21.2 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線體系結(jié)構(gòu)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線體系結(jié)構(gòu) 1、集

15、成化 采用高度集成化 CPU、RISC 芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐?FPGA、EPLD、CPLD 以及專用集成電路 ASIC 芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和 軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用 FPD 平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有含 量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和 CRT 抗衡的新興顯示技術(shù)，是 21 世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)， 將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量 來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 2、模塊化 硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能

16、需求，將基本 模塊，如 CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn) 的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù) 控系統(tǒng)。 3、無人化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì) 其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床 的屏幕上。 4、通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò) 展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式 是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過 程

17、是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形 狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo) 優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。 加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及 動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系， 從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 - 5 - 第二章第二章 可編程控制器可編程控制器 2.12.1 可編程控制器的定義可編程控制器的定義 PLC 即可編

18、程控制器（Programmable logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基 礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義： PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采 用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì) 數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類 型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成 一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原

19、則而設(shè)計(jì)。 定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，是一種計(jì)算機(jī)。 它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)”的工業(yè)計(jì)算機(jī)，是一種用程序來改變控制功能 的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián) 網(wǎng)的功能。 這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、 順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸出輸入控制”的能力， 并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴(kuò)充”。 可編程控制器能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它需具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適 應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 2.22.2 可編程控制器的發(fā)展概況可編程控制器的發(fā)展概況

20、 隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器的應(yīng)用已廣泛普及，成為自動(dòng) 化技術(shù)的重要組成部分。可編程控制器最先出現(xiàn)在美國(guó)，1968 年，美國(guó)的通用汽車 公司（GM）提出了研制一種新型控制器的要求，并從用戶的角度提出新一代控制器 應(yīng)具備以下十大條件： (1)編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序。 (2)維護(hù)方便，最好是插件式。 (3)可靠性高于繼電器控制柜。 (4)體積小于繼電器控制柜。 (5)可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)。 (6)在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)。 - 6 - (7)輸入可以是交流 115V（即用美國(guó)的電網(wǎng)電壓） 。 (8)輸出為交流 115V、2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥。 (9)在擴(kuò)展時(shí)，

21、原有系統(tǒng)只需要很小的變更。 (10) 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4KB。 1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器， 并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC，目的是用來取 代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。 特別是進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以來，PLC 已廣泛地使用 16 位甚至 32 位微處理器 作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的 集成電路。這時(shí)的 PLC 還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。PLC 是微機(jī) 技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其基

22、本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功 能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等 優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。 2.32.3 可編程控制器的基本組成及特點(diǎn)可編程控制器的基本組成及特點(diǎn) 可編程控制器主要由 CPU、存儲(chǔ)器、基本 I/O 接口電路、外設(shè)接口、編程裝置、 電源等組成?？删幊炭刂破鞯奶攸c(diǎn)： 1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路 采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無 故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能， 出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。

23、這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2編程簡(jiǎn)單，使用方便。 梯形圖是用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號(hào)與繼電器電路原理圖 相似。梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。 3控制靈活，程序可變，具有很好的柔性。 產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈 活地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后，可通過修 改用戶程序，不用改變硬件，方便快速適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。 4功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性價(jià)比高。 有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜 的控制功能。擴(kuò)充非常方便。 5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)

24、方便，容易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng) - 7 - 設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。 6體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功 耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 第三章第三章 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3.13.1 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，是為高職學(xué)院學(xué)生提高動(dòng)手能力和實(shí)踐技能而設(shè) 計(jì)的一套實(shí)用性實(shí)訓(xùn)設(shè)備。該裝置由八套各自獨(dú)立而又緊密相連

25、的工作站和一套監(jiān) 控站組成。這八站分別為：上料檢測(cè)站、搬運(yùn)站、加工站、搬運(yùn)分揀站、傳送站、 安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。 該實(shí)訓(xùn)裝置的一大顯著特點(diǎn)是：具有較好的柔性，即每站各有一套 PLC 控制系 統(tǒng)獨(dú)立控制。將八個(gè)模塊分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)員同時(shí)學(xué)習(xí)。在基本單元模塊 培訓(xùn)完成以后，通過組建 PLC 網(wǎng)絡(luò)，又可以將相鄰的兩站、三站直至八站連在 一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。 該系統(tǒng)囊括了機(jī)電一體化等專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)、PLC（可 編程控制器） 、傳感器等多種技術(shù)，給學(xué)生提供了一個(gè)典型的綜合操作平臺(tái)，使學(xué)生 將學(xué)過的各門專業(yè)知識(shí)在這里得到全面認(rèn)識(shí)、綜合訓(xùn)練和

