畢業(yè)設計---物料搬運站系統(tǒng)設計論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)(自動生產線)囊括了電氣自動化技術專業(yè)學習中所涉及的諸如電機驅動、氣動、PLC（可編程控制器）、傳感器、變頻器等多種技術。</p><p>　　本次研究對象是生產線中的物料搬運站，使用STEP7 MICROWIN編程軟件軟件， SMATIC S7-200系列硬件，組成PLC控制

2、系統(tǒng)。按照流程框圖編寫PLC程序，利用組態(tài)軟件技術，實現(xiàn)組態(tài)界面對物料搬運站S7-200的控制。</p><p>　　通過畢業(yè)設計，進一步融會所學的專業(yè)知識，增強學生對本專業(yè)應用技術和領域的了解，可以培養(yǎng)同學分析問題、解決問題的能力，進而提高設計創(chuàng)新、綜合應用能力，為畢業(yè)后從事專業(yè)技術工作打下一個初步基礎。</p><p><b>　　關鍵詞：</b></p&g

3、t;<p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)；物料搬運站；S7—200 Micro PLC；</p><p><b>　　組態(tài)王；伺服電機</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　SRS-M01 modular production systems (automate

4、d production lines) include electrical automation technology professionals involved in learning, such as motor drives, pneumatic, PLC (programmable logic controller), sensors, frequency converter, such as a variety of te

5、chniques.</p><p>　　This study is the production line of material handling stations, the use of programming software STEP7 MICROWIN software, SMATIC S7-200 series hardware, the composition of PLC control syst

6、ems. Flow chart of the preparation of PLC in accordance with the procedures, the use of configuration software technology, material handling station configuration interface for S7-200 control.</p><p>　　Throu

7、gh the graduation project, and further studies of combined expertise, and enhance students professional applications of the technology and understanding of the field, you can train students to analyze problems, problem-s

8、olving skills, to improve the design of innovative, integrated applications, and after graduation to engage in professional and technical work lay the basis for a preliminary.</p><p>　　Key words:</p>

9、<p>　　SRS-M01 modular production systems; material handling stations; S7-200 Micro PLC;Kingview; servo motor</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p

10、><b>　　引言4</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）的目的和意義5</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務的內容和要求5</p><p><b>　　方案論證6</b></p><p>　　1、研究對象介紹7</p><p>　　1.1SR

11、S-M01模塊化生產系統(tǒng)介紹7</p><p>　　1.1.1SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)特點7</p><p>　　1.1.2SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)的技術指標8</p><p>　　1.1.3SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)8</p><p>　　1.2S7—200可編程控制器8</p><p>

12、　　1.2.1S7—200 Micro PLC 主要組成部分9</p><p>　　1.2.2最大I/O配置9</p><p>　　1.2.3在自動化生產中的PLC設計10</p><p>　　1.3組態(tài)王6.5介紹12</p><p>　　1.3.1組態(tài)王的組成部分介紹12</p><p>　　1

13、.3.2組態(tài)王的變量定義和類型12</p><p>　　1.3.3組態(tài)王的其他功能13</p><p>　　1.4組態(tài)控制設計16</p><p>　　2、物料搬運17</p><p>　　2.1物料搬運的概念17</p><p>　　2.2SRS-M01中的物料搬運17</p>

14、<p>　　3、組成元件18</p><p>　　3.1伺服電機18</p><p>　　3.1.1伺服電機概述18</p><p>　　3.1.2直流伺服電機的特點18</p><p>　　3.1.3PLC與直流伺服電機18</p><p>　　3.2伺服電機驅動器18</p&

15、gt;<p>　　3.2.1SRS-SD01直流伺服驅動器概述18</p><p>　　3.2.2SRS-SD01直流伺服驅動器的特點19</p><p>　　3.2.3SRS-SD01直流伺服驅動器的技術指標19</p><p>　　3.2.4SRS-SD01直流伺服驅動器引腳信號定義和接口20</p><p>

16、;　　4、控制要求程序框圖21</p><p>　　4.1搬運站的控制要求21</p><p>　　4.2搬運站的流程框圖22</p><p>　　5、搬運站的PLC外部接線圖、接口分配23</p><p>　　5.1PLC外部接線圖23</p><p>　　5.2PLC接口分配23</p

17、><p>　　6、搬運站的PLC控制程序25</p><p>　　6.1PLC指令介紹25</p><p>　　6.1.1左移指令（SHL）25</p><p>　　6.1.2脈沖輸出（PLS）25</p><p>　　6.1.3傳送指令MOV25</p><p>　　6.1.4

18、特殊存儲器（SM）標志位25</p><p>　　6.2主程序27</p><p>　　6.3復位子程序34</p><p>　　6.4取放件子程序35</p><p>　　6.5組態(tài)控制子程序36</p><p><b>　　7、結束語39</b></p>

19、<p><b>　　8、致謝40</b></p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p>　　附錄一：組態(tài)畫面截圖42</p><p>　　附錄二：搬運站汽動原理圖43</p><p>　　附錄三：控制面板連線端子排44</p><p>

20、;　　附錄四：伺服電機驅動器典型接線圖45</p><p>　　附錄五：元器件組成清單46</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，生產自動化、半自動化在工業(yè)生產中的優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)出來， 并成為現(xiàn)代化生產的一個重要動力。在國家重視培養(yǎng)技術性人才政策的指引下，專科類學校更加重視學生與企業(yè)生產應用的接軌，加強

