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_表6-1温州职业技术学院毕业综合实践课题名称： 基于N:N通信的复杂控制自动化生 产线的设计和实现 系别： 电气电子工程系 专业： 电气自动化 班级： 自动化1502 学号： 15303020226 学生姓名： 徐建恩 指导教师： 王哲禄 专业技术职务： 导师 2017年 4 月 浙江温州课 题 摘 要 现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,并综合应用到生产设备中;而系统性指的是,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。 亚龙YL-335B型是一套典型的自动生产线实训考核装备。它在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。 我们此次要做的任务就是将这套设备上所有小站功能利用N:N网络连接起来,模拟成一套高仿真的工业自动化生产线设备。而在项目当中,综合了很多技术知识如:气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。所以,我们最后要想实现一个从供料站到分拣站的一个联机的流程,我们必须先对各小站进行了解,这个了解包括PLC的接线,各单元的气动及传感器的位置调试和传感器在装置侧的接线。然后编写个小站的程序,联机程序,以及MCGS的组态动画。最后实现一个联机的过程。本文介绍了整个自动化生产线生产线的组态与实现,重点介绍了上位机组态的过程关键词 PLC,YL-335 B, 自动生产线（小4号宋体）目 次1 引言（或绪论）（作为正文第1章，小4号宋体，行距18磅，下同） 12 ×××××× （正文第2章） Y2.1 ×××××× （正文第2章第1条） Y2.2 ×××××× （正文第2章第2条） Y2.X ×××××× （正文第2章第X条） Y3 ×××××（正文第3章） Y（略）X ×××××（正文第X章） Y结论 Y致谢 Y参考文献Y附录A ××××（必要时） Y附录B ××××（必要时） Y图1 ×××××（必要时） Y图2 ×××××（必要时） Y表1 ×××××（必要时） Y表2 ×××××（必要时） Y一·引言 所谓自动化（Automation），是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行操作或运行。广义上讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗，服务以及家庭等各方面。 另外，与自动化相关的一个术语就是自动控制（Automatic Control）,自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。一般的说，自动化主要研究的是人造系统的控制问题，自动控制则除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动化的研究领域。不过人们提到自动控制，通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相似的。 关于控制和自动化技术发展但是其上可以分为四个历史时期： 自动化装置的出现和应用（18世纪以前） 古代人类在长期的生产和生活中，为了减轻自己的劳动，逐渐利用自然界的动力(水力、风力等)代替人力、畜力，以及用自动装置代替人的部分繁杂的脑力在第二次世界大战期间，为了防御火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种精密的自动调节装置，开创了防空火力系统和控制这一新的领域，经典控制理论应运而生。 从20世纪40年代末，开始在美国、西欧和苏联为大学生和研究生开设了自动控制课程。在20世纪50年代，前苏联还在大学里设置了自动化方面的专业，专门培养控制方面的人才。1950年张钟俊教授在上海交通大学为大学生和研究生开设了“伺服机构原理”课程。 1945年美国数学家N.维纳把反馈的概念推广到生物等一切控制系统。1948年他出版的控制论一书为控制论奠定了基础。1954年，中国科学家钱学森全面的总结了经典控制理论，在美国出版了用英语撰写的、在世界上很有影响的工程控制论（Engineering Cybernetics）一书。 第二次世界大战后工业迅速发展，随着高速飞行、核反应堆、大电力网和大化工厂提出的新控制问题的深入研究，经典控制理论在20世纪50年代又有了新的发展。 由于复杂工业、复杂工业过程和航天系统的自动控制问题都是多变量控制系统的分析和综合问题，迫切需要加以解决，但经典控制理论的直接应用于到了困难，在20世纪70年代微处理机的出现对实现各种复杂的控制任务起了重大的推动作用。此时，一种新的控制理论含苞待放。 公元1956年，前苏联科学家庞特里亚金提出极大值原理。同年美国数学家R.贝尔曼（Bellman）创立动态规划。两者为解决最优控制问题提供了理论工具。1960年美国数学家R.卡尔曼（kalman）提出能控性和能观性两个概念，揭示了系统的内在属性。