26、相互提升。 1.系統(tǒng)個(gè)硬件結(jié)構(gòu) （1）上料檢測(cè)站 由料斗、回轉(zhuǎn)臺(tái)、工件滑道、提升裝置、檢測(cè)工件和顏色的光電開關(guān)、開關(guān)電 源、可編程序控制器、按鈕、I/O 接口板、直流減速電機(jī)、電磁閥及 SMC 氣缸組成， 主要完成回傳上料臺(tái)將工件依次送到檢測(cè)工位，提升裝置將工件提升并檢測(cè)工件顏 色。 （2）搬運(yùn)站 由機(jī)械手、氣爪、回轉(zhuǎn)臺(tái)、電感式傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、 I/O 接口板、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成將工件從上站搬至下一站。 （3）加工站 由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、打孔電機(jī)組件、檢測(cè)缸組件、檢測(cè)工件轉(zhuǎn)臺(tái)到位傳感器、開關(guān) 電源、可編程序控制器、按鈕、I/O 接口板、直流減速電機(jī)、

27、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換，鉆孔單元打孔，檢測(cè) 打孔深度。 （4）搬運(yùn)分揀站 - 8 - 由機(jī)械手、氣爪、電感式傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O 接 口板、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成在加工后的物料送到指定位置， 分揀站的機(jī)械手開始左右移動(dòng)分揀搬運(yùn)物料，將合格物料搬運(yùn)至傳送站，其基本原 理類同于搬運(yùn)站。其分揀是通過傳感器 IB2 來控制的。 （5）傳送站 由交流電動(dòng)機(jī)、變頻器、傳送帶、電感式傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、 按鈕、I/O 接口板、 ，主要完成當(dāng)分揀站將合格物料送至傳送站傳送帶上，此時(shí)光電 傳感器

28、 B1 檢測(cè)到信號(hào)，PLC 驅(qū)動(dòng)變頻器，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)送物料；當(dāng)物料到達(dá)指定 位置時(shí)，此時(shí)光電傳感器 B2 檢測(cè)到信號(hào)，PLC 驅(qū)動(dòng)變頻器，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 （6）安裝站 由吸盤機(jī)械手、上下?lián)u臂部件、料倉(cāng)換位部件、工件推出部件、真空發(fā)生器、 開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O 接口板、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成， 主要完成選擇要安裝工件的料倉(cāng)，將工件從料倉(cāng)中推出，將工件安裝到位。 （7）安裝搬運(yùn)站 由平移工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、塔吊臂、機(jī)械手、氣爪、開關(guān)電源、可編程序控 制器、按鈕、I/O 接口板、多種類型電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完成將上站工件 拿起放入安裝工位，將裝好工件拿起

29、放下一站。 （8）分類站 由滾珠絲杠、滑杠推出部件、分類料倉(cāng)、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、 I/O 接口板、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、直流減速電機(jī)、電磁閥及 SMC 氣缸組成，主要完 成按工件類型分類，將工件推入不同的倉(cāng)位。 2.控制技術(shù) 1.該柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)每一站都有一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，因此，該系 統(tǒng)可拆分開來學(xué)習(xí)，以保證初學(xué)者容易入門和足夠的學(xué)習(xí)工位，而將各站聯(lián)在一起 集成為系統(tǒng)后，能為學(xué)員提供一個(gè)學(xué)習(xí)復(fù)雜和大型控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)平臺(tái)，該系統(tǒng)可 用不同廠商所提供的控制器進(jìn)行控制。 2.各站與 PLC 之間由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電纜進(jìn)行連接，通過這個(gè)電纜可連接 8 個(gè)傳感器 信號(hào)和 8 個(gè)輸出控制信號(hào)