21、學生對知識的理解吸收，對實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，更是教學工作中的重中之重。畢業(yè)設計能使學生會所學的專業(yè)知識，增強學生對本專業(yè)應用技術和領域的了解，可以培養(yǎng)同學分析問題、解決問題的能力，進而提高設計創(chuàng)新、綜合應用能力，進而為就業(yè)打下一個扎實的基礎。</p><p>　　SRS-M01自動化生產系統(tǒng)是針對提高學生動手能力和時間技能而設計、生產的一套實用性實驗設備。它涵蓋了電氣自動化專業(yè)所學的電機驅動、氣動、PLC（可編程

22、控制器）、傳感器，組態(tài)等多種技術。此次畢業(yè)設計針對SRS-M01自動化生產系統(tǒng)的第二站物料搬運站，利用所學的指令完成上料檢測站程序的編制，將所學的知識應用于實踐，探討新技術的應用，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）的目的和意義</p><p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)(自動生產線)囊括了電氣自動化技術專業(yè)學習中所涉及的諸如電機驅動、氣動、PLC（可

23、編程控制器）、傳感器、變頻器等多種技術。</p><p>　　針對自動生產線控制系統(tǒng)，1、利用所學的指令完成上料檢測站程序的編制。2、將所學的知識運用于實踐中，探討新技術的應用，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。3、本實驗是六單元中的第二站，通過熟悉第二站，就可獲得其它各站的相關內容，為整個六站的拼合與調試作準備。通過畢業(yè)設計，進一步融匯所學的專業(yè)知識，增強學生對本專業(yè)應用技術和領域的了解，可以培養(yǎng)同學分析問題、解決

24、問題的能力，進而提高設計創(chuàng)新、綜合應用能力，為畢業(yè)后從事專業(yè)技術工作打下一個初步基礎。</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務的內容和要求</p><p>　　物料搬運站要求實現(xiàn)：</p><p>　　1）使用STEP7 MICROWIN編程軟件軟件， SMATIC S7-200系列硬件，組成PLC控制系統(tǒng)。</p><p>　　2）物料搬

25、運站的工作流程如下圖所示，參考所給流程編制程序。</p><p>　　3）利用組態(tài)軟件技術，實現(xiàn)組態(tài)界面對物料搬運站S7-200的控制。</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　本設計須對負荷容量、所需電器元件、導線等進行具體的計算說明，并選擇正確型號，設計出電氣控制原理圖和接線圖（包括可編程控制器的外部電路圖），編

26、寫出程序框圖，編寫程序清單。</p><p><b>　　方案論證</b></p><p><b>　　方案一：機械控制</b></p><p><b>　　方案二：PLC控制</b></p><p><b>　　方案三：單片機控制</b></p&g

27、t;<p>　　物料搬運站的控制包涵了，電機、機械，汽缸、傳感器等元器件的控制，控制過程復雜，I/O接口點數(shù)較多，用機械控制或單片機控制都不能較好的完成控制要求，所以采用PLC控制。PLC控制系統(tǒng)控制可靠性高，抗干擾能力強，通訊方便，功能強大。而且，通過PLC可以和組態(tài)畫面相連接，組成PLC與組態(tài)的控制系統(tǒng)，更好的監(jiān)控搬運站的工作情況。</p><p><b>　　研究對象介紹</b

28、></p><p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)介紹</p><p>　　SRS-M01模塊化自動生產系統(tǒng)是一套包含了實際工業(yè)生產中大量復雜控制過程的教學培訓裝置，根據(jù)現(xiàn)代生產物流系統(tǒng)的不同階段，該系統(tǒng)由上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站、分類存儲站共六個單元構成。</p><p>　　該系統(tǒng)囊括了機電一體化等專業(yè)學習中所涉及的機械、傳動、氣動

29、、傳感器、編程控制、電氣控制、通訊等多種應用技術，是專門為提高學生動手能力和實踐技能而設計的實用性很強的實驗設備，是機電一體化專業(yè)教育培訓的理想設備。 </p><p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)特點</p><p><b>　　1、靈活性：</b></p><p>　　整個系統(tǒng)由六套各自獨立而又緊密相連的工作站組成。每站各有一套PLC控

30、制系統(tǒng)獨立控制。可將六個模塊分開培訓，可以容納較多的學員同時學習。</p><p><b>　　2、專業(yè)性：</b></p><p>　　該系統(tǒng)囊括了機電一體化專業(yè)學習中所涉及的諸如電機驅動、氣動、PLC（可編程控制器）、傳感器等多種技術，解決了學生不能在實際生產線上操作訓練的問題，指導教師可以對學生進行從設計、組裝、編程、調試到檢查問題和維護等一系列課題的不同層次的

31、教學培訓。</p><p><b>　　3、綜合能力培養(yǎng)：</b></p><p>　　應用MPS系統(tǒng)，學生的學習能力、獨立思考能力、組織能力和團隊合作能力等綜合能力都將得到全面地提升。</p><p><b>　　4、模塊化概念：</b></p><p>　　從不同的模塊到工作單元，從單獨的工作單

32、元到MPS系統(tǒng)，各工作單元之間具有柔性的組合方式；在工作單元間都有標準化的統(tǒng)一定義的接口；可以不斷升級現(xiàn)有系統(tǒng)：人機界面、加工過程可視化。</p><p><b>　　5、安全性：</b></p><p>　　系統(tǒng)具有短路保護、急停保護、限位保護、智能保護等各種保護功能，可確保人身與設備安全。</p><p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)的

33、技術指標</p><p>　　SRS-M01模塊化生產系統(tǒng)</p><p>　　S7—200可編程控制器</p><p>　　S7—200系列市一類可編程邏輯控制器（Micro PLC）。這一系列產品可以滿足多種多樣的自動化控制需要。由于具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令，使得S7—200可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的COU類型

34、和電壓等級使其在解決工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應性。</p><p>　　一個基本的S7—200 Micro PLC包括一個S7—200 CPU模塊，一臺個人計算機，STEP 7-Micro/WIN 32（3.1版）編程軟件，以及一條通訊電纜。</p><p>　　S7—200 Micro PLC 主要組成部分</p><p>　　1臺S7—200 Micro