卡尔曼还引入了状态空间法（State Space Method），提出具有 var cpro_psid = "u2787156" var cpro_pswidth = "966" var cpro_psheight = "120"二次型性能指标的线性状态反馈率，为线性自动控制系统给出了自动调节器的概念。这些新概念和新方法标志着现代控制理论的诞生.控制与自动化是不断发展的高、新科学技术，对人类生产、生活和科学研究有着非常重要的影响。控制与自动化技术发展至今，可以说是从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可以说无所不在、无处没有。 控制与自动化技术正在迅速的渗入家庭生活中。如全自动洗衣机，不用人手就可以把衣服洗干净；电脑控制的微波炉，不但能按时自动进行烹调，能做出美味的饭菜。而且安全省电；电脑控制的电冰箱，不但能自动控温，保持食物鲜美，而且能告诉食物存储的数量和时间，还能为烹饪美食佳肴提供建议还有许许多多运用控制与自动化技术的例子存在我们的生活中。 在工厂，人们使用各种自动化装置或系统，如机器人、自动化小车、数控机床、柔性生产线和计算机集成制造系统等，完成产品的加工、装配、运输、存储等工作。在钢铁、石化、农业、渔业和畜牧业等生产和管理过程中，人们用自动化仪表和自动化装置来控制生产参数，实现生产设备、生产过程和管理过程的自动化。 在办公室，人们广泛地引入微型电脑及信息网络、文字处理机、电子传真机、专用交换机、多功能复印机和秘书机器人等技术和设备，不断实现办公自动化。 在交通运输行业、医疗机构、科研机构等行业也普遍的运用了控制与自动化技术和设备。 在我看来，自动化下一步可能趋向于生物自动化，把生物体的一些功能赋予机器，使其智能化有一个质的提高；另一个趋势是家用机器人的研制，可以是人类得到更大的解放；再就是可以盖建筑物的大型自动化装置和机器人；还有一个在科幻电视里看到的，可大幅度压缩的便携式自动化装置，如皮包压缩成黄豆大小。 一·绪论现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,并综合应用到生产设备中;而系统性指的是,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。 可编程序控制器(PLC)以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中,担负着生产线的大脑?微处理单元的角色。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。 亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务,各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此,YL-335B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)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335B,可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程,使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境,从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。 YL-335B采用模块组合式的结构,各工作单元是相对独立的模块,并采用了标准结构和抽屉式模块放置架,具有较强的互换性。可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,十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。 MCGS嵌入版组态软件具有强大的功能,并且操作简单,易学易用,普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问题,而将精力集中于解决工程问题本身,根据工程作业的需要和特点,组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。 MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面,符合中国人的使用习惯和要求。实时性强、有良好的并行处理性能。MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式,丰富、生动的多媒体画面。完善的安全机制完善的安全机制多样化的报警功能。支持多种硬件设备,实现“设备无关”。良好的可维护性。 可编程序控制器(PLC)以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中,担负着生产线的大脑?微处理单元的角色。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。 因此,本设计将组态技术与PLC技术,有机结合起来,运用组态技术,对自动生产线的各单元进行高仿真。达到模拟运行的目的。