30、。通過該電纜各站的傳感器和輸出控制器可得到 24V 電壓。 3.各站都可通過一塊控制面板來控制 PLC 使各站按要求進(jìn)行工作，一個(gè)控制面 板上有 5 個(gè)按鈕開關(guān)，二個(gè)選擇開關(guān)和一個(gè)急停開關(guān)。各開關(guān)的控制功能定義如表 3-1 所示。 表 3-1 開關(guān)的控制功能 - 9 - 序號(hào)序號(hào)項(xiàng)目項(xiàng)目說明說明序號(hào)序號(hào)項(xiàng)目項(xiàng)目說明說明 1.帶燈按鈕，綠色開始5.兩位旋鈕，黑色單站/聯(lián)網(wǎng) 2.帶燈按鈕，黃色復(fù)位6.按鈕，紅色停止 3.按鈕，黃色調(diào)試按鈕7.帶燈按鈕，綠色上電 4.兩位旋鈕，黑色手動(dòng)/自動(dòng)8.急停按鈕，紅色急停 3.工作過程 圖 3-1 給出了系統(tǒng)中工件從一站到另一站的物流傳遞過程：上料檢測(cè)站將大

31、工 件按順序排好后提升送出。搬運(yùn)站將大工件從上料檢測(cè)站搬至加工站。加工站將大 工件加工后送出工位。搬運(yùn)分揀站是將加工好的工件搬運(yùn)同時(shí)分揀次品和正品。傳 送站是將工件傳送到下一站。安裝搬運(yùn)站將大工件搬至安裝工位放下。安裝站再將 對(duì)應(yīng)的小工件裝入大工件中。而后，安裝搬運(yùn)站再將安裝好的工件送分類站，分類 站再將工件送入相應(yīng)的料倉(cāng)。 圖 3-1系統(tǒng)工作流程圖 3.23.2 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線單站功能及系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線單站功能及系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 一、上料檢查站 1、上料檢測(cè)站 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 下上電按鈕，上電燈亮，復(fù)位燈閃爍 下復(fù)位按鈕，復(fù)位燈滅，氣缸下降，開始等閃爍 下開始按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)，送物料 料至

32、升降臺(tái)，觸動(dòng)貨臺(tái)光電傳感器，氣缸通電上升，直至觸動(dòng)傳感器的氣缸 上眼，升降臺(tái)停 - 10 - 物料被運(yùn)走，氣缸失電下降到下限位停止 降臺(tái)下限位傳感器在 10S 后沒有檢測(cè)到物體，報(bào)警燈亮，報(bào)警鳴聲 下急停按鈕，系統(tǒng)停止，再次從 1 步驟開始 2、上料檢查站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-2 所示。 圖 3-2 上料檢查站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 3、上料檢查站系統(tǒng)硬件接線圖如圖 3-3 所示。 - 11 - 圖 3-3 上料檢查站系統(tǒng)硬件接線圖 二、工件搬運(yùn)站 1、工件搬運(yùn)站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 按下上電按鈕，上電燈亮，復(fù)位燈閃爍（f=1s） 。 按下復(fù)位按鈕，機(jī)械手放松，上升臂縮回，機(jī)械手左旋，開始燈閃爍，復(fù)位 燈

33、滅。 按下開始按鈕，調(diào)試按鈕，手臂出，機(jī)械手下降，夾緊物體，手臂上升再縮 回，手臂右旋。 手臂伸出，下降，機(jī)械手放松，再上升，手臂縮回，再左旋。 2、工件搬運(yùn)站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-4 所示。 - 12 - 圖 3-4 工件搬運(yùn)站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 3、工件搬運(yùn)站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-5 所示。 圖 3-5 工件搬運(yùn)站系統(tǒng)硬件接線 三、工件加工站 1、工件加工站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 下上電按鈕，上電燈亮，復(fù)位燈閃爍（f=1s） 下復(fù)位按鈕，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到位（輔助加工，模擬加工臺(tái)和加 工推臺(tái)回到初始位置）開始燈閃爍（f=1s） - 13 - 下開始按鈕，傳感器檢測(cè)到工件，旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到位

34、后，模擬加工臺(tái)， 輔助加工臺(tái)，加工推動(dòng)臺(tái)的電磁閥動(dòng)作，Q0.2、 Q0.3、Q0.4 燈亮，模擬加工臺(tái)， 輔助加工臺(tái)下降到下限位，加工推動(dòng)臺(tái)前移到前限位后停止，鉆頭旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作開 始加工工件，即 Q0.1 亮，加工好后(幾秒后)，模擬加工臺(tái)，加工推動(dòng)器，后移 到后限位 下急停按鈕，系統(tǒng)停止，再次上電以 1 步驟，開始運(yùn)行。 2、工件加工站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-6 所示。 圖 3-6 工件加工站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 3、工件加工站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-7 所示。 - 14 - 圖 3-7 工件加工站系統(tǒng)硬件接線 四、搬運(yùn)分揀站 1、搬運(yùn)分揀站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 下上電按鈕，上電燈亮，復(fù)位燈閃爍（f=1s

