目 录
前 言 ......................................................................................................................................................................4 第一章 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统概述 .............................................................................5
1.1系统的基本组成 ......................................................................................................................................... 5 1.2系统各单元的基本功能 ............................................................................................................................. 5 1.3系统的特点和实训项目 ............................................................................................................................. 6 1.4系统的技术参数 ......................................................................................................................................... 7 第二章 供料传输单元的结构与控制 ......................................................................................................................8
2.1供料传输单元的结构 ................................................................................................................................. 8 2.2变频器参数设置 ........................................................................................................................................11 2.3供料传输单元的PLC控制及编程 ...........................................................................................................11 第三章 无杆气缸搬运单元的结构与控制 ............................................................................................................14
3.1无杆气缸搬运单元的结构 ....................................................................................................................... 14 3.2无杆气缸搬运单元的PLC控制及编程 .................................................................................................. 15 第四章 模拟加工单元的结构与控制 ....................................................................................................................18
4.1模拟加工单元的结构 ............................................................................................................................... 18 4.2模拟加工单元的PLC控制及编程 .......................................................................................................... 20 第五章旋转气缸搬运单元的结构与控制 ..............................................................................................................22
5.1旋转气缸搬运单元的结构 ....................................................................................................................... 22 5.2旋转气缸搬运单元的PLC控制及编程 .................................................................................................. 24 第六章 直线传输检测单元的结构与控制 ............................................................................................................26
6.1直线传输检测单元的结构 ....................................................................................................................... 26 6.2直线传输检测单元的PLC控制及编程 .................................................................................................. 27 第七章 伺服电机搬运单元的结构与控制 ............................................................................................................30
7.1伺服电机搬运单元的结构 ....................................................................................................................... 30 7.2 V80伺服功能及参数设置 ........................................................................................................................ 31 7.3 伺服电机搬运单元的PLC控制及编程 ................................................................................................. 35 第八章 安装装配单元的结构与控制 ....................................................................................................................38
8.1 安装装配单元的结构 .............................................................................................................................. 38 8.2 安装装配单元的PLC控制及编程 ......................................................................................................... 39 第九章 立体仓库单元的结构与控制 ....................................................................................................................42
9.1 立体仓库单元的结构 .............................................................................................................................. 42 9.2 步进驱动器参数设置 .............................................................................................................................. 42 9.3 立体仓库单元的PLC控制及编程 ......................................................................................................... 46 附录一 西门子S7-200系列可编程控制器的使用 ...............................................................................................48
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一、PLC的工作原理 ..................................................................................................................................... 48 二、PLC的程序编制 ..................................................................................................................................... 48 三、S7-200可编程控制器的基本指令简介 ................................................................................................. 50 四、可编程控制器梯形图八个步骤 ............................................................................................................. 51 附录二 STEP7 MicroWIN软件使用 .....................................................................................................................53
一、软件安装 ................................................................................................................................................. 53 二、软件使用 ................................................................................................................................................. 53 三、创建工程 ................................................................................................................................................. 54 四、通信设置 ................................................................................................................................................. 57 五、程序下载 ................................................................................................................................................. 57 六、调试和监控 ............................................................................................................................................. 58 附录三 STEP 7编程软件的介绍及使用 ...............................................................................................................60
