基于ABPLC的多MPS零件加工工作站控制上下位机毕业设计.docx
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基于ABPLC的多MPS零件加工工作站控制上下位机毕业设计
本科毕业论文(设计)
基于AB-PLC的多种运行模式的零件加工工作站控制
学院计算机与信息科学学院
专业自动化(控制)
年级2009级
学号
姓名
指导教师
成绩_____________________
2013年4月26日
1.引言1
2.系统方案设计3
2.1由控制要求进行PLC选型与I/O配置6
2.2系统软件设计7
2.3对象仿真动画优化工具软件AutoCAD10
3.MPS加工站PLC程序设计11
3.1MPS工作站流程分析12
3.2各功能性模块控制要求的分析及其实现13
3.3RTO控制时序20
3.4传感器的分析与仿真21
3.5工作站多种运行模式的实现24
4.本地服务器的建立与通信27
4.1创建ConfigureDrivers28
4.2创建OPCServer28
4.3OPC通信及校验29
5.组态监控界面30
5.1项目创建与基础设定30
5.2监控界面32
5.3演示动画33
5.4VB编程实现外部调用39
6.试验验证与分析39
6.1实验平台39
6.2验证步骤40
6.3实验结果与分析41
7.结束语42
参考文献43
致44
基于AB-PLC的多种运行模式的零件加工工作站控制
摘要:
本文基于AB-PLC论述了FestoDidactic生产的模块化生产加工培训系统MPS(modularproductionsystem)的生产加工单元具有多种运行模式的控制仿真设计。
硬/软件配置分别选用了RockwellSoftware公司Bul.1764Micrologix1500LSPSeriesC型号的PLC,在RSLinx建立的DH-485仿真通信驱动和OPC服务器通信的基础上,在RSLogix500上编程,实现加工单元控制要求。
用Rsemu500仿真PLC运行,还借助了VB和AutoCAD嵌入Rsview32制作气动控制仿真模拟。
设计实现了加工单元多种运行模式的控制仿真。
关键字:
MPS系统;加工工作站;PLC;RSView32;
Thecontrolofmulti-control patterns’MPSsystem
basedonPLCsystem
Abstract:
TheprocessingstationweareusinghereistheMPSsystemprodductedbyFestoDidactic.ToaccomplishThecontrolofmulti-control patterns’MPSsystembasedonPLCsystem,weuseRSLogix500byRockwellSoftwaretobuildthesimulationoftheMPSsystem.ThePLCprogramisprogramedonthebasisoftheoperatingdemands..TemporallogixchontrolisbasedonRTOlogixcontrol.OPCserverisprovidedbyRSLinxasthecommunicationpartandthehuman-computerinteraction.InterfaceisfoundedonRSView32.Accordingtothestepsabove,wesimulatedthemulti-control patterns’MPSsystembasedonPLCsystemsuccessfully.
KeyWords:
MPSsystem;multi-controlpatterns;PLC;RSView32
引言
模块化加工系统(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,用户可根据身产需要选择设备组成单元的数量、类型,最少时一个单元即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,使学员处在一个非常接近于实际的教学设备环境,从而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。
1.1MPS的基本组成
多个单元组成的MPS系统可以较为真实地模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。
其中,每个工作单元都可以自成一个独立系统,同时也都是一个机电一体化的系统。
各个单元的执行机构主要是气动执行机构和电机驱动机构,这些执行机构的运动位置都可以通过安装在其上面的传感器的信号来判断。
(如图1.1所示)
图1.1多单元组成的MPS系统
Fig.1.1MPSsystemcombinedwithmuliti-stations
在MPS设备上应用多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体的通过状态、物体的颜色、物体的材质、物体的高度等。
传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一,是现代工作实现高度自动化的前提之一。
在控制方面,MPS设备采用PLC进行控制,用户可根据需要原则不同厂家的PLC。
MPS设备的硬件结构是相对固定的,但学员可以根据自己对设备的理解、对生产加工工艺的理解,编写一定的生产工艺过程,然后再通过编写PLC控制程序实现该工艺过程,从而实现对MPS设备的控制。
MPS模块化生产培训系统应用技术[1]
