目录第一章绪论 (1)1.1自动化生产线发展状况 (1)1.2 PLC的应用及目前的研究现状 (3)1.2.1生产线上的工艺过程 (3)1.2.2连续生产线 (4)1.2.3控制系统组成框图 (4)1.3课题主要研究的内容及意义 (4)4.3.2穿销单元控制流程图4.3.3穿销单元I/O分配表 (16)4.3.4穿销单元梯形图 (17)4.4PLC对检测单元的控制 (17)4.4.1检测单元控制要求 (17)4.4.2检测单元控制流程图 (19)4.4.3检测单元的I/O分配表.................. 错误!未定义书签。

4.4.4检测单元梯形图 (20)4.5PLC对分拣单元的控制 (20)4.5.1分拣单元控制要求 (20)4.5.2分拣单元控制流程图 (21)4.5.3分拣单元的I/O分配表 (21)4.5.4单元梯形图 (22)第五章 S7-300 PLC硬件组态及编程 (22)5.1 硬件配置 (22)5.2 S7-3OO PLC在系统中的主站控制变量传送分配表 (30)5.3 S7-3OO PLC在系统中的主站控制的基本要求 (30)5.4 S7-300 PLC梯形图 (31)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (32)第一章绪论1.1 自动化生产线发展状况自动线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系，通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备,组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的生产，从而提高工作效率。

降低生产成本、提高加工质量、快速更换产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志，它的发展趋势是提高可调性，扩大工艺范们基本都包含检测、机械本体、信息处理、输入、输出接口部分以及执行机构等五部分。

但是不论哪种自动生产线，在功能上都必须能实现控制、运转、驱动和检测等,并且控制功能是电子装置来完成的。

自动生产线在生产中，所有传感器用来检测信号，控制装置再运算、变换、存储其检测信号，再通过其接口电路向执行机构给出指令来实现相应的工作。

传感器检测生产线上位置、温度、压力、流量等信号，来让信息处理部件分析处理，驱动功能是液压缸电动机、电磁阀、气压阀、机械手等执行部件实现的。

其机械部分是自动生产线的主体部分。

自动线支持技术的飞速发展，驱动了自动线的大力发展，使得可以生实现技术更加复杂的生产和操作以及装配工艺要求更高的流程，现在这些技术在向更深的领域发展，尤其微电子技术向超大规模和超超大规模集成电路方向的发展，在那么几平方毫米硅片上能集成几百万甚至上千万个逻辑元件，实现了计算机的小型化，高速化和智能化的发展，正是智能计算机的出现更加的完善了自动线的功能，提高了生产的效率以及产品的质量。

现代工业是计算机、信息技术、现代管理技术、先进工艺技术的综合与集成，涵盖了产品设计、生产准备、制造执行等多方面，是国家建设和社会发展的重要支柱之一。

为了加强学生面向新世纪的挑战能力，提高机、光、电一体化的理论水平与实践能力刻不容缓，重点建设机电类工程，柔性加工综合实验平台，更具有迫切性和现实意义。

自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。

狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。

图1-1 自动化生产线该自动化模拟生产线，较好地解决了在学校期间，只接触到以单元实验或校外参观实习为主，一些大型的自动化控制站只能看不能操作，达不到理想的教学效果的这个实际接触问题。

在设计该模拟生产线时控制系统中包括5个从站点：下料单元、加盖单元、穿销单元、检测单元、分拣单元。

该套控制系统，建立了以工业现场控制为对象的实物模拟仿真系统，可很好解决自动化及相关专业的在动手实践中所遇到的难题。

1.2 PLC的应用及目前的研究现状1.2.1 生产线上的工艺过程1969世界第一台PLC在美国数据设备公司诞生。

1975-1976年,德国、日本、美国等将微处理器作为控制器的中央处理单元应用到PLC中，并且去掉磁心存储器改用了集成电路的存储器，结合了微型计算机的技术与电控制器技术，从而实现了可编程控制器的规模集成化，使得处理器更能适用工业环境，更加的可靠，功能也更加强大，更加的灵活，成本却大大下降，从而使得PLC进入了实用阶段。

体，完成装配后工件随托盘向下站传送。

3．穿销单元：通过旋转推筒推送销钉的方法，完成工件主体与上盖的实体连接装配，完成装配后的工件随托盘向下站传送。

4．检测单元：运用各类检测传感装置对装配好的工件成品进行全面检测（包括上盖、销钉的装配情况，销钉材质、标签有无等），并将检测结果送至PLC进行处理，以此作为后续站控制方式选择的依据（如分拣站依标签有无判别正、次品；仓库站依销钉材质确定库位）。

5．分拣单元：根据检测单元的检测结果（标签有无），采用气动机械手对工件进行分类，合格产品随托盘进入下一站入库；不合格产品进入废品线，空托盘向下站传送。

1.2.2 连续生产线为便于协调整个生产线的全程控制，系统设置了一个主站总控制台，主站总控制台是整个装配生产线连续运行的指挥调度中心，其主要功能是实现全程运行的总体控制，完成全系统的通讯连接等。

