流水线设计

郑州工业应用技术学院课程设计任务书题目基于PLC的装配流水线控制系统设计专业、班级12电气工程及其自动化一班学号1202120123姓名左金诚主要内容：利用三菱FX系列PLC系统，进行装配流水线控制系统的设计,编写PLC的梯形图程序。在FX系列PLC综合实验面板上，进行实验电路的熟悉和连接，了解移位寄存器在控制系统中的应用及针对位移寄存器指令的编程方法。应用组态设计软件进行装配流水线的监控程序设计，要求与PLC程序实现同步。基本要求：传送带共有二十个工位。工件从1号位装入，依次经过2号位、3号位……16号工位。在这个过程中，工件分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库。注：其它工位均用于传送工件。参考资料[1]王玮.电气工程实验教程[M].北京：北京交通大学出版社，2006[2]胡学林.可编程控制器教程[M].北京：电子工业出版社，2005[3]刘美俊.电气控制与PLC工程应用[M].北京：机械工业出版社，2011完成期限：指导教师签名：课程负责人签名：2015年12月28日郑州工业应用技术学院课程设计说明书题目：基于PLC装配流水线控制系统设计姓名：左金诚院（系）：机电工程学院专业班级：12电气工程及其自动化一班学号：1202120123指导教师：赵娟萍吉成芳成绩：时间：2015年12月28日至2016年1月8日摘要本设计以当今自动化水平越来越高的现状。装配流水线在生产过程中代替人力发挥出越来越重要的作用。以此为背景从它的概念和特点出发，提出了装配流水线生产上的问题和不足，各企业通过调整装配作业指导、运用工序同期化和加强现场管理等方法来改善这些问题。对装配生产流水线进行改进，最终达到使整个装配线趋于平衡、装配效率有效提高和提高现场管理的目的。PLC是现代通用的工业控制计算机。其接口容易，同时PLC的编程语言简单易懂很容易被不管是否有电路基础的用户都能很快上手和掌握。在各个领域都得到广泛的应用，特别是工业自动化领域。装配流水线是现在企业批量生产和扩大发展中不可或缺的的生产方式。目前，PLC在装配流水线上应用广泛。而本设计是在电脑上模拟控制整个装配流水线的流程，以现在较为流行的PLC(可编程控制器)为基础来实现装配流水线的控制功能。在程序设计中，我使用了大量的置位与复位指令，并运用比较指令来选择不同的操作工位，结合传感器使流水线到达装配工位时停止传送。经过多次的程序设计和模拟仿真，程序已能实现移位、三工位装配和单工位入库等操作。关键词：装配流水线；PLC；控制系统目录1.装配流水线及传感器的基本介绍......................................11.1装备流水线介绍...............................................11.1.1装配流水线的概述.......................................11.1.2装配流水线生产的形式...................................11.1.3装配流水线生产的组织条件...............................21.2传感器的基本介绍及选择.......................................31.2.1传感器的概念与组成.....................................31.2.2传感器的选择...........................................32.PLC的基础知识及选型..............................................52.1可编程控制器概述............................................52.2PLC的特点....................................................62.3PLC的组成及其工作原理.......................................72.3.1PLC的组成.............................................72.3.2PLC的工作原理.........................................92.4PLC的编程语言..............................................102.5PLC与其他工业控制系统的比较................................102.6PLC选型....................................................113.装配流水线的PLC控制程序设计部分.................................133.1装配流水线的PLC控制系统的工作原理..........................133.2硬件设计...................................................143.2.1输入/输出端口配置.....................................143.2.2PLC的外部接线图......................................143.2.3装备流水线梯形图......................................153.4指令表......................................................173.5调试过程及结果.............................................18图3-1运行结果图所示...............................................19总结...............................................................20参考文献...........................................................2111.