35、） 下復(fù)位按鈕，復(fù)位燈滅，開始燈閃爍 下開始按鈕，機(jī)械手下降，夾緊物體，機(jī)械手上升 a 如果物品是正品，則氣夾右移到右限位下降，氣夾張開，放下物品，然后上 升到上限位，右移，右限位。 b 如果物品是次品，則機(jī)械手右移到中間限位然后下降，氣夾張開，物品掉下， 然后氣夾上升，上升到位后右移到位，氣缸把次品推出到次品筐 - 15 - 2、搬運(yùn)分揀站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-8 所示。 圖 3-8 搬運(yùn)分揀站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 圖 3-8 搬運(yùn)分揀站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 3、搬運(yùn)分揀站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-9 所示。 - 16 - 圖 3-9 搬運(yùn)分揀站系統(tǒng)硬件接線 五、運(yùn)輸傳送站 1、運(yùn)輸傳送站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能

36、按下上電按扭，復(fù)位燈閃爍，按下復(fù)位按扭，復(fù)位動(dòng)作，開始燈閃爍，按下開 始按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)，電機(jī)停止（循環(huán)往復(fù)動(dòng)作，出現(xiàn)故障，應(yīng)按下急停按鈕，使 PLC 停止工作） 2、運(yùn)輸傳送站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-10 所示。 圖 3-10 運(yùn)輸傳送站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 3、運(yùn)輸傳送站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-11 所示。 - 17 - 圖 3-11 運(yùn)輸傳送站系統(tǒng)硬件接線 六、安裝站 1、安裝站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 下上電按鈕，上電成功，復(fù)位燈閃爍，按下復(fù)位按鈕，執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作，使手 臂上升到位，并回到初始位置。 下開始按鈕，按照程序的動(dòng)作流程依次完成氣夾的下降，上升，手臂的右轉(zhuǎn) 到中間位置再下降，手臂回到左限位，并完成

37、各汽缸的動(dòng)作過程 2、安裝站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-12 所示。 - 18 - 圖 3-12 安裝站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 3、安裝站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-13 所示。 圖 3-13 安裝站系統(tǒng)硬件接線 - 19 - 七、安裝搬運(yùn)站 1、安裝搬運(yùn)站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 按下上電按鈕，復(fù)位燈閃爍，按下復(fù)位按鈕，復(fù)位燈動(dòng)作，開始燈閃爍，按下 開始按鈕，手臂打出，氣缸推出，手臂打回，手臂縮回，吸盤吸和，物料桶移出， 手臂打出，吸盤停止吸氣，手臂打回 第八站 網(wǎng)聯(lián) 2、安裝搬運(yùn)站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-14 所示。 圖 3-14 安裝搬運(yùn)站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 - 20 - 3、搬運(yùn)安裝站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-15 所示

38、。 圖 3-15 搬運(yùn)安裝站系統(tǒng)硬件接線 八、分類站 1、分類站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 按工件類型分類，將工件推入不同的倉(cāng)位 2、分類站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序如圖 3-16 所示。 圖 3-16 分類站設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序 - 21 - 3.分類站系統(tǒng)硬件接線如圖 3-17 所示 圖 3-17 分類站系統(tǒng)硬件接線 3.33.3 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) Profibus-DP（Decentralized Periphery,分布式外圍設(shè)備） ，在 Profibus 現(xiàn) 場(chǎng)總線中，Profibus-DP 的應(yīng)用最廣。Profibus-DP 協(xié)議主要用于 PLC 與分布式 I/O 和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

39、的高速數(shù)據(jù)傳輸。典型的 DP 配置是單主站結(jié)構(gòu)，也可以是多主站結(jié)構(gòu)。 Profibus-DP 使用第一層、第二層和用戶接口層，這種精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)的高 速傳輸。它的基本功能如下： 1、總線存取方法 各主站間為令牌傳送，主站與從站間為主-從循環(huán)傳送，支持單主站或多主站系 統(tǒng)，總線上最多 126 個(gè)站?？梢圆捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)用戶數(shù)據(jù)通信、廣播（控制指令）方式 和循環(huán)主-從用戶數(shù)據(jù)通信。 2、循環(huán)數(shù)據(jù)交換 DP-V0 可以實(shí)現(xiàn)中央控制器（PLC,PC 或過程控制系統(tǒng)）與分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（從 站，例如 I/O、閥門、變送器和分析儀等）之間的快速循環(huán)數(shù)據(jù)交換，主站發(fā)出請(qǐng) 求報(bào)文，從站收到后返回響應(yīng)報(bào)文。這種循

