基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的模擬生產(chǎn)線的設(shè)計與實現(xiàn)
廣東技術(shù)師范學(xué)院自動化系主要從事工業(yè)電氣自動化方面的教學(xué)、科研任務(wù),現(xiàn)已配備有60臺套S7-200系列可編程控制器,10臺TD200文本顯示器,4臺TP-07觸摸屏,6臺變頻器,建有一個PROFIBUS現(xiàn)場總線實驗室,實驗室配有WINCC、STEP7、WINAC等軟件和一個基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的模擬生產(chǎn)線,每年為社會培養(yǎng)約200名本專業(yè)的畢業(yè)生,畢業(yè)生遍布珠三角地區(qū)。
本項目旨在建立自動化專業(yè)教學(xué)當(dāng)中的實踐環(huán)節(jié),讓學(xué)生能夠參與生產(chǎn)自動化過程控制的實踐,把實際生產(chǎn)與理論教學(xué)緊密地聯(lián)系起來,同時為教師科研提供一個平臺。這條由廣東技術(shù)師范學(xué)院自動化系、天津龍洲科技儀器有限公司共同研制的自動化模擬生產(chǎn)線,采用了SIEMENS公司的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),選用了SIEMENS的S7-300做主站、S7-200做從站,配備了STEP 7編程軟件和WIN CC監(jiān)控軟件??刂葡到y(tǒng)中包括七個從站點:送料單元、加蓋單元、穿銷單元、溫度控制系統(tǒng)、檢測單元、分檢單元(氣動機械手)、疊層立體倉庫(見圖1)。
系統(tǒng)介紹
這條多站點連續(xù)生產(chǎn)線上的工藝過程如下:送料單元(站點1)工件托盤經(jīng)傳送帶從此站前端開始進(jìn)入下料倉出口,下料倉出口處的傳感器檢測到托盤到位后,定位氣缸動作將托盤對準(zhǔn)下料倉出口,此時直流減速電機工作,通過同步送料帶將裝配主體下落到托盤,經(jīng)傳感器檢測到裝配主體下落到位后,定位氣缸動作放行,托盤帶裝配主體沿傳送帶向下站運行。加蓋單元(站點2)托盤帶裝配主體進(jìn)入本站后,托盤到站傳感器和氣缸到位傳感器動作,擺臂機構(gòu)擺動將上蓋裝在主體中,上蓋檢測傳感器檢測到上蓋裝好后,定位氣缸動作放行,托盤帶裝配主體沿傳送帶向下站運行。穿銷單元(站點3)托盤帶裝配主體進(jìn)入本站后,經(jīng)直線推動機構(gòu),將銷釘準(zhǔn)確裝配到上蓋與工作主體中,使三者成為整體,成為工件。銷釘分為金屬與非金屬二種。當(dāng)銷釘傳感器檢測到位后,托盤帶工件沿傳送帶向下站運行。模擬單元(站點4)工件進(jìn)入本站檢測到位后,進(jìn)行加熱和溫度控制,完成PID調(diào)節(jié)后,工件沿傳送帶向下站運行。檢測單元(站點5)工件進(jìn)入檢測單元,進(jìn)行銷釘材質(zhì)的檢測(金屬、塑料)和工件顏色檢測(深色、淺色)以確定工件是否合格,深色帶銷釘?shù)臑楹细衿?,其余為不合格品。本站的檢測結(jié)果作為下兩站動作的依據(jù)。分檢單元(站點6)工件進(jìn)入本站后,首先由短程氣缸下落,皮碗壓緊工件,真空泵開關(guān)動作,排除皮碗內(nèi)的空氣,短程氣缸上升,吸起工件讓托盤繼續(xù)前進(jìn),工件由擺動缸轉(zhuǎn)動90度,若是合格品則工件下落到傳送帶繼續(xù)沿傳送帶向下站運行,若是廢品,無桿缸橫移將廢品投入廢品槽。疊層立體倉庫(站點7)該單元由升降梯與立體疊層倉庫二部分組成,升降梯由升降臺和鏈條提升部分組成,由步進(jìn)電機做驅(qū)動??筛鶕?jù)檢測單元檢測結(jié)果(金屬、塑料、深色、淺色),按類將工件傳送到立體疊層倉庫中。連續(xù)生產(chǎn)線示意圖如圖2。
這條模擬生產(chǎn)線由一個主站S7-300和七個從站S7-200并通過WINCC監(jiān)控軟件實現(xiàn)對整個模擬生產(chǎn)線的控制,所用主要設(shè)備型號、數(shù)量、控制對象列表如下表。
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