装配流水线及传感器的基本介绍1.1装备流水线介绍1.1.1装配流水线的概述在大量生产中，为了提高生产效率、保证产品质量、改善劳动条件，不仅要求机床能自动的对工件进行加工，而且要求工件的装卸、工件的工序间的输送、工序间加工精度的检测、废品的剔除等都能自动的进行。因此,把设备按工件的加工工序顺序依次排列，用自动输送装置将他们联成一个整体，并用控制系统将各个部分的动作协调起来，使其按照规定的动作自动的进行工作,这种自动化的加工系统就称为自动化生产流水线。流水线是人和机器的有效组合，最充分体现设备的灵活性，它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合，以满足多品种产品的输送要求。输送线的传输方式有同步传输的/（强制式）也可以是非同步传输/（柔性式），根据配置的选择，可以实现装配和输送的要求。输送线在企业的批量生产中不可或缺。流水线是劳动者为了方便生产将生产对象人为的通过外界设备将其按照一定的线路顺序通过各个操作点，以及用一定的速度来重复连续的完成生产过程。装配流水线把劳动对象和专业化生产专业的有效的结合在一起的一种生产方式。它具有以下特征：(1)工作地点的专业化程度非常高；(2)具有明显的规律性；(3)每条生产线的生产水平相似；(4)生产过程封闭、不可逆；(5)有很强的连续性。1.1.2装配流水线生产的形式1.按生产对象的移动方式：固定流水向线和移动流水线固定流水线：是指生产对象位置固定,生产工人携带工具沿着顺序排列的生产对象移动。主要用于不便运输的大型制品的生产,如重型机械、飞机、船舶等的装配；移动流水线：生产对象移动，工人和设备及工具位置固定的流水线。这2是常用的流水线的组织方式。2.按生产对象的数目：单品种流水线和多品种流水线单品种流水线：又称不变流水线，是指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的负荷；多品种流水线：将结构、工艺相似的两种以上制品，统一组织到一条流水线上生产。3.按产品的轮换方式：可变流水线、成组流水线和混合流水线可变流水线：集中轮番地生产固定在流水线上的几个对象，当某一制品的批制造任务完成后，相应地调整设备和工艺装备，然后再开始另一种制品的生产；成组流水线：固定在流水线上的几种制品不是成批轮番地生产，而是在一定时间内同时或顺序地进行生产，在变换品种时基本上不需要重新调整设备和工艺装备；混合流水线：是在流水线上同时生产多个品种，各品种均匀混合流送，组织相间性的投产。一般多用于装配阶段生产。4.按连续程度：连续流水线和间断流水线连续流水线：制品从投入到产出在工序间是连续进行的没有等待和间断时间；间断流水线：由于各道工序的劳动量不等或不成整数倍关系，生产对象在工序间会出现等待停歇现象，生产过程是不完全连续的。5.按节奏性程度：强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略节拍流水线强制节拍流水线:要求准确地按节拍出产制品；自由节拍流水线:不严格要求按节拍出产制品,但要求工作地在规定的时间间隔内的生产率应符合节拍要求；粗略节拍流水线:各个工序的加工时间与节拍相差很大,为充分地利用人力、物力，只要求流水线每经过一个合理的时间间隔，生产等量的制品，而每道工序并不按节拍进行生产。6.按机械化程度：手工流水线、机械化流水线和自动线1.1.3装配流水线生产的组织条件1.品种稳定单一，产量足够大，长期供货，单位劳动量大，保证设备足够负荷。2.产品结构和工艺相对稳定：（1）先进性；（2）良好的工艺性和互换性；（3）标准化程度高。3.工艺过程既可划分为简单的工序，又可以相互合并。4.原材料和协作件的标准化、规格化，且按时供应。35.机器设备始终处于完好状态，严格执行计划预修制度。6.工作必须符合质量标准。7.厂房和生产面积适合安装流水线。1.2传感器的基本介绍及选择1.2.1传感器的概念与组成概念：传感器是一种以一定精度把被测量转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量的测量装置。其中包含了以下几方面的含义：（1）传感器是测量装置，能完成检测任务；（2）它的输入量是某一被测量，如物理量、化学量、生物量等；（3）它的输出是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量；（4）输出与输入间有对应关系，且有一定的精确度。组成：传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路3部分组成，框图如图1-1所示：图1-1传感器的组成敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参数。转换电路：将上述电路参数接入转换电路，便可转换成点亮输出。实际上，有些传感器很简单，有些则较为复杂，大多数是开环系统，也有些是带反馈的闭环系统。最简单的传感器由一个敏感元件组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶传感器。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器。有些传感器，转换元件不止一个，需经过若干次转换。1.2.2传感器的选择在自动化流水线生产过程中，要用到很多传感器来监视和控制生产过程中的不同状态。使生产线处在正常工作状态或者最佳工作状态。敏感元件转换元件转换电路被测量电量4本次设计用到的传感器主要用在饮料瓶到达操作工位或仓库时，通过传感器给PLC一个反馈信号使传送带停止运行。操作工位和入库感应上用到的传感器可以使用光敏传感器，光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光