1.2MPS加工工作站的基本功能
MPS设备给学员提供了一个开放式的学习环境,虽然各个组成单元的结构已经固定,但是,设备的各个执行机构按照什么样的动作顺序执行、各个单元之间如何配合、最终使MPS模拟一个什么样的生产加工控制过程、MPS作为一条自动生产流水线具有怎么样的操作运行模式等,学员都可根据自己的理解,运用所学理论知识,设计出PLC控制程序,使MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程。
MPS系统中每个单元都具有最基本的功能,学员可在这些基本功能的基础上进行流程编排设计和发挥。
1.加工检测站单元如图1.2所示,有如下几部分组成:
1)旋转工作台
旋转工作台模块主要是由旋转工作台、工作台固定底盘、定速比直流电动机、定位块、电感式接近开关传感器、漫反射式光电传感器、支架等组成。
在转动台上有四个工位,用于存放工件。
每个工位下面都有一个圆孔,用于光电传感器对工件的识别。
电感式接近开关传感器用于判断工作台的转动位置,以便于进行定位控制。
2)钻孔模块
钻孔模块主要由钻孔气缸、钻孔电机、夹紧气缸等组成。
钻孔模块用于实现钻孔加工过程。
在钻孔气缸的两端、夹紧气缸的两端都安装由磁感应式接近开关,分别用于判断两个气缸运动的两个极限位置
3)检测模块
检测模块用于实现对钻孔加工结束的模拟检测过程。
检测模块主要由检测气缸、检测气缸固定架、检测模块支架及磁感应式接近开关组成。
图1.2多运行模式的加工工作平台
Fig.1.2MPSsystemwithmuliti-controlpatterns
2.系统方案设计
可编程控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC。
它是一种新型通用的自动控制装。
它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、可靠性高、通用性好、编程方便、体积小、重量轻、设计、施工和调试周期短等优点,因此在工业控制方面的应用极为广泛。
本次试验的仿真对象就是基于PLC程序运行的,因此本论文设计中,也是通过PLC程序的编写来对其运行流程和模式进行仿真,并通过仿真通讯驱动来建立与组态软件的通讯。
系统框图如图2.1.可编程序控制器技术与应用系统设计[2]
PLC部分由PLC控制器,RSLogix500及仿真RSEmulate500组成。
↓↓↑↑
PLC程序完成对时序控制和功能的实现。
电机执行机构数据的存储、运算与输入输出。
↓↓↑↑
RSLinx作为通讯单元,主要由仿真驱动DH-485和OPC服务器组成。
提供实现数据数据的交换与更新。
↓↓↑↑
RSView监控界面提供实时运行动态以及操作的执行、参数和值的显示与赋予。
↓↓↑↑
图2.1系统结构框图
Fig.2.1Theframeworkdiagramofsystemdesign
RSView32组态界面
2.1PLC选型与I/O配置
2.1.1PLC选型
设计所选用的PLC控制器型号是Bul.1764Micrologix1500LSPSeriesC(如图2.2),MicroLogix1500是一种由处理器和扩展输入输出模块组成的微型PLC系统,可随时按需对系统进行扩展,成本低廉,满足本次设计的使用需求。
该系统处理器型号选用:
1764-LSP处理器的存储器容量为8KB,自带的嵌入式I/O为12点DI(地址为I:
0/0~I:
0/11)和12点DO(地址为O:
0/0~O:
0/11);处理器单元可单独更换,无需拆卸电路接线;系统数据存取终端可以监视和调节数据;具有和SLC500系列控制器相同的指令集和编程软件,便于编辑程序并兼顾软件的兼容性。
可编程控制器教程[4]
2.1.2I/O模块扩展与配置
MicroLogix1500处理器和基本单元嵌入在一起从而形成了完整的控制器。
处理器和基本单元或者MicroLogix-1500-Introduction是可以分别替换的,允许按需增加嵌入式输入输出,存和通讯选项。
系统采用1769系列Compact输入输出模块,提供各种各样的扩展模块,可以最灵活地扩展控制器的I/O数量和种类,同时扩展了控制器的本体输入输出的点数。
在RSLogix500的主界面中,从I/OConfigure中可轻松的调用和配置相应的模拟扩展模块。
系统在扩展卡槽分别使用1769-IQ16与1769-OB32的I/O模块,在RSLogix500过I/OConfiguration也可扩充对应模块。
其功能特性如下。
1.数字量输入模块:
1769-IQ162.数字量输出模块:
1769-OB32
输入点数:
16点;输出点数:
32点;
电压类型:
24VDC;电压类型:
24VDC;
输入信号延迟时间:
on→off=2ms;工作电压:
20.4∼26.4VDC;
工作电压:
10∼30VDC;5V时背板负载电流:
300mA;
最大导通状态电流:
2mA;具有光耦隔离功能;
最大断开状态电流:
1.5mA;具有可拆卸端子块;
5V时背板电流:
115mA;具有CSA、UL、CE认证;
具有光耦隔离功能;
具有可拆卸端子块;
具有CSA、UL、CE认证;
在编辑程序时,为了便于编辑,并且实现在仿真界面的动画演示,使用软件自动扩充的I/O配置,即64点的I/O输入输出,在实际硬件设备的使用时,应当修改程序,使用扩展模块所提供的接口替换程序中原有的超过I:
0/11以及O:
0/11的所有工位,并根据实
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- 基于 ABPLC MPS 零件 加工 工作站 控制 上下 毕业设计