plc自动生产线监控系统设计

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1、北京石油化工学院2015届优秀毕业论文PLC自动生产线监控系统设计电气工程及其自动化专业梁文佳指导教师郭屹松副教授摘要论文介绍了YL-335B生产线的功能和控制需求。采用了结构化的编程方式设计了供料站、加工站、装配站、分拣站、输送站五个单站的PLC控制程序。各站均使用了PLC控制电磁换向阀得电或失电，从而控制气缸伸缩、旋转的气动控制。在分拣站PLC程序中,设计了根据材料属性及颜色的分拣算法,使用了PLC模拟量模块控制变频器，实现了三相异步电机无极变速，拖动皮带的一维位置控制。在输送站机械手的一维直线位置控制中，采用西门子提供的脉冲输出MAP指令库设计

2、程序。组建了RS485串行通信下的主从网络，编制了PLC网络读写程序用于主从站之间交换数据。组态了上位机监视控制系统，实现了控制功能。关键词PLC，自动线，MAP库，监控组态，MCGS1前言现代科学技术日新月异，随着信息技术、工业技术以及其他科学技术的飞速发展，传统地仅仅依靠手工的机械生产行业受到了自动化的巨大冲击。应用先进的工业自动化技术、计算机技术、电工电子技术、气动技术和PLC技术实现企业工厂的自动化生产，不仅能节约劳动力，同时也缩短了产品生产周期、提高了产品质量。2硬件组成与控制需求2.1硬件组成控制对象是在铝合金导轨实训台上安装供料单元、加

3、工单元、装配单元、分拣单元、输送单元五个工作单元。其中每一个单元都可以自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化系统。输送单元和装配单元中采用了机械手装置，输送单元和分拣单元中采用了电机驱动。各个单元的执行机构都是以气动执行机构为主，而且输送单元的机械手装置的整体运动是用精密定位的位置控制、步进电机驱动，这个驱动系统能实现多定位点、长行程控制，构成典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带是由通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置来驱动的。在控制方面，自动线试验平台采用基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控

4、制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。2.2控制功能供料站提供工件并对物料状态实时灯光提示、加工站对物料冲压加工、输送站机械手运输零件、装配站装配小零件、分拣站根据条件分拣、触摸屏监视并控制生产线。9北京石油化工学院2015届优秀毕业论文2.3.控制需求控制需求为以下5点：1、选择PLC型号，并完成I/O点的规划。2、编制各单元的PLC程序实现单站的基本功能。3、组态上位机画面实现对生产线实时状态的监视和控制。4、组建通讯网络，实现单元间PLC交换数据。5、组建上位机与主站PLC的通讯，主从站PLC间的通讯，实现全自动线

5、的一体化联动完成生产功能。3软件设计3.1I/O分配PLC的I/O分配是程序编制的首要任务。DI、DO分配采用与试验台上各机械装置安装位置顺序相适应的方法。五个站中的M存储器分配使用同一点代表同一意义的方法。为了组网的需要，表1给出了本设计中常用V存储器的分配。表1常用V存储器位分配表主站网络写信号主站网络读信号通道意义通道意义通道意义V1000.0全线运行V1001.0未使用V10n0.0准备就绪信号V1000.1未使用V1001.1未使用V10n0.1完成主站请求信号V1000.2全线急停指令V1001.2请求供料V10n0.2本地急停状态信号V

6、1000.3未使用V1001.3请求加工V10n0.3未使用V1000.4全线联机状态V1001.4请求装配V10n0.4本地联机模式信号V1000.5系统复位中V1001.5请求分拣V10n0.5本地运行状态信号V1000.6系统准备就绪V1001.6供料站料不足V10n0.6本地料不足信号V1000.7HMI联机V1001.7供料站缺料V10n0.7本地缺料信号（注：其中n=2,3,4,5，代表各从站地址号，例V1030.2位供料站本地急停信号）3.1供料站PLC程序设计3.1.1主程序设计在设计本自动线系统程序时，考虑到其共性和差异性，在每站主

7、程序中使用了相似的程序结构和编写思路，这样的设计可以使得程序方便的被移植到另一个站，减少程序编制的时间，使得结构更加清晰。主程序的顺序执行功能如图1所示。9北京石油化工学院2015届优秀毕业论文初始化各寄存器联机方式选择初态检查启动停止指令调用运行控制执行停止指令料状态标志位指示灯反馈给上位机信号图1主程序结构图初始化寄存器是使用SM0.1对所有的状态继电器S和位存储器M复位。对初态检查标志位M5.0置位，使能相应网络中初态检查程序。该网络可保证所用到的M寄存器和S寄存器不被上电前保持的状态影响。联机方式标志位M3.4的置位或复位，代表了单机或联机模

8、式，由RS复位优先指令来实现。初态检查是系统正常启动的前提条件，M2.0表示检查结果。各站都有自己需要满足的