一、Step-7简介 .............................................................................................................................................. 60 二、Step-7使用说明 ...................................................................................................................................... 60 三、STEP7中LAD/FBD指令系统 .............................................................................................................. 63 附录四 触摸屏软件Vincc V12使用 .....................................................................................................................65
一、安装软件 ................................................................................................................................................. 65 二、创建触摸屏组态 ..................................................................................................................................... 65 三、编辑组态画面 ......................................................................................................................................... 67 四、离线仿真 ................................................................................................................................................. 69 五、项目下载 ................................................................................................................................................. 69 附录五 3ND583型 步进驱动器使用说明 ............................................................................................................71
一、产品简介 ................................................................................................................................................. 71 二、产品图片 ................................................................................................................................................. 71 三、特性 ......................................................................................................................................................... 71 四、电气、机械和环境指标 ......................................................................................................................... 72 五、驱动器接口和接线介绍 ......................................................................................................................... 73 六、电流、细分拨码开关设定 ..................................................................................................................... 75 七、供电电源选择 ......................................................................................................................................... 77 八、适配电机选配 ......................................................................................................................................... 77 九、典型接线案例 ......................................................................................................................................... 78 十、保护功能及常见问题 ............................................................................................................................. 79 附录六 M415B型 步进驱动器使用说明 .............................................................................................................81
一、概述 ......................................................................................................................................................... 81 二、特点 ......................................................................................................................................................... 81 三、应用领域 ................................................................................................................................................. 81
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四、电气指标 ................................................................................................................................................. 81 五、接线信号描述 ......................................................................................................................................... 82 六、电流、细分拨码开关设置 ..................................................................................................................... 82 七、接线图 ..................................................................................................................................................... 83 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统使用说明书 .............................................................................84
一、安全注意事项 ......................................................................................................................................... 84 二、开、关机注意事项 ................................................................................................................................. 84 三、使用操作规程 ......................................................................................................................................... 85 四、维护与保养 ............................................................................................................................................. 86
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前 言
现代化的自动生产设备（自动生产线）的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在PLC单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。
可编程序控制器（PLC）以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC 技术及PLC 网络技术的技术人材是当务之急。
MES网络型模块化柔性自动化生产线实训系统由供料输送单元、无杆气缸搬运单元、模拟加工单元、旋转气缸搬运单元、直线传输检测单元、伺服电机搬运单元、安装装配单元、立体仓库等组成，综合运用了PLC控制 、气动驱动技术，多种传感器，构成一个典型的自动生产线的机械平台。利用模块化生产制造系统，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。
设备从选材、造型及功能等多方面力求贴合实际工业生产，着重体现真实工业现场的技术应用。是为职业院校、职业教育培训机构专门研制的一种典型的机电一体化实训设备。尤其适合机电一体化、自动化等相关专业的教学和培训。同时本设备的各个模块可分别逐次运行，使学生可以由浅入深、渐进全面的掌握各项自动控制及相关技术，并可以通过拆装、调试进一步提高学生的动手能力。本设备主要技术及程序均向用户开放，也提供给院校一个二次开发的良好平台。
本实训指导书主要阐述MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统的基本结构、工作原理和工作过程。实训指导书力求采用项目教学的方法介绍本装备所涉及的技术，使学生在知识的学习和综合应用，PLC 的编程，设备的安装与调试等方面能收到较好的效果。
鉴于时间仓促和限于编者水平，书中难免有错误及不当之处，恳请读者批评指正。
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第一章 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统概述
1.1系统的基本组成
MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统由供料传输单元、无杆气缸搬运单元、模拟加工单元、旋转气缸搬运单元、直线传输检测单元、伺服电机搬运单元、安装装配单元、立体仓库单元等组成。
其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。 在MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面，每个单元单独使用西门子CPU226PLC进行控制，每一工作单元由一台PLC 承担其控制任务，PLC之间通过工业现场网络Priofibus-DP建立通讯，实现了互连的分布式控制方式。
系统特征
1.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，连接方便、快捷。
2.系统中采用国际知名公司工业元件，质量可靠、性能稳定，故障率低，从而保证学校教学的顺利进行很高的兼容和扩展性。
3.通过本系统的学习，学生可以获得气动、工程控制、传感器、可编程控制器等工业现场综合技术和专业知识。
4.本系统具有很高的兼容和扩展性，随着工业现场技术的快速发展，本系统可以紧跟现场技术升级扩展，深入地满足教学的需要。
5.本系统可以锻炼学习者创造性的思维和动手能力，学习者可以利用本系统从机械组装、综合布线、PLC编程与调试、现场总线等方面入手逐一的进行工程实训；也可以在本系统基础之上进行二次开发与研究。
6.可根据客户要求提供解决方案
1.2系统各单元的基本功能
1、供料传输单元的基本功能：供料传输单元的主要作用是提供毛坯件。在管状料仓中可存放多个毛坯件。供料过程中，推料气缸从料仓中将毛坯件逐一推出至传输带的起始端，传输带启动将工件移动至传输带末端停止。
2、无杆气缸搬运单元的基本功能：供料传输单元物料输送到末端后，无杆气缸搬运单元气动手指伸出下降到工件位置并抓起，然后上升并缩回气爪，搬运到模拟加工单元第一个工位处。
3、模拟加工单元的基本功能：模拟加工单元四个工位分布在圆形工作台上，分别为一号
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