35、PLC包括一個單獨的S7—200 PLC，或者帶有各種各樣的可選擴展模塊。</p><p>　　S7—200 CPU</p><p>　　S7—200 CPU模塊包括一個中央處理單元（CPU）、電源以及數(shù)字量I/O點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設備中。</p><p>　　CPU負責執(zhí)行程序和存儲器數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動化控制任務或過程進行控制。</p>

36、;<p>　　輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點；輸入部門從現(xiàn)場設備（例如傳感器或開關）中采集信號，輸出部分則控制泵、電機以及工業(yè)過程中的其他設備。</p><p>　　電源向CPU及其所連接的任何模塊提供電力。</p><p>　　通訊端口允許將S7—200 CPU同編程器或其他一些設備連接起來。</p><p>　　狀態(tài)信號燈顯示了CPU的工作模式（運行或停

37、止），本機I/O的當前狀態(tài)，以及檢查出的系統(tǒng)錯誤。</p><p>　　通過擴展模塊可增加CPU的I/O點數(shù)（CPU 221不可擴展）。</p><p>　　通過擴展模塊可提供其通訊性能。</p><p>　　一些CPU具有內置的實時時鐘，其他CPU則需要實時時鐘卡。</p><p>　　EEPROM卡可以存儲CPU程序，也可以將一個CPU中

38、的程序傳送到另一個CPU中。</p><p>　　通過可選的插入式電池盒可延長RAM中的數(shù)據(jù)存儲時間。</p><p><b>　　擴展模塊</b></p><p>　　S7—200 CPU模塊提供了一定數(shù)量的本機I/O，擴展模塊提供了附加的輸入輸出點。</p><p><b>　　最大I/O配置</b&

39、gt;</p><p>　　每種CPU的最大I/O配置須服從以下限制：</p><p><b>　　模塊數(shù)量</b></p><p>　　CPU 221：不能擴展</p><p>　　CPU 222：最多2個擴展模塊</p><p>　　CPU 224和CPU 226：最多7個擴展模塊（7個擴展模

40、塊中最多能有2個只能擴展模塊（EM 277 PROFIBUS-DP））.</p><p>　　數(shù)字量映像寄存器大?。好總€CPU允許的數(shù)字量I/O的邏輯空間為128個輸入和128個輸出。由于該邏輯空間按8點模塊分配，因此有些物理點無法被尋址。一個特殊模塊肯能不能全部尋址8個點，例如CPU 224有10個輸出點，但它占用邏輯輸出區(qū)的16個點地址。一個4入/4出模塊占用邏輯空間的8個輸入點和8個輸出點。</p&g

41、t;<p>　　在自動化生產中的PLC設計</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的一般設計方法</p><p>　　在確定控制系統(tǒng)方案時，首先應確定是否要采用PLC控制。如果控制系統(tǒng)非常簡單，所需I/O點很少，或者雖然I/O點較多，但控制關系非常簡單，各部分之間聯(lián)系很少，可以考慮不用PLC，而采用傳統(tǒng)的繼電接觸器控制，如果有下列情況之一，就應該首選PLC。(1) 系統(tǒng)所需I/

42、O點數(shù)較多(比如在十幾個點以上)，控制要求比較復雜。(2) 現(xiàn)場處于工業(yè)環(huán)境，而又要求控制系統(tǒng)具有較高可靠性。(3) 系統(tǒng)的工藝流程可能經常發(fā)生變化，輸入、輸出控制量需經常調整。(4) 要求完成多種定時、計數(shù)，甚至復雜的邏輯、算術運算，以及對模擬量的控制。(5) 需要完成與其他設備通信或聯(lián)網(wǎng)。(6) 系統(tǒng)體積很小，要求控制設備嵌入系統(tǒng)設備之中。</p><p>　　PLC機型選擇的基本原則</p&

43、gt;<p>　　PLC系統(tǒng)是以PLC為核心的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結構包括PLC和輸入、輸出設備。完成系統(tǒng)的設計主要是指PLC的選型和程序設計。由于PLC應用在不同場合，有不同的工藝流程，對控制功能有不同的要求，而且程序難易程度不定，因此很難有一種固定的機型選擇標準。這里只能提出幾點PLC機型選擇的基本原則，以供參考。(1) PLC機型選擇主要考慮I/O點數(shù)。根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的輸入設備(如按鈕、限位開關、轉換開關等

44、)、輸出設備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)以及A/D、D/A轉換的個數(shù)，確定I/O點數(shù)。一般要留有一定裕量(約占10％)，以滿足今后生產的發(fā)展或工藝的改進。(2) 隨著PLC功能日益完善，很多小型機也具有了中、大型機的功能。對于PLC的功能選擇，一般只要滿足I/0點數(shù)，大多數(shù)機型功能也能滿足。目前大多數(shù)PLC機型都具I/0擴展模塊、A/D和D/A轉換模塊，以及高級指令、中斷能力與外設通信能力。(3) PLC一

45、般根據(jù)I/0點數(shù)的不同，內存容量會有相應的差別。在選擇內存容量時同   樣應留有一定的裕量，一般是實際運行程序的25％。不應單純追求大容量，以夠用為原則。大多數(shù)情況下，滿足I/0點數(shù)</p><p><b>　　組態(tài)王6.5介紹</b></p><p>　　“組態(tài)王6.5”是運行于Microsoft Windows 98/2000/NT/XP中文平