二·嵌入式组态技术在自动化生产线中的应用2.1 MCGS嵌入版 MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的,专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件,MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分,它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行,运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境,用于对组态后的工程进行模拟测试,方便用户对组态过程的调试。 2.2 MCGS嵌入版组态软件的构成MCGS嵌入式体系结构分为组态环境、模拟运行环境和运行环境三部分。 组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件,可以在PC机上运行。用户可根据实际需要裁减其中内容。它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。 运行环境则是一个独立的运行系统,它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义,必须与组态工程一起作为一个整体,才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成,并且将组态好的工程通过串口或以太网下载到下位机的运行环境中,组态工程就可以离开组态环境而独立运行在下位机上。从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。 由MCGS嵌入版生成的用户应用系统,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成,如图2.2所示。 图2.2 图2.2MCGS的构成 窗口是屏幕中的一块空间,是一个“容器”,直接提供给用户使用。在窗口内,用户可以放置不同的构件,创建图形对象并调整画面的布局,组态配置不同的参数以完成不同的功能。在MCGS嵌入版中,每个应用系统只能有一个主控窗口和一个设备窗口,但可以有多个用户窗口和多个运行策略,实时数据库中也可以有多个数据对象。MCGS嵌入版用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面,组态配置各种不同类型和功能的对象或构件,同时可以对实时数据进行可视化处理。 2.2.1 实时数据库 实时数据库相当于一个数据处理中心,同时也起到公用数据交换区的作用。MCGS嵌入版使用自建文件系统中的实时数据库来管理所有实时数据。从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库,系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。实时数据库自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理,同时它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其它部分,以便触发相关事件,进行实时处理。因此,实时数据库所存储的单元,不单单是变量的数值,还包括变量的特征参数(属性)及对该变量的操作方法(报警属性、报警处理和存盘处理等)。这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。实时数据库采用面向对象的技术,为其它部分提供服务,提供了系统各个功能部件的数据共享。 2.2.2 主控窗口 主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓,以及运行流程、特性参数和启动特性等项内容,是应用系统的主框架。2.2.3 设备窗口 设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件,实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来,送入实时数据库,或把实时数据库中的数据输出到外部设备。一个应用系统只有一个设备窗口,运行时,系统自动打开设备窗口,管理和调度所有设备构件正常工作,并在后台独立运行。注意,对用户来说,设备窗口在运行时是不可见的。 2.2.4 用户窗口 用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象:图元、图符和动画构件。图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面和定义动画的方法。动画构件对应于不同的动画功能,它们是从工程实践经验中总结出的常用的动画显示与操作模块,用户可以直接使用。通过在用户窗口内放置不同的图形对象,搭制多个用户窗口,用户可以构造各种复杂的图形界面,用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。 