40、環(huán)數(shù)據(jù)交換是在被稱為 MS0 的連接上進(jìn) 行的。 3、診斷功能 經(jīng)過擴(kuò)展的 PROFIBUS-DP 診斷，能對(duì)站級(jí)、模塊級(jí)、通道級(jí)這 3 個(gè)故障進(jìn)行診 斷和快速定位，診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。 本站診斷操作：對(duì)本站設(shè)備的一般操作狀態(tài)的診斷，例如溫度過高，壓力過低。 - 22 - 模塊診斷操作：對(duì)站點(diǎn)內(nèi)部某個(gè)具體的 I/O 模塊的故障定位。 通道診斷操作：對(duì)某個(gè)輸入/輸出通道的故障定位。 4、保護(hù)功能 所有信息的傳輸按海明距離 HD=4 進(jìn)行。對(duì) DP 從站的輸出進(jìn)行存取保護(hù)，DP 主 站用監(jiān)控定時(shí)器監(jiān)視與從站的通信，對(duì)每個(gè)從站都有獨(dú)立的監(jiān)控定時(shí)器。在規(guī)定的 監(jiān)視時(shí)間間隔內(nèi)，如果沒有執(zhí)行

41、用戶數(shù)據(jù)傳送，將會(huì)使監(jiān)控定時(shí)器超時(shí)，通知用戶 程序進(jìn)行處理。如果參數(shù)“Auto_Clear”為 1，DPM1 將退出運(yùn)行模式，并將所有有 關(guān)的從站的輸出置于故障安全狀態(tài)，然后進(jìn)入清除（Clear）狀態(tài)。 DP 從站用看門狗（Watchdog Timer，監(jiān)控定時(shí)器）檢測(cè)與主站的數(shù)據(jù)傳輸，如 果在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)沒有完成數(shù)據(jù)通信，從站自動(dòng)地將輸出切換到故障安全狀態(tài)。 在多主站系統(tǒng)中，從站輸出操作的訪問保護(hù)是必要的。這樣可以保證只有授權(quán) 的主站才能直接訪問。其他從站可以讀它們的輸入的映像，但是不能直接訪問。 5、通過網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)功能與控制功能 通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)下列功能：動(dòng)態(tài)激活或關(guān)閉 DP 從站，對(duì) D

42、P 主站（DPM1）進(jìn) 行配置，可以設(shè)置站點(diǎn)的數(shù)目、DP 從站的地址、輸入/輸出數(shù)據(jù)的格式、診斷報(bào)文 的格式等，以及檢查 DP 從站的組態(tài)?？刂泼羁梢酝瑫r(shí)發(fā)送給所有的從站或部分從 站。 6、同步與鎖定功能 主站可以發(fā)送命令給一個(gè)從站或同時(shí)發(fā)送給一組從站。接收到主站的同步命令 后，從站進(jìn)入同步模式。這些從站的輸出被鎖定在當(dāng)前狀態(tài)。在這之后的用戶數(shù)據(jù) 傳輸中，輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在從站，但是它的輸出狀態(tài)保持不變。同步模式用 “UNSYNC”命令來解除。 7、DPM1 和 DP 從站之間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸 DPM1 與有關(guān) DP 從站之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸是由 DPM1 按照確定的遞歸順序自動(dòng)進(jìn) 行的。在對(duì)總線系

43、統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)時(shí)，用戶定義 DP 從站與 DPM1 的關(guān)系，確定哪些 DP 從 站被納入信息交換的循環(huán)。 DMP1 和 DP 從站之間的數(shù)據(jù)傳送分為 3 個(gè)階段：參數(shù)化、組態(tài)和數(shù)據(jù)交換。在 前兩個(gè)階段進(jìn)行檢查，每個(gè)從站將自己的實(shí)際組態(tài)數(shù)據(jù)與從 DPM1 接收到的組態(tài)數(shù)據(jù) 進(jìn)行比較。設(shè)備類型、格式、信息長(zhǎng)度與輸入/輸出的個(gè)數(shù)都應(yīng)一致，以防止由于組 態(tài)過程中的錯(cuò)誤造成系統(tǒng)的檢查錯(cuò)誤。 只有系統(tǒng)檢查通過后，DP 從站才進(jìn)入用戶數(shù)據(jù)傳輸階段。在自動(dòng)進(jìn)行用戶數(shù)據(jù) 傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也可以根據(jù)用戶的需要向 DP 從站發(fā)送用戶定義的參數(shù)。 8、DPM1 和系統(tǒng)組態(tài)設(shè)備間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸 PROFIBUS-DP 允許主站