46、臺的中文界面的人機界面軟件，采用了多線程、COM+組件等新技術，實現(xiàn)了實時多任務，軟件運行穩(wěn)定可靠。</p><p>　　組態(tài)王的組成部分介紹</p><p>　　“組態(tài)王6.5”軟件由工程瀏覽器（TouchExplorer）、工程管理器（ProjManager）和畫面運行系統(tǒng)（TouchVew）三部分組成。在工程瀏覽器中您可以查看工程的各個組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構造、定義外部設備等

47、工作；工程管理器內嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫面的開發(fā)和運行由工程瀏覽器調用畫面制作系統(tǒng)TOUCHMAK和工程運行系統(tǒng)TOUCHVEW來完成的。</p><p>　　TOUCHMAK是應用工程的開發(fā)環(huán)境。我們在這個環(huán)境中完成畫面設計、動畫連接等工作。TOUCHMAK具有先進完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫提供多種數(shù)據(jù)類型，能合理地提取控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要

48、功能都有簡潔的操作方法。</p><p>　　PROJMANAGER是應用程序的管理系統(tǒng)。PROJMANAGER具有很強的管理功能，可用于新工程的創(chuàng)建及刪除，并能對已有工程進行搜索、備份及有效恢復，實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導入和導出。</p><p>　　TOUCHVEW是“組態(tài)王6.5”軟件的實時運行環(huán)境，在應用工程的開發(fā)環(huán)境中建立的圖形畫面只有在TOUCHVEW中才能運行。TOUCHVEW從控制

49、設備中采集數(shù)據(jù)，并存在于實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責把數(shù)據(jù)的變化已動畫的方式形象地表示出來，同時可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需求記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。</p><p>　　組態(tài)王的變量定義和類型</p><p>　　組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設備或程序都作為外部設備。外部設備包括：下位機（PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等），它們一般通過串行口和上位機交換數(shù)據(jù)；其他

50、Windows應用程序，它們之間一般通過DDE交換數(shù)據(jù)；外部設備還包括網(wǎng)絡上的其他計算機。只有在定義了外部設備之后，組態(tài)王才能通過I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。設備定義完成后，在工程瀏覽器的右側看到新建的外部設備 “PLC1”。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把IO變量連結到這臺設備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”最核心的部分。在TOUCHVEW運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產狀況要以動畫的形式

51、反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。</p><p>　　變量可以分為基本類型和特殊類型兩大類?；绢愋偷淖兞坑址譃椤皟却孀兞俊焙汀癐/O變量”兩類?；绢愋偷淖兞恳部梢园凑?/p>

52、數(shù)據(jù)類型分為離散型、模擬型、長整數(shù)型和字符串型。特殊變量類型有報警窗口變量、報警組變量、歷史趨勢曲線變量、時間變量四種。這幾種特殊類型的變量正是體現(xiàn)了“組態(tài)王”系統(tǒng)面向工控軟件、自動生成人機接口的特色。</p><p><b>　　組態(tài)王的其他功能</b></p><p><b>　　報警和事件</b></p><p>　

53、　運行報警和事件記錄是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“組態(tài)王”提供了強有力的支持和簡單的控制運行報警和事件記錄方法。</p><p>　　組態(tài)王中的報警和事件主要包括變量報警事件、操作事件、用戶登錄事件和工作站事件。通過這些報警和事件，用戶可以方便地記錄和查看系統(tǒng)的報警、操作和各個工作站的運行情況。當報警和事件發(fā)生時，在報警窗中會按照設置的過濾條件實時的顯示出來。為了分類顯示報警事件，可以把變量劃分到不同的報警組，同時

54、指定報警窗口中只顯示所需的報警組。（注：趨勢曲線、報警窗口都是一類特殊的變量，有變量名和變量屬性等。） </p><p><b>　　趨勢曲線</b></p><p>　　趨勢曲線的作用趨勢曲線用來反應數(shù)據(jù)變量隨時間的變化情況。趨勢曲線有兩種：實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。這兩種曲線外形都類似于坐標紙，X軸代表時間，Y軸代表變量的量程百分比。所不同的是，在畫面程序運行

55、時，實時趨勢曲線隨時間變化自動卷動，以快速反應變量的新變化，但是不能時間軸“回卷”，不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù)；歷史趨勢曲線可以完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作，但它不會自動卷動（如果實際需要自動卷動可以通過編程實現(xiàn)），而需要通過帶有命令語言的功能按鈕來輔助實現(xiàn)查閱功能。在同一個實時趨勢曲線中最多可同時顯示四個變量的變化情況，在同一個歷史趨勢曲線口中最多可同時顯示十六個變量的變化情況。 </p><p><b>　　

56、配方</b></p><p>　　在制造領域，配方是用來描述生產一件產品所用的不同配料之間的比例關系。是生產過程中一些變量對應的參數(shù)設定值的集合。又如，在鋼鐵廠，一個配方可能就是機器設置參數(shù)的一個集合，而對于批處理器，一個配方可能被用來描述批處理過程中的不同步驟。</p><p>　　組態(tài)王支持對配方的管理，用戶利用此功能可以在控制生產過程中得心應手，提高效率。比如當生產過程狀

57、態(tài)需要大量的控制變量參數(shù)時，如果一個接一個地設置這些變量參數(shù)就會耽誤時間，而使用配方，則可以一次設置大量的控制變量參數(shù)，滿足生產過程的需要。</p><p><b>　　報表</b></p><p>　　數(shù)據(jù)報表是反應生產過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進行記錄的一種重要形式。是生產過程必不可少的一個部分。它即能反應系統(tǒng)實時的生產情況，也能對長期的生產過程進行統(tǒng)計、分析