总站单元下料单元加盖单元分拣单元检测单元穿销单元图1-2 自动化生产线的控制顺序动、变频器驱动和步进电机位置控制等技术，实验平台的控制方式采用各个工作单元均是一台独立的PLC控制，本实验平台综合采用传感器应用技术。

在本实验平台上可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使使用者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，力求达到缩短理论教学与实际应用之间的距离。

本课题研究的自动生产线实验平台的设计，采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，并采用标准结构和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性方便根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合，安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标也符合教学实训考核或技能竞赛的要求。

的时间延迟，称为相应时间。

在传感器的应用中，应根据实际情况考虑这些参数对检测结果是否有影响。

电感式接近开关传感器，是一种利用涡流感知物体接近的器件。

它的敏感元件为检测线圈，它是振荡电路的一个组成部分，在检测线圈的工作面上存在一个交变磁场。

当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱直至停振，振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出。

电感式接近开关传感器的电气指标：1．工作电压：是指电感式接近开关传感器的供电电压范围，在此范围内可以保证电感式接近开关传感器安全工作。

2．工作电流：指电感式接近开关传感器连续工作时的最大负载电流。

电压降：是指在额定电流下开关导通时，在开关两端或输出端测量得到的电压。

3．空载电流（消耗电流）：是指在没有负载时，测量所得的电感式接近开关传感器自身所需的电流。

4．剩余电流（漏电流）：是指开关断开时，流过负载的电流。

5．极性保护：有防止输入电源电压极性误接的保护功能。

6．短路保护：有此功能时，如果超过极限电流，输出会周期性地封闭和释放，直至短3.液体、粉状体的间接检测：通过木箱、纸箱、玻璃瓶等非金属容器的外壁，检测其中被测物体的有无及其所在的表面位置。

4.电容式接近开关传感器灵敏度的调整：要考虑电容式接近开关传感器结构本身静电电容的影响，其内部安装有灵敏度调节电位器；当接近开关和被检测体之间有不灵敏的物体时，调节这个电位器，可使接近开关不检测夹在中间的物体，此外还可用此电位器调节工作距离。

图2-1平板电容器5.塑料和玻璃的检测：检测塑料和玻璃上有无异物，而不管其颜色和表面状态，被检测体较小应采用灵敏度高的电容式接近开关传感器；塑料种类不同时灵敏度也不同，因此必须进检测。

当被检测体种类多时，要随时进行灵敏度的调整。

6.固液体、粉状体等的直接检测及水、粉尘的表面位置检测：采用防湿型电容式接近开关传感器，不要让水和粉末附在检测面上。

2.3 继电器的设备及微动开关的设备说明加盖单元中用到继电器的主要部分是：摆臂动作的水平方向上的运动。

水平运动动力依靠直流电机，而继电器在此处的应用就是实现这两个电机的正反转控制，也就是摆臂的力小，行程较短。

圆柱形铁心的重量轻、吸引时的冲击较小，所以使用寿命长，主要用与小型直动式和先导式电磁阀。

更换安装电磁阀:如有一电磁阀损坏了，需要更换一个电磁，可按照下列步骤安装电磁阀。

①切断气源，用螺丝刀拆卸下已经损坏的电磁阀。

②用螺丝刀将新的电磁阀装上。

③将电气控制接头插入电磁阀上。

④将气路管插入电磁阀上的快速接头。

⑤接通气源，用手控开关进行调试，检查气缸动作情况。

第三章 S7-2OO PLC 在自动线中的使用在自动线中，每一个站都安装了一个西门子S7—200 PLC 系列的可编程逻辑控制器(programmable logic controller ，PLC)来控制，就像人的大脑一样，思考每一个动作，每一招每一式，指挥自动线上的机械手、气爪按程序动作，是自动线的核心部件。

PLC 是一种专为工业环境下应用设计的“可编程逻辑控制器”，是一种数字运算操作的电子系统。

PLC 是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。

1．S7—200 PLC 的外形结构S7—200 PLC 系列PLC 由PLC 主机和扩展模块组成。

其中，PLC 主机由CPU 、存储器、通信电路、基本输入／输出电路、电源等基本模块组成，相当一个整体式的PLC ，可以单独完成控制功能，它包含一个控制系统所需的最小组成单元。

图2—73所示是S7—200cPU 模块的外形结构图，它将一个微处理器、一个集成电源和数字量I ／O(输入／输出)点集成在一个紧密的封装之中。

图3-1 S7—200的外形结构由图示可知，虽然PLC 的外观与通用计算机有较大差别，但在内部结构上，PLC 只是像一台增强了I ／0功能的可与控制对象方便连接的计算机。

在系统结构上，PLc 的基本组成包括硬件与软件两部分。

2．典型PLC 的硬件结构可插拔接线端子(224,226)通讯口24V 传感器电源输出Panel 安装固定孔安装于标准DIN 导轨上 的夹子 可选卡 插槽内部:- 电源 - 超级电容- 时钟(224(XP),226)I/O 点 状态 LED可插拔模拟量终端PLC的硬件部分由中央处理器(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等构成，图示是典型PLC结构简图；PLC的软件部分由系统程序和用户程序等构成。