MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统
第二章 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统各单元功能
和组成、工作原理、控制要求及实训项目
一、控制技术
1.该柔性自动化生产线实训系统每一站都有一套独立的控制系统，因此，该系统可拆分开来学习，以保证初学者容易入门和足够的学习空间，而将各站联在一起集成为系统后，能为学员提供一个学习复杂和大型控制系统的学习平台，该系统可用不同厂商所提供的控制器进行控制
2.各站都可通过一块控制面板来控制PLC使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。
各开关的控制功能定义为： 序号 1 2 3 4 项目 带灯按钮，绿色 带灯按钮，黄色 按钮，黄色 两位旋钮，黑色 说明 开始 复位 调试按钮 手动/自动 序号 5 6 7 8 项目 两位旋钮，黑色 按钮，红色 带灯按钮，绿色 急停按钮，红色 说明 单站/联网 停止 上电 急停 3.THMSRX-3型 西门子控制器采用PROFIBUS-DP通信实现八个单元与主站之间的网络控制方案，通过S7-300主机采集并处理各站的相应信息，完成八个单元间的联动控制。将DP联线首端出线的网络联接器接到300主机的DP口上，其它网络联接器依次接到八个单元的EM277模块DP口上，将联线末端网络联接器上的终端电阻开关打到“ON”位置,其它网络联接器上的终端电阻开关全部打到“OFF”位置。
4.PROFIBUS-DP为保证系统中各站能联网运行，必须将各站的PLC连接在一起使独立的各站间能交换信息。而且加工过程中所产生的数据，如工件颜色装配信息等，也需要向下站传送，以保证工作正确。（如分类正确、安装正确等） 二、工作过程及实训
1．工作过程
下图给出了系统中工件从一站到另一站的物流传递过程：上料检测单元将大工件按顺序排好后提升送出；搬运站将大工件从上料检测单元搬至加工站；加工站将大工件加工后送出工位；分拣站将加工过的正常的工件搬运到传送站，如果是废料，分拣机械手将工件搬运到废料处理机构；传输站将正常的大工件送至尾端，将废料分拣到废料槽里；安装搬运站将大工件从传输站搬至安装工位放下。安装站再将对应的小工件装入大工件中。而后，安装搬运站再将安装好的工件送分类站，分类站再将工件送入相应的料仓。
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上料 检测 站 工作过程示意图
2．实训性质
（1）机械设计与机械拆装实习是机械制造及自动化、机电一体化、电气工程及自动化、检测技术与控制工程专业的实践性必修课程。
（2）PLC编程实训、触摸屏工程组态等是机械设计及自动化、机电一体化、电气工程及自动化、检测技术与控制工程专业的实践性必修课程。
3．实训目的
（1）利用所学的指令完成各个站的程序编制。
（2）本实训是分八个单元，通过熟悉各控制部件、执行部件的组成，用一些最常用的基本指令完成一些生产实践中的常规控制。
（3）通过熟悉第一站，就可获得相关电器元件安装、机械拆装、机械设计、布线工艺、PLC编程等相关内容，为整个八站的拼合与调试作准备。
（4）培养学生的学习兴趣，将所学的知识运用于实践中，培养分析问题、解决问题的能力。 （5）使学生养成在学习中相互配合，团结协作的习惯。 （6）加强安全教育，使学生养成良好的安全操作习惯。 4．实训设备
（1）安装有WINDOWS操作系统的PC机（具有STEP7 MICROWIN软件） （2）PLC（西门子S7-200/300系列） （3）PC与PLC的通信电缆（PC/PPI）
（4）THMSRX-3型 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统（八站） 5．实训安全要求及处置预案 （1）准备好实训所需的各种工具
（2）检验元件质量：应在不通电的情况下，查看元器件的外观有无明显的损坏；按要求给各元器件通电（磁性传感器不能直接接入电压进行检测），检查其功能是否正常；给气动元件接通气源，使其动作，观察各气动元件的动作是否正常。
安装 站 搬运站加工站分拣站传送站安装搬运站分类站 天煌科技 天煌教仪
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（3）安装电器元件