58、，使管理人員能夠實時掌握和分析生產情況。</p><p>　　組態(tài)王提供內嵌式報表系統(tǒng)，工程人員可以任意設置報表格式，對報表進行組態(tài)。組態(tài)王為工程人員提供了豐富的報表函數(shù)，實現(xiàn)各種運算、數(shù)據(jù)轉換、統(tǒng)計分析、報表打印等。即可以制作實時報表，也可以制作歷史報表。另外，工程人員還可以制作各種報表模板，實現(xiàn)多次使用，以免重復工作。</p><p><b>　　控件</b>&l

59、t;/p><p>　　控件可以作為一個相對獨立的程序單位被其他應用程序重復調用。控件的接口是標準的，凡是滿足這些接口條件的控件，包括其他軟件供應商開發(fā)的控件，都可以被組態(tài)王支持。組態(tài)王中提供的控件在外觀上類似于組合圖素，工程人員只需把它放在畫面上，然后配置控件的屬性,進行相應的函數(shù)連接，控件就能完成復雜的功能。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)庫查詢</b></p&

60、gt;<p>　　組態(tài)王SQL訪問功能實現(xiàn)組態(tài)王和其他外部數(shù)據(jù)庫(支持ODBC訪問接口)之間的數(shù)據(jù)傳輸。它包括組態(tài)王的SQL訪問管理器和SQL函數(shù)。</p><p>　　SQL訪問管理器用來建立數(shù)據(jù)庫列和組態(tài)王變量之間的聯(lián)系。包括表格模板和記錄體兩部分功能。通過表格模板在數(shù)據(jù)庫表中建立表格；通過記錄體建立數(shù)據(jù)庫表格列和組態(tài)王之間的聯(lián)系，允許組態(tài)王通過記錄體直接操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。表格模板和記錄體都是

61、在工程瀏覽器中建立的。</p><p><b>　　DDE</b></p><p>　　動態(tài)數(shù)據(jù)交換DDE是WINDOWS平臺上的一個完整的通訊協(xié)議，它使應用程序之間能彼此交換數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。進行DDE通訊的應用程序相互間是通過三個標識名來約定的：即一方的應用程序要想獲取另一方的數(shù)據(jù)，必須定義另一方的三個標識：應用程序名、主題、項目。</p><p

62、><b>　　OPC</b></p><p>　　OPC全稱是OLE for Process Control，是過程控制業(yè)中的新興標準，它的出現(xiàn)為基于Windows的應用程序和現(xiàn)場過程控制應用建立橋梁。OPC 以OLE/COM/DCOM機制作為應用程序級的通信標準，采用客戶/服務器模式，把開發(fā)訪問接口的任務放在硬件生產廠家或第三方廠家，以OPC服務器的形式提供給用戶，解決了軟、硬件廠商

63、的矛盾，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性。</p><p>　　OPC技術的實現(xiàn)包括兩個組成部分，OPC服務器部分及OPC客戶應用部分。</p><p>　　OPC 服務器由三類對象組成：服務器（Server）、組（Group）、數(shù)據(jù)項（Item）。</p><p><b>　　組態(tài)控制設計</b></p><

64、;p>　　串口連接：選擇PPI串口與S7-200連接通訊</p><p>　　定義組態(tài)變量：定義類型為I/O類型的變量，選擇連接設備為PLC，寄存器選擇為PLC控制程序中的相應變量。讀寫屬性為讀寫。</p><p>　　組態(tài)畫圖：應用工具箱畫圖。再在所畫圖片上設定動畫連接，在多條件表達式選擇相應的變量，讓圖片顯示或者隱藏。</p><p><b>　

65、　物料搬運</b></p><p><b>　　物料搬運的概念</b></p><p>　　物料搬運指物料提起、移動與放置，以生產時間與地點效用，即物料的儲存和短距離移動的管理。運用各種動力和搬運機械將物料保質、如數(shù)、準時、安全、經濟地搬離和運到指定地點?，F(xiàn)代物料搬運的重要特征是把物料的搬運同加工、裝配、包裝、檢驗等有關過程和場地，作為一個整體的物流系統(tǒng)進

66、行綜合考慮和全面安排?，F(xiàn)代化的物料搬運工具由搬運量和搬運距離決定，有二輪手推車，狹通道帶夾具的叉車，機動貨車，電子控制的無人駕駛車輛，還有機械手和工業(yè)機器人等。</p><p>　　SRS-M01中的物料搬運</p><p>　　在SRS-M01模塊化自動生產系統(tǒng)中，搬運站主要擔任承上啟下的作用。它分單動和聯(lián)動狀態(tài)，應用伺服電機，汽動元件，機械手完成將上料檢測站的材料搬運至安裝站的任務。&

67、lt;/p><p><b>　　組成元件</b></p><p><b>　　伺服電機</b></p><p><b>　　伺服電機概述</b></p><p>　　伺服驅動系統(tǒng)（Servo System）簡稱伺服系統(tǒng)，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)，例如數(shù)控車床

68、等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉動慣量（使用在電機系統(tǒng)中的伺服電機轉動慣量較大，為了能夠和絲杠等機械部件直接相連。伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到極高的響應速度。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服系統(tǒng)中時，必須加減速裝置。轉動慣量反映了系統(tǒng)的加速度特性，在選擇伺服電機時，系統(tǒng)的轉動慣量不能大于電機轉數(shù)慣量的3倍）較大等特點，這類專用的電機稱為伺服電機。伺服電動機可分為直流和交流伺服電動機兩大類

69、，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。</p><p><b>　　直流伺服電機的特點</b></p><p>　　直流伺服電機是永磁轉子的,是用直流脈沖電壓信號驅動的執(zhí)行器件。它可分為有刷和無刷電機。直流伺服電機可靠性高，容易在寬范圍內控制轉矩和速度而得到了廣泛的應用。</p><p>　　PLC與直流伺服

