模块化生产加工培训系统(mps)中plc应用

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1、模块化生产加工培训系统(MPS)中PLC应用【摘要】文章介绍了模块化生产加工培训系统(MPS)在自动化生产线安装与调试课程教学中的应用，以MPS系统中的操作手站的控制为例介绍了西门子S7-200可编程控制器(PLC)在模块化生产加工培训系统(MPS)中的应用方法。【关键词】可编程控制器；机械手；模块模块化生产加工系统(MPS,ModularProductionSystem)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，用户可根据生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

2、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、传感器应用技术、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。该系统由上料检测站、操作手站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站六站相互连接而成。上料检测站通过回转上料台将工件依次送到检测工位，提升

3、装置将工件提升并检测工件颜色；操作手站将工件从上料站搬至加工站的输入工位，加工站用回转工作台将工件在四个工位间转换，钻孔单元打孔和检测打孔深度；安装站选择要安装工件的料仓、将工件从料仓中推出、将工件安装到位；安装搬运站将上站的工件拿起放入安装工位、将装好的工件拿起放下站；分类站再将工件送入相应的料仓。该系统是一套模拟装置，并且其机械手除外形尺寸比实物小外，其结构、原理及功能与实际机械手完全一致。本文以第五站安装搬运站为例，介绍一下PLC在模块化生产培训系统应用中如何实现对各站运行过程的控制。1、安装搬运站的结构与功能该装置主要由气动部分和控制部分组成，

4、其中气动部分由提取模块、直线转圆周运动装置、工件平台等组成；电气控制部分有一套可编程控制器，220V/24V/5V,控制面板上的八个按钮，两套I/O接口板，一套I/O通讯接口板，四组电控气阀（其中3个双电控电磁阀和一个单电控电磁阀）及其执行部件（气缸）组成。提取模块实际上也是一个“气动机械手”，主要由一个直线气缸（上下摆动）、摆臂和气动夹爪等组成。摆臂相当于了气动机械手的“手臂”，只是在这时不能伸缩，只能上下摆动，它由一个安装在下方的直线气缸驱动，在摆臂的前端安装有一个气动夹爪，用于抓取工件。提取模块的左右移动及旋转由两个直线气缸所控制，它通过一定的机

5、械转换装，在实现直线运动的同时还能提供圆周运动，这样在本单元上可提供四个工位，分别为左工位（提取工位）、左上工位（安装工位）、右上工位（未用）和右工位（输出工位）。安装搬运站的操作目标是将工件从第四站加工站先搬至装配工位，完成装配过程后将装配好的工件搬运到分类存储站储存2、安装搬运站的工作过程及控制要求安装搬运站的工作过程实际上就是机械手的工作过程，机械手的工作是由气缸驱动的，气缸由相应的电磁阀控制。机械手的主要动作归纳为机械手的旋转、大臂的升降、气动手指的夹紧与松开，工作台的移动，这四个动作分别由四个气缸来驱动，其次采用换向阀来实现动作的交替变化。其

6、中A、B、C、D缸分别为摆动气缸、水平伸缩气缸1、水平伸缩气缸2,夹紧气缸。分别由三位五通电磁阀，二位五通电磁阀，二位三通电磁阀控制气缸动作，电磁阀的得电状态由PLC控制。当1Y1得电时机械手向左旋转，1Y2得电时手臂伸开,机械手的上升/下降由单线圈电磁阀控制，当电磁阀4Y1得电时机械手下降。3Y1得电时松开工件，3Y2得电时夹紧工件。安装搬运站动作过程如下，系统上电，安装搬运单元处于初始状态，复位灯闪烁，按下复位按钮，复位灯熄灭，开始灯闪烁，执行复位动作，夹爪打开，摆臂上抬到位，两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端，按下开始按钮，开始灯常亮，摆臂下降，夹

7、取工件，摆臂抬起，摆臂工作台移动的同时摆臂转动，摆臂移动至安装工位，摆臂下降，放下工件，摆臂上升，延时5秒后，摆臂下降，夹取工件，摆臂抬起，摆臂工作台移动的同时摆臂转动，摆臂移动至输出工位摆臂下降，夹爪松开，放下工件，两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端，等待下次启动命令。3、PLC控制系统的设计与调试本系统采用西门子系列的PLC,在使用时需考虑一下几点：1）输入输出总点数控制在256点以内。2）基本单元和扩展单元内部装有电源，对扩展模块供给DC24V电源，对特殊模块供给DC5V电源，因此扩展模块和特殊模块的耗电量应控制在基本单元及扩展单元的电源容量范围之

8、内。3.1输入输出端子的分配。I/O端子是PLC的重要外部部件，是PLC与外部设备（输入设备、