1各元件的安装位置应整齐、均匀、间距合理和便于更换元件。 ○
②熔断器的安装必须熔芯向上，接线上必须遵循低进高出的原则。 ③PLC在安装的工业导轨上，两端必须安装紧固器。 1）台面及网孔板布线
① 布线应走在线槽内，尽量走距离较近的路线，保证线路的横平竖直。
② 导线和接线端子连接时，应不压绝缘层，不反卷及不露铜过长。并做到同一元件的导线应尽量走在一起。
③ 一个电器元件的接线端子上的连接导线不得超过两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。
④ 布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘层。
2）在学生实训过程中，教师进行巡回指导，发现问题及时指出并纠正。 ⑤ 根据学校的教学要求写实训报告等 ⑥ 线路自检
首先,当实训台接线完毕，先进行通电前检测，用万用表进行检测，应选用电阻档的适当倍率或二极管档检测接线是否正确。
通电，分逐一环节通电，先主电路测量输入电压为交流220V，然后打上空气开关，测量控制电路。
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(一)上料检测单元
料斗、回转台 I/O接口 按钮控制板 走线槽
主机模块
上料检测单元总图
1.主要组成与功能
由料斗、回转台、导料机构、平面推力轴承、工件滑道、提升装置、检测工件和颜色识别光电开关、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、直流减速电机、电磁阀及气缸组成，主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位，提升装置将工件提升并检测工件颜色。
（1）料斗：用于存放物料。 （2）回转台：带动物料转动
（3）导料机构：使物料在回转台上能按照设定好的方向旋转，输送工件。 （4）工件滑道：使物料下滑到物料台上。
（5）直流减速电机：用于驱动回转台转动，通过导料机构输送工件。
（6）光电传感器1：输送台上工件的颜色检测、物料检测为光电漫反射型传感器，工件库中有物料时为PLC提供一个输入信号。
（7）光电传感器2：检测物料到达等待抓取位。
（8）磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个到位信
9 警示灯 导料机构
提升机构
调压过滤器
电磁阀
透明继电器
实训桌
电源总开关
电气网孔板 万向轮
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号。（磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。
（9）单杆气缸：由单向气动电控阀控制。当气动电磁阀得电，气缸伸出，同时将物料送至直线移动装置上。
（10）警示灯：系统上电、运行、停止信号指示。 （11）安装支架：用于安装提升气缸及各个检测传感器。 （12）控制按钮板：用于系统的基本操作、单机控制、联机控制。
（13）电气网孔板：主要安装PLC主机模块、空气开关、开关电源、I/O接口板、各种接线端子等。
2.主要技术指标
（1）控制电源：直流24V/4.5A （2）PLC控制器：西门子
（3）永磁直流减速电机：ZGB60R-45SRZ/458i/8W/24V （4）电磁阀：4V110-06 （5）调速阀：出气节流式 （6）磁性传感器：D-C73L （7）单杆气缸：CDJ2B16-75 （8）光电传感器：SB03-1K 3.使用方法
（1）气源由调压过滤器的左侧气口连接?6气管，另一端接静音气泵。（长时间使用，注意及时将过滤器内的水分排出）
（2）如使用外部PLC时，可通过转接板与I/O接口连接，详见I/O配置表。（注意：必须将系统原配的主机连接线拔出）
（3）编制程序（样例程序详见配套光盘） （4）接通电源前，先检查各模块接线。 （5）下载程序。
（6）将黑白工件放到料斗上。
（7）运行方式：系统接通电源后，操作按钮控制板，上电、复位、调试，直流减速电机旋转，导料机构驱使工件从滑道滑到提升等待位，当光电传感器1检测有物料时，提升机构升至等待抓取位。
4.控制面板连线端子排
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