70、電機</p><p>　　在物料搬運站中，直流伺服電機的直流脈沖驅動信號由PLC程序和驅動器提供。在PLC程序中，我們應用脈沖輸出指令（PLS）中的PTO和PWM，通過向特殊標志輸送一定的數(shù)據(jù)調節(jié)控制脈沖信號的脈寬、周期和脈沖數(shù)，進而控制伺服電機的轉動。</p><p><b>　　伺服電機驅動器</b></p><p>　　SRS-SD01直

71、流伺服驅動器概述</p><p>　　SRS-SD01直流伺服驅動器是引進美國二十一世紀先進技術生產的新一代數(shù)字式直流伺服驅動器。用于位置控制時，由于其輸入指令采用脈沖、方向信號，與步進驅動指令兼容，使得用戶不用更換控制器即可完成設備上電機驅動器的升級。用于速度控制時，編碼器位置反饋有效地消除了模擬伺服靜止時的“零飄”現(xiàn)象。在小功率運動控制應用中，由SRS-SD01組成的數(shù)字式直流伺服系統(tǒng)可以在速度、精度、噪聲和

72、低速平穩(wěn)性等方面達到甚至超過數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)，而其價格遠低于交流伺服，與步進產品的成本接近。</p><p>　　SRS-SD01直流伺服驅動器的特點</p><p>　　1、供電電壓最高達50V</p><p>　　2、峰值電流0～20A，功率20～400W</p><p>　　3、編碼器4倍頻解碼</p><p>

73、;<b>　　4、過流、短路保護</b></p><p><b>　　5、超小體積</b></p><p><b>　　6、數(shù)字式脈沖接口</b></p><p>　　7、跟蹤誤差最大+/-128個計數(shù)值</p><p>　　8、阻尼、增益可調，內置積分反饋</p>

74、<p>　　SRS-SD01直流伺服驅動器的技術指標</p><p><b>　?。?）電氣特性 </b></p><p>　　（2）使用環(huán)境及參數(shù)</p><p>　　冷卻方式：自然冷卻或外加散熱器</p><p>　　適用場合：盡量避免粉塵、油霧及腐蝕性氣體</p><p>&l

75、t;b>　　溫度：0℃～50℃</b></p><p>　　濕度：40-90%RH</p><p>　　使用環(huán)境：震動 5.9m/s2*Max</p><p>　　保存溫度-20℃～+125℃</p><p>　　SRS-SD01直流伺服驅動器引腳信號定義和接口 </p><p><b>　

76、　編碼器連接</b></p><p>　　編碼器電源供給：當電機編碼器所需電流小于50mA時，可由SRS-SD01直接供電，此時應將EGND接編碼器地，E+5V接編碼器+5V，電機編碼器A相信號接至PHASEA，電機編碼器B相信號接至PHASEB。當電機編碼器所需電流大于50mA時，則需外加5V電源供電。</p><p><b>　　報警輸出及復位</b>

77、</p><p>　　ERR/RES腳可同時作為輸入或輸出口。當作為輸出時為伺服報警；當作為輸入時為復位信號口。SRS-SD01報警時，ERR/RES電平為0V，報警指示燈亮?？赏ㄟ^檢測ERR/RES腳的電平來判斷SRS-SD01是否處于報警狀態(tài)，而要解除報警狀態(tài)只需ERR/RES腳接至E+5V幾秒即可。</p><p><b>　　控制要求程序框圖</b></

78、p><p><b>　　搬運站的控制要求</b></p><p>　　物料搬運站的作用是將上料站的工件搬運至加工站，它主要分單動和聯(lián)動狀態(tài)。</p><p>　　聯(lián)動狀態(tài)下，搬運站通過S7-300接收上料站和安裝站的信號作為搬運站的動作信號。當上料站傳感器檢查到工件到位時通過S7-300控制搬運站機械手在上站取件，通過PLC控制伺服電機運動至后站。

79、當檢測到加工站就位的信號后，搬運站開始將工件放置到加工站圓盤上，再返回到初始位置，完成一次搬運。在運動過程中汽缸不允許動作，在取放件時伺服電機不工作。</p><p>　　搬運站取放件應用取放件子程序。PLC應用移位指令（SHL）順序控制搬運站取放件時水平汽缸，垂直汽缸的伸縮和汽抓的縮放。各個動作按順利執(zhí)行，不能同時執(zhí)行。</p><p>　　在單動狀態(tài)下，搬運站的工作控制有手動按鈕提供。

80、手動按鈕控制它在上站取件和將工件放到第三站。</p><p><b>　　搬運站的流程框圖</b></p><p>　　搬運站的PLC外部接線圖、接口分配</p><p><b>　　PLC外部接線圖</b></p><p><b>　　PLC接口分配</b></p>

81、;<p>　　各開關的控制功能定義為：</p><p><b>　　PLC輸入接口分配</b></p><p><b>　　PLC輸出接口分配</b></p><p>　　搬運站的PLC控制程序</p><p><b>　　PLC指令介紹</b></p>

82、;<p><b>　　左移指令（SHL）</b></p><p>　　左移指令分字節(jié)（B）、字（W）和雙字（DW）三種。左移位指令是將輸入字節(jié)（IN）左移N位后，再把結果輸出到OUT字節(jié)。移位指令對移出位自動補零。如果所需移位數(shù)N大于或等于字節(jié)（或字、雙字）長度，那么實際最大的可移位數(shù)為指令規(guī)定的字節(jié)（或字、雙字）長度。如果所需移位數(shù)大于零，那么溢出位（SM1.1）上就是最近移