2.2.5 运行策略 运行策略本身是系统提供的一个框架,其里面放置有策略条件构件和策略构件组成的“策略行”,通过对运行策略的定义,使系统能够按照设定的顺序和条件操作实时数据库、控制用户窗口的打开、关闭并确定设备构件的工作状态等,从而实现对外部设备工作过程的精确控制。 一个应用系统有三个固定的运行策略:启动策略、循环策略和退出策略,同时允许用户创建或定义最多512个用户策略。启动策略在应用系统开始运行时调用,退出策略在应用系统退出运行时调用,循环策略由系统在运行过程中定时循环调用,用户策略供系统中的其它部件调用。 3· 自动化生产线设备3.1 自动化生产线(YL-335B)的基本组成 亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图3.1所示。 其中,每一工作单元都可自成一个独立的系统,同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主,但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制,该驱动系统具有长行程、多定位点的特点,是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。 在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一,是现代工业实现高度自动化的前提之一。 在控制方面,YL-335B采用了基于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。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式,组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单,价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用,在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面,掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术,将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。 1、供料单元的基本功能:供料单元是YL-335B中的起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是:按照需要将放置在料仓中待加工工件(原料)自动地推出到物料台上,以便输送单元的机械手将其抓取,输送到其他单元上。如图3.2所示为供料单元实物的全貌。 图3.2供料单元实物的全貌 2、加工单元的基本功能:把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的抓取机械手装置送来)送到冲压机构下面,完成一次冲压加工动作,然后再送回到物料台上,待输送单元的抓取机械手装置取出。如图3.3所示为加工单元实物的全貌。 图3.3 加工单元实物的全貌 3、装配单元的基本功能:完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。装配单元总装实物图如3.4。 图3.4 装配单元实物的全貌 4、分拣单元的基本功能:完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣,使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。如图3.5所示分拣单元实物的全貌。 图3.5 分拣单元实物的全貌 5、输送单元的基本功能:该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位,并在该物料台上抓取工件,把抓取到的工件输送到指定地点然后放下,实现传送工件的功能。输送单元的外观如图3-6所示。 图3.6 输送单元外观图 直线运动传动机构的驱动器可采用伺服电机或步进电机,视实训目的而定。YL-335B的标准配置为伺服电机。 3.2 YL-335B的电气控制 3.2.1 YL-335B 工作单元的结构特点 YL-335B设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。每一工作单元机械装置整体安装在底板上,而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。因此,工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换是一个关键的问题。YL-335B的解决方案是:机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。图3.7和图3.8分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。 装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构,上层端子用以连接DC24V电源的+24V端,底层端子用以连接DC24V电源的0V端,中间层端子用以连接各信号线。 PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构,上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。 装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号,15针接头电缆连接PLC的输出信号。 3.2.2 YL-335B的控制系统 YL-335B的每一工作单元都可自成一个独立的系统,同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。 1、当工作单元自成一个独立的系统时,其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号,来源于该工作单元按钮指示灯模块。按钮指示灯模块如图3.9所示。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。 图3.9 按钮指示灯模块 模块盒上器件包括: 指示灯(24VDC):黄色(HL1)、绿色(HL2)、红色(HL3)各一只。 主令器件:绿色常开按钮SB1一只 红色常开按钮SB2一只 选择开关SA(一对转换触点) 急停按钮QS(一个常闭触点) 2、当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时,对于采用三菱FX系列PLC的设备,YL-335B的标准配置是采用了基于RS485串行通信的N:N通信方式。设备出厂的控制方案如图3.10所示。 图3.10 YL-335B的通信网络 各工作站PLC配置如下: 输送单元:FX1N-40MT主单元,共24点输入,16点晶体管输出。 供料单元:FX2N-32MR主单元,共16点输入,16点继电器输出。 加工单元:FX2N-32MR主单元,共16点输入,16点继电器输出。 装配单元:FX2N-48MR主单元,共24点输入,24点继电器输出。 分拣单元:FX2N-32MR主单元,共16点输入,16点继电器输出。 3、人机界面 系统运行的主令信号(复位、启动、停止等)通过触模屏人机界面给出。同时,人机界面上也显示系统运行的各种状态信息。 人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁。使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况,使操作变的简单生动,并且可以减少操作上的失误,即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化,同时也能减少PLC 控制器所需的I/O 点数,降低生产的成本,同时由于面板控制的小型化及高性能,相对的提高了整套设备的附加价值。 YL-335B采用了昆仑通态(MCGS)TPC7062KS触摸屏作为它的人机界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU为核心(主频400MHz)的高性能嵌入式一体化工控机。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800×480),四线电阻式触摸屏(分辨率4096×4096),同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE.NET(中文版)和MCGS嵌入式组态软件(运行版)。 3.3 自动化生产线工艺流程介绍3.3.1 供料站的工作流程 供料站接收到系统发来的供料指令后,如果出料台上没有工件,即进行把工件推到出料台上的操作。工件推出到出料台后,应向系统发出出料台上有工件信号。若供料站的料仓内没有工件或工件不足,则向系统发出报警或预警信号。当系统发来的启动信号被复位时,工作站在完成本工作周期后退出运行状态。 3.3.2 装配站的工作流程 启动后,如果回转台上的左料盘内没有小园柱零件,就执行下料操作;如果左料盘内有零件,而右料盘内没有零件,执行回转台回转操作。 如果回转台上的右料盘内有小园柱零件且装配台上有待装配工件,开始执行装配过程。执行装配机械手抓取小园柱零件,放入待装配工件中的操作。装入动作完成后,向系统发出装配完成信号。 完成装配任务后,装配机械手应返回初始位置,等待下一次装配。 3.3.3 加工站的工作流程 加工站接收到系统发来的启动信号时,即进入运行状态。当加工台上有工件且被检出后,设备执行将工件夹紧,送往加工区域冲压,完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。冲压动作完成且加工台返回待料位置后,向系统发出加工完成信号。 如果没有停止信号输入,当再有待加工工件送到加工台上时,加工单元又开始下一周期工作。 3.3.4 输送站的工作流程 输送站接收到人机界面发来的启动指令后,即把启动指令发往各从站。 在接收到供料站的“出料台上有工件”信号后,输送站抓取机械手装置应执行抓取供料站工件的操作。动作完成后,伺服电机驱动机械手装置以不小于300mm/s的速度移动到装配站装配台的正前方,把工件放到装配站的装配台上。 接收到装配完成信号后,机械手装置应抓取已装配的工件,然后从装配站向加工站运送工件,到达加工站的加工台正前方,把工件放到加工台上。