设计题目：MPS系统机械手站单元的设计与PLC控制 设计条件：
要求采用西门子S7－226 PLC作为控制器，以气动元件作为执行元件，设计MPS系统机械手站单元，并实现其动作控制要求。 设计任务：
1．气动机构设计和气动元件的选型；
2．利用气动仿真软件设计气动回路并进行仿真调试； 3．机械手站的电气接线设计和通信接口设计； 4．PLC的I/O分配设计和编程设计；
5．完成对机械手站的硬件和软件的安装、连接、调试、运行； 6．毕业设计（论文）内容包括：
1）课题的来源和意义，系统设计方案的确定及说明。 2）系统硬件结构及功能说明。 3）系统软件编程及功能实现。
MPS系统机械手站单元的设计与PLC控制
摘 要
MPS(modular production system 模块化生产加工培训系统)是模拟实际生产加工操作过程的开放式教学系统，主要是针对学生不能经常在实际生产线上进行培训而设计的，该系统是工业自动化生产线的缩微模型，可以提供一个实际自动化制造，加工生产线的模拟教学环境，可根据I/O分配编写程序达到系统的控制，提高实际操作的能力，本文涉及的系统为上海英集斯公司生产的MPS模块化生产加工培训系统,它采用西门子公司生产的小型可编程序控制器S7-200对MPS各个工作站的运行过程进行实时控制。
本次设计是以MPS系统中机械手站单元为研究，采用德国西门子公司生产的S7-226系列可编程控制器对机械手进行运动控制，根据机械手的运动规律进行编程，使用传感器进行位置控制，并使用FluidSIM-P软件设计制作气动控制和仿真模拟，完成机械手站的控制任务。
关键词：MPS；机械手站单元；PLC；传感器
目 录
1 绪 论 ....................................................................................................................................... 1 1.1 MPS模块化加工系统简介................................................................................................. 1 1.2 MPS的基本组成................................................................................................................ 1 1.3 MPS的基本功能................................................................................................................. 2 1.4设计条件及设计任务.......................................................................................................... 3 2 机械手站单元的控制硬件 ....................................................................................................... 4 2.1 可编程控制器（PLC） ..................................................................................................... 4 2.1.1 PLC的概况及特点 ....................................................................................................... 4 2.1.2 PLC结构及基本配置： ............................................................................................... 5 2.1.3 PLC的应用领域 ........................................................................................................... 7 2.1.4 S7-200PLC的介绍 ....................................................................................................... 7 2.2 传感器............................................................................................................................... 10 2.2.1 传感器的简介以及分类 ............................................................................................ 10 2.2.2 传感器工作原理及应用 ............................................................................................ 11 3 机械手 ..................................................................................................................................... 13 3.1机械手的简介：................................................................................................................ 13 3.2MPS系统中机械手工作站的结构功能............................................................................ 14 3.2.1 机械手站气动回路图 ................................................................................................ 16 3.2.2 气动部件的选用 ........................................................................................................ 17 3.2.3气动部件的简要分析 ................................................................................................. 18 3.2.4 电器元件的简介 ........................................................................................................ 22 4 机械手站单元的PLC设计 .................................................................................................... 25 4.1机械手站单元的控制要求................................................................................................ 25 4.2机械手站单元顺序功能流程图........................................................................................ 25 4.3 机械手站单元的I/O分配表 ........................................................................................... 27 4.4 梯形图............................................................................................................................... 27 4.5指令表................................................................................................................................ 29 4.6 模拟调试........................................................................................................................... 29 5 总 结 ..................................................................................................................................... 30 参考文献 ..................................................................................................................................... 31 致 谢 ......................................................................................................................................... 32
i
数控工程学院毕业设计论文 1 绪 论
1.1 MPS模块化加工系统简介
模块化加工系统(MPS, Modular Production System)体现了机电一体化的技术实际应用。MPS设备是一套开放式的设备，用户可根据身产需要选择设备组成单元的数量、类型，最少时一个单元亦可自成一个独立的控制系统，而由多个单元组成的生产系统可以体现自动生产线的控制特点。
在由多个MPS工作单元组成的系统中，综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、电工电子技术、传感应用技术、PLC控制技术、组态控制技术、信息技术等。利用该系统可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学员在一个非常接近于实际的教学设备环境，使学员在学习过程中很自然地就将理论应用到了实际中，实现了理论与实践的完美结合，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。
1.2 MPS的基本组成
多个单元组成的MPS系统可以较为真实地模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。其中，每个工作单元都可以自成一个独立系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构主要是气动执行机构和电机驱动机构，这些执行机构的运动位置都可以通过安装在其上面的传感器的信号来判断。
在MPS设备上应用多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体的通过状态、物体的颜色、物体的材质、物体的高度等。传感器技术是机电一体化技术中的关键
图1.1 多单元组成的MPS系统 1