83、出的位值。如果移位操作的結果是0，零存儲位（SM1.0）就置位。</p><p><b>　　脈沖輸出（PLS）</b></p><p>　　脈沖輸出（PLS）指令被用于控制在高速輸入（Q0.0和Q0.1）中提供的“脈沖串輸出”（PTO）和“脈寬調節(jié)”（PWM）功能。PTO提供占空比為50%的方波輸出，配備周期和脈沖數(shù)用戶控制功能。PWM提供連續(xù)性變量占空比輸出，配備

84、周期和脈寬用戶控制功能。</p><p><b>　　傳送指令MOV</b></p><p>　　傳送指令是指將輸入字節(jié)（IN）傳送到輸出字節(jié)（OUT），在傳送過程中不改變字節(jié)的大小。B、W、D表示傳送的字節(jié)的大小分別為字節(jié)，字，雙字節(jié)。</p><p>　　特殊存儲器（SM）標志位</p><p><b>　

85、　SM0.0</b></p><p>　　SM0.0PLC通電后始終為1。</p><p><b>　　SM0.1</b></p><p>　　SM0.1在PLC通電首次掃描時為１，用途之一是調用初始化子程序</p><p><b>　　SM0.5</b></p><

86、p>　　SM0.5提供了一個時鐘脈沖，0.5S為1，0.5S為0，周期為1秒鐘。它提供了一個簡單易用的延時，或1秒鐘的始終脈沖。</p><p><b>　　SM66.7</b></p><p>　　SM66.7是用于監(jiān)視和控制脈沖輸出（PTO）功能。SM66.7為PTO0空閑位，當PTO忙時為0，空閑時為1.</p><p><b

87、>　　SMB67</b></p><p>　　SMB67脈沖輸出位為Q0.0，它有SM67.0到SM67.7共8位，每一位都有不同的作用。</p><p>　　例如：下面的指令，將16進制的數(shù)據(jù)85傳送到SMB67。16進制的85轉為二進制是10000101。對應每一位的功能是允許PTO/PWM，選擇PTO，單段PTO操作，異步更新，1μs /周期，更新脈沖數(shù)，更新周期。

88、</p><p>　　如果傳送的數(shù)據(jù)位16#CB，二進制數(shù)11001011，它所控制的功能是允許PTO/PWM，選擇PWM，單段PTO操作，異步更新，1ms /周期，更新脈沖寬度值，更新周期。</p><p><b>　　SMW68</b></p><p>　　SMW68是脈沖輸出位為Q0.0，表示PTO/PWM周期值（范圍：2到65535）。

89、</p><p><b>　　SMD72</b></p><p>　　SMD72脈沖輸出位為Q0.0，表示PTO脈沖計數(shù)值（范圍：1到4294967295）。</p><p><b>　　主程序</b></p><p><b>　　初始化（復位）</b></p>

90、<p>　　SM為特殊標志位，SM0.0在PLC首次上電時得電。得電后電機得到一個周</p><p>　　期為1μs，周期數(shù)為1000的脈沖，電機初始化設置完成。</p><p><b>　　2、控制主干</b></p><p>　　應用SHL-W控制M1.0~M1.7到M0.0~M0.7循環(huán)得電，實現(xiàn)組態(tài)中“等上電”、“伺服使能”、

91、“正復位”、“等待開始”、“等上站信號”、“前站取件”、“運動至后站”、“放到后站”、“運動至前站”的文字循環(huán)現(xiàn)實。通過這些中間觸點加上輸入信號I0.7、I1.0、I1.1、I1.2、I1.4和組態(tài)開關按鈕、從S7-300讀入的信號，共同控制了搬運站完成一次搬運的流程。M12.1是組態(tài)復位按鈕，M12.0是組態(tài)開始按鈕，M12.2是組態(tài)手動控制按鈕，I1.4是搬運站單動和聯(lián)動選擇開關。在單動的狀態(tài)下，手動控制M12.2是搬運站的動作信號

92、；在聯(lián)動狀態(tài)下，搬運站通過接受上料站、安裝站和S7-300的信號做連續(xù)的搬運工作。網(wǎng)絡二這是PLC控制程序的主干。</p><p><b>　　3、復位、取放件</b></p><p>　　當M1.3得電，由0至1時，上升沿打開一個掃描周期，在這個掃描周期內使傳送指令有效，給M6.0置1，執(zhí)行復位功能。同樣，當M0.0和M1.6得電，在一個掃描周期內給M8.0置1，執(zhí)

93、行取放件功能。</p><p>　　M0.2得電，等待上站的開始信號，使搬運站能循環(huán)工作。M0.2、M10.0、M10.1、SM66.7的清零指令都是在完成相應動作后使之復位，為下一次工作做準備。</p><p><b>　　4、控制輸出</b></p><p>　　M6.0~6.7、M8.0~M8.7是復位和取放件子程序的觸點，M0.0、M1

94、.6、M1.1、M1.7是控制主干的左移循環(huán)觸電，它們多條件地控制了Q0.1~Q0.7的輸出（其中Q0.1是水平汽缸的縮回；Q0.2是水平汽缸的伸出；Q0.3是汽爪的松開；Q0.4是汽爪的夾緊；Q0.5是垂直汽缸的伸出，垂直汽缸的縮回由彈簧控制；Q0.6是控制K1中間繼電器；Q0.7是控制伺服電機的方向）。</p><p><b>　　5、燈閃爍</b></p><p&g

95、t;　　SM0.5提供占空比為50%周期為1S的方波，網(wǎng)絡17和18實現(xiàn)控制按鈕燈的閃爍，并向后站輸出數(shù)據(jù)。M1.1是通過延時完成伺服使能。</p><p>　　6、S7-300數(shù)據(jù)</p><p>　　V200、V216的數(shù)據(jù)是S7-300的數(shù)據(jù)。采集上料站和搬運站信號，并將搬運站信號傳給S7-300。</p><p><b>　　7、調用子程序<