机械手装置的运动速度要求与相同。 接收到加工完成信号后,机械手装置应执行抓取已压紧工件的操作。抓取动作完成后,机械手臂逆时针旋转90°,然后伺服电机驱动机械手装置移动到分拣站进料口。执行在传送带进料口上方把工件放下的操作。机械手装置的运动速度要求与相同。 机械手装置完成放下工件的操作并缩回到位后,手臂应顺时针旋转90°,等待下一次搬运工作。 3.3.5 分拣站的工作流程: 分拣站接收到系统发来的启动信号时,即进入运行状态。当输送站机械手装置放下工件、缩回到位后,分拣站的变频器即启动,驱动传动电动机人机界面所指定的变频器运行频率的速度,把工件带入检测区进行芯件嵌入高度检测和芯件颜色检测。进行芯件嵌入高度检测时允许传送带停车,停车时间可根据检测装置的特性自行确定。 成品工件按芯件嵌入高度分为两类:若芯件端面与杯形工件端面之间的高度差值在±0.5毫米以内为第一类成品。若芯件端面凸出杯形工件端面大于0.5毫米且小于1.5毫米,为第二类成品。不在上述两类成品范围内的工件为废品。 满足套件关系的第一类成品工件每个白色芯工件和一个黑色芯工件搭配组合成一组套件,不考虑二个工件的排列顺序 到达1号滑槽中间时,传送带停止,推料气缸1动作把工件推出;满足套件关系的第二类成品工件每个白色芯工件和一个黑色芯工件搭配组合成一组套件,不考虑二个工件的排列顺序 到达2号滑槽中间时,传送带停止,推料气缸2动作把工件推出。不满足上述套件关系的工件和废品工件到达3号滑槽中间时,传送带停止,推料气缸3动作把工件推出。 从分拣站1号滑槽和2号滑槽输出的总套件数达到指定数量时,一批生产任务完成,系统发出停止运行指令。 3.4 三菱FX系列 PLC N:N通信 3.4.1 三菱FX系列 PLC N:N通信网络的特性 FX系列PLC支持以下5种类型的通讯: (1)N:N网络:用FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N 等PLC进行的数据传输可建立在N:N的基础上,使用这种网络,能链接小规模系统中的数据。它适合于数量不超过8个的PLC(FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N)之间的互连。 (2)并行链接:这种网络采用100个辅助继电器和10个数据寄存器在1:1的基础上来完成数据传输。 (3) 计算机链接(用专用协议进行数据传输):用RS485(422)单元进行的数据传输在1:n(16)的基础上完成。 (4)无协议通讯(用RS指令进行数据传输):用各种RS232单元,包括个人计算机、条形码阅读器和打印机,来进行数据通讯,可通过无协议通讯完成,这种通讯使用RS指令或者一个FX2N-232IF特殊功能模块。 (5)可选编程端口:对于FX2N、FX2NC、FX1N、FX1S系列的PLC,当该端口连接在FX1N-232BD、FX0N-232ADP、FX1N-232BD、FX2N-422BD上时,可以和外围设备(编程工具、数据访问单元、电气操作终端等)互连。 采用三菱FX系列PLC的YL?335B系统选用N:N网络实现各工作站的数据通讯,本节只介绍N:N通信网络的基本特性和组网方法,有关其他通讯类型,请参阅“FX通信用户手册”。 N:N网络建立在RS485传输标准上,网络中必须有一台PLC为主站,其他PLC为从站,网络中站点的总数不超过8个。图3.11所示是YL-335A的N:N网络配置。 图3.11 YL-335A系统中N:N通信网络的配置 系统中使用的RS485通信接口板为FX2N-485-BD和FX1N-485-BD,最大延伸距离50m,网络的站点数为5个。 N:N网络的通信协议是固定的:通信方式采用半双工通讯,波特率(BPS)固定为38400 BPS;数据长度、奇偶校验、停止位、标题字符、终结字符以及和校验等也均是固定的。 N:N网络是采用广播方式进行通信的:网络中每一站点都指定一个用特殊辅助继电器和特殊数据寄存器组成的链接存储区,各个站点链接存储区地址编号都是相同的。各站点向自己站点链接存储区中规定的数据发送区写入数据。网络上任何1 台PLC 中的发送区的状态会反映到网络中的其他PLC,因此,数据可供通过PLC链接连接起来的所有PLC 共享,且所有单元的数据都能同时完成更新。 3.4.2 安装和连接N:N 通信网络 网络安装前,应断开电源。各站PLC应插上485-BD通信板。它的LED 显示/端子排列如图3.12所示。 图3.12 485-BD板显示/端子排列 YL-335B系统的 N:N链接网络,各站点间用屏蔽双绞线相连,如图3.13所示,接线时须注意终端站要接上110欧姆的终端电阻(485BD板附件)。 图3.13 335A PLC链接网络连接 进行网络连接时应注意: 1、图3.13中,R为终端电阻。在端子RDA和RDB之间连接终端电阻(110欧姆) 2、将端子SG连接到可编程控制器主体的每个端子,而主体用100欧姆或更小的电阻接地。 3、屏蔽双绞线的线径应在英制AWG2616范围,否则由于端子可能接触不良,不能确保正常的通信。连线时宜用压接工具把电缆插入端子,如果连接不稳定,则通讯会出现错误。 