44、之間的數(shù)據(jù)交換，即 DPM1 和 DPM2 之間的數(shù)據(jù)交換。該 - 23 - 功能使組態(tài)和診斷設(shè)備通過總線對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，改變 DPM1 的操作方式，動(dòng)態(tài)地允 許或禁止 DPM1 與某些從站之間交換數(shù)據(jù)。 第四章第四章 論文總結(jié)論文總結(jié) 經(jīng)過這次畢業(yè)論文寫作，我對(duì)方法做了歸納，之前我習(xí)慣用功能流程寫程序， 遇到難點(diǎn)的時(shí)候習(xí)慣翻書，對(duì)照例子提取點(diǎn)精華?，F(xiàn)在能靈活運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、電 氣原理圖設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法。特別對(duì)順序控制設(shè)計(jì)有了一定的了解。 這里面我認(rèn)最經(jīng)典的是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的 編程方法這個(gè)三個(gè)是很值得研究的，也是一種格式。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用 的話，

45、那么編程對(duì)你來說將變的非常容易。一個(gè)流程圖無論多么復(fù)雜，都可以拆分 上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。 當(dāng)然對(duì)于簡(jiǎn)單的流程也可以用順序設(shè)計(jì)。這種方法也是一種固定的格式，只要 按照它的格式就可以寫出正確的程序，它的優(yōu)點(diǎn)易懂，條理清晰。但結(jié)構(gòu)多，對(duì)于 活動(dòng)步多的設(shè)計(jì)我想用這個(gè)設(shè)計(jì)比較煩瑣。 更加體會(huì)到 PLC 的可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)、控制程序可變、使用 方便等優(yōu)點(diǎn)。更加熟悉了西門子編程軟件使用方法與各種基本指令。這次的論文設(shè) 計(jì)使我把可編程控制器的理論知識(shí)用在實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相結(jié)合，從中懂 得理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐又能檢驗(yàn)理論的正確性，讓我受益非淺， 對(duì)我以后工作 中

46、遇到問題或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生巨大的幫助和影響。 - 24 - 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1廖常初.西門子工業(yè)自動(dòng)化系列教材(S7300/400 應(yīng)用教程) .機(jī)械工業(yè)出版社.2008 2張進(jìn)秋.可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社.2004 3萬學(xué)春.生產(chǎn)線組裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)教程.中國(guó)電力出版社.2010 4戚長(zhǎng)政.自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線.科學(xué)出版社.2007 5蘇家健,許晉仙.電氣控制與 PLC 實(shí)訓(xùn).西安電子科技大學(xué)出版社.2009 6 廖常初.工業(yè)通信組態(tài)編程與故障診斷.機(jī)械工業(yè)出版社.2009 7 羅紅福.PROFIBUS-DP 現(xiàn)場(chǎng)總線工程應(yīng)用實(shí)例解析.中國(guó)電力出版社.2008 - 25 - 致謝

47、致謝 非常感謝趙光藝?yán)蠋熢谖掖髮W(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)論文階段給我的指導(dǎo)， 在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師趙光藝?yán)蠋焹A注了大量的心血，從最初的定題， 到資料的收集、寫作、修改，一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循 循善誘直至論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我的畢業(yè)論文， 他放棄了自己的休息時(shí)間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表 示我誠(chéng)摯的謝意！ 同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來給我的指導(dǎo)和幫助，是他們教 會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。在這三年的時(shí)間里，我 在學(xué)習(xí)上和思想上都受益匪淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān) 心、支持是分不開的，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步。 畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院的三年的學(xué)習(xí)生活 既將結(jié)束。回首既往，自己一生最寶貴的時(shí)光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富 五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實(shí)是榮幸之極。在此向他們表示我由衷的 謝意！并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ - 26 - 指導(dǎo)教師評(píng)語指導(dǎo)教師評(píng)語 等級(jí)等級(jí)簽名簽名日期日期