96、/b></p><p>　　SM0.0在S7-200通電后始終為1，也就是在PLC通上電后，組態(tài)控制子程序一直在工作中。當控制主干中的“正復位”、“前站取件”、“放到后站”為1時調用復位和取放件子程序</p><p>　　8、伺服電機脈沖控制</p><p>　　當M6.3下降沿時，使能端有效，選擇PWM，單段PTO操作，異步更新，1ms /周期，脈沖輸出口為

97、Q0.0。</p><p>　　M6.3（復位）得電，上升沿打開一個觸發(fā)脈沖，控制Q0.0輸出PTO脈沖數(shù)為500000個（復位時，當M6.3由1變0時，電機開始轉動，脈沖周期為1ms，個數(shù)為500000）。M1.7（運動至后工位）和M0.1（運動至前工位）得電，上升沿打開一個觸發(fā)脈沖，控制PTO周期值為500，PTO脈沖計數(shù)值為25300（脈沖周期為1ms）。M6.5得電，上升沿時，控制Q0.0輸出周期為1μs

98、，PTO周期值為400，PTO脈沖計數(shù)值為500。</p><p>　　當PTO空閑（電機不轉動）時，SM66.7為1，把M10.3置1。當I1.5為1時，給SM66.7清零。</p><p><b>　　復位子程序</b></p><p>　　I0.1、I0.2、I0.4、I0.5檢測的是汽缸傳感器的信息，應用左移指令，先松開汽爪，再垂直汽缸

99、縮回，然后水平汽缸縮回，最后是伺服電機的轉動，直到定桿傳感器檢測到已復位的信息后停止復位功能。復位完成將M10.0置1。</p><p><b>　　取放件子程序</b></p><p>　　取放件子程序包括取件和放件。當M8.0為1時，應用左移指令，依次完成水平汽缸伸出，垂直汽缸伸出，汽爪夾緊或松開（控制在主程序中），垂直的縮回，再水平汽缸縮回。最后，將M10.1置

100、1。</p><p><b>　　組態(tài)控制子程序</b></p><p>　　在組態(tài)控制中，設置4個工位，顯示搬運站的轉動，變量函數(shù)分別為M20.0、M20.1、M20.2、M20.3。</p><p>　　等待開始、等上站信號、前站取件的時候顯示搬運站的1初始位置。</p><p>　　各個工位之間存在互鎖關系。當顯示

101、“運動至前站”時，顯示3號工位。</p><p>　　當“放到后站”為1或者“運動至后工位”、“PTO”空閑都為1時顯示4號工位。</p><p>　　當M1.7、M0.1為1（伺服電機轉動）時各啟動一個8秒的延時，等待電機轉動到上料站或安裝站。</p><p><b>　　各個位置的顯示控制</b></p><p>&

102、lt;b>　　結束語</b></p><p>　　此次畢業(yè)設計我研究的是自動化生產線中的物料搬運站。搬運站應用機械手，電機控制，使生產線上的工件搬運機械化，節(jié)省了人力，也節(jié)約了時間。應用組態(tài)的畫面控制，可以允許人在計算機的組態(tài)監(jiān)控畫面中得知生產線上的信息，可以讓人在同一時間控制一臺或多臺機器，節(jié)約生產成本。</p><p>　　本次畢業(yè)設計,既綜合了電氣專業(yè)所學過的電動、

103、汽動、PLC等知識,還讓我見識到了一些新技術的應用,如組太王的應用。通過這次畢業(yè)設計，我對PLC編程有了進一步的了解，編程能力也有一定的提高，另外還了解了PLC的通訊連接，組態(tài)王的應用，伺服電機的控制，也了解了一些光學的傳感器。這次畢業(yè)設計，使我增強了對本專業(yè)應用技術和領域的了解,培養(yǎng)了自己分析問題、解決問題的能力,為畢業(yè)后從事專業(yè)技術工作打下了一個初步的基礎。</p><p>　　但是它還存在著一定得缺點和不足

104、。PLC和組態(tài)控制的時間差讓組態(tài)畫面有時沒有辦法及時反映現(xiàn)實的狀態(tài)。有待改進。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　此次畢業(yè)設計從開題報告到完成設計用了很長的時間，在這期間，我從不懂到懂，學會了很多，當然也遇到了很多的問題。我能夠順利的完成對無聊搬運站的設計，首先要感謝學校給我們提供的PLC實驗室和各種設備，其次要感謝xx老師不辭辛勞的在我們

105、做畢業(yè)設計期間給我們的知道和幫助，另外還要感謝蘇州瑞思公司的陸歡林工程師特地為我們講解組態(tài)王軟件的應用和自動化生產線、立體倉庫的介紹。最后還要感謝一起做畢業(yè)設計的同學們，遇到問題的時候，他們總是會不嫌麻煩，來幫助我解決問題。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]、孫平 主編．《可編程控制器原理及應用》．高等教育出版社，2003<

106、;/p><p>　　[2]、蔡行健 黃文玉主編．《深入淺出西門子S7-200PLC》．北京航空航天大學出版社，2003</p><p>　　[3]、蘇昆哲 主編．《 深入淺出西門子WINCC V6》．北京航空航天大學出版，2004</p><p>　　[4]、孫平 主編．《電氣控制與PLC》．高等教育出版社，2004</p><p>　　[5]、

107、公源，張牧 主編．《PLC應用實例與程序解說》．主編電子工業(yè)出版社 2008</p><p>　　[6]、廖常初 主編．《PLC編程及應用》．機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[7]、王永華等主編．《現(xiàn)代電氣及可編程序控制技術》．　北京航空航天大學出版，2002</p><p>　　[8]、李俊秀等主編．《可編程序控制器應用技術實訓指導》．化學工業(yè)出版社

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