如果网络上各站点PLC已完成网络参数的设置,则在完成网络连接后,再接通各PLC工作电源,可以看到,各站通信板上的SD LED和RD LED指示灯两者都出现点亮/熄灭交替的闪烁状态,说明N:N网络已经组建成功。 如果RD LED指示灯处于点亮/熄灭的闪烁状态,而SD LED没有(根本不亮),这时须检查站点编号的设置、传输速率(波特率)和从站的总数目。 3.4.3 组建N:N 通信网络 1、网络组建的基本概念和过程 FX系列 PLC N:N通信网络的组建主要是对各站点PLC用编程方式设置网络参数实现的。 FX系列 PLC规定了与N:N网络相关的标志位(特殊辅助继电器)和存储网络参数和网络状态的特殊数据寄存器。当PLC为FX1N或FX2N(C)时,N:N网络的相关标志(特殊辅助继电器)如表3.15所示,相关特殊数据寄存器如表3.16所示。 表3.15 特殊辅助继电器 特性 辅助继电器 名称 描述 响应类型 R M8038 N:N网络参数设置 用来设置N:N网络参数 M,L R M8183 主站点的通信错误 当主站点产生通信错误时ON L R M8184M8190 从站点的通信错误 当从站点产生通信错误时ON M,L R M8191 数据通信 当与其他站点通信时ON M,L 表3.16 特殊数据寄存器 特性 数据寄存器 名称 描述 响应类型 R D8173 站点号 存储它自己的站点号 M,L R D8174 从站点总数 存储从站点的总数 M,L R D8175 刷新范围 存储刷新范围 M,L W D8176 站点号设置 设置它自己的站点号 M,L W D8177 从站点总数设置 设置从站点总数 M W D8178 刷新范围设置 设置刷新范围模式号 M W/R D8179 重试次数设置 设置重试次数 M W/R D8180 通信超时设置 设置通信超时 M R D8201 当前网络扫描时间 存储当前网络扫描时间 M,L R D8202 最大网络扫描时间 存储最大网络扫描时间 M,L R D8203 主站点通信错误数目 存储主站点通信错误数目 L R D8204D8210 从站点通信错误数目 存储从站点通信错误数目 M,L R D8211 主站点通信错误代码 存储主站点通信错误代码 L R D8201D8218 从站点通信错误代码 存储从站点通信错误代码 M,L 在表3.15中,特殊辅助继电器M8038(N:N网络参数设置继电器,只读)用来设置N:N网络参数。 对于主站点,用编程方法设置网络参数,就是在程序开始的第0步(LD M8038),向特殊数据寄存器D8176D8180写入相应的参数,仅此而已。对于从站点,则更为简单,只须在第0步(LD M8038)向D8176写入站点号即可。 例如,图3.17给出了设置输送站(主站)网络参数的程序。 图3.17 主站点网络参数设置程序 上述程序说明如下: 编程时注意,必须确保把以上程序作为N:N网络参数设定程序从第0步开始写入,在不属于上述程序的任何指令或设备执行时结束。这程序段不需要执行,只须把其编入此位置时,它自动变为有效。 特殊数据寄存器D8178用作设置刷新范围,刷新范围指的是各站点的链接存储区。对于从站点,此设定不需要。根据网络中信息交换的数据量不同,可选择如表3.19(模式0),表3.20(模式1)和表3.21(模式2)三种刷新模式。在每种模式下使用的元件被N:N网络所有站点所占用。 表3.19 模式0 站号与字元件对应表 表3.20 模式1 站号与位、字元件对应表 站点号 元 件站点号 元 件 位软元件M 字软元件D 位软元件M 字软元件D 0点 4点 32点 4点 第0号 ? D0D3第0号 M1000M1031 D0D3 第1号 ? D10D13第1号 M1064M1095 D10D13 第2号 ? D20D23第2号 M1128M1159 D20D23 第3号 ? D30D33第3号 M1192M1223 D30D33 第4号 ? D40D43第4号 M1256M1287 D40D43 第5号 ? D50D53第5号 M1320M1351 D50D53 第6号 ? D60D63第6号 M1384M1415 D60D63 第7号 ? D70D73第7号 M1448M1479 D70D73 表3.21 模式2 站号与位、字元件对应表 站点号 元 件 位软元件M 字软元件D 64点 4点 第0号 M1000M1063 D0D3 第1号 M1064M1127 D10D13 第2号 M1128M1191 D20D23 第3号 M1192M1255 D30D33 第4号 M1256M1319 D40D43 第5号 M1320M1383 D50D53 第6号 M1384M1447 D60D63 第7号 M1448M1511 D70D73 在图3.21的程序例子里,刷新范围设定为模式1。这时每一站点占用32×8个位软元件,4×8个字软元件作为链接存储区。在运行中,对于第0号站(主站),希望发送到网络的开关量数据应写入位软元件M1000M1063中,而希望发送到网络的数字量数据应写入字软元件D0D3中,对其他各站点如此类推。 特殊数据寄存器D8179设定重试次数,设定范围为010(默认3),对于从站点,此设定不需要。如果一个主站点试图以此重试次数(或更高)与从站通信,此站点将发生通信错误。 特殊数据寄存器D8180设定通信超时值,设定范围为5255(默认5),此值乘以10ms 就是通信超时的持续驻留时间。 对于从站