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自动化生产线自动上料站的PLC控制 摘要：目前，一种基于PLC技术的自动化生产线教学实训系统，通过自动上料、检测传输、自动分拣和装配等工序设计，将机电气驱动技术、传感器技术、PLC技术及网络限制技术的综合实训集于一身，是培育和提高学生专业综合实力的重要实训设备。本文阐述了该系统中自动上料站的设计过程，包括气动限制回路设计、PLC的硬件和程序设计。 关键词：气动 PLC 模块 自动上料 中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1673-3791(2022)03(a)-0000-00 1 前言 我校自主研发的自动化生产线是一套基于PLC限制的教学系统，也是一套模块化的生产实训系统。它集电气限制、PLC应用、传感器和气动等多种技术于一体，由自动上料、传输检测、真空分拣、颜色分拣、位置调整、配件供应和装配下料等七个工作站组成。自动上料站的功能是为其它工作站供应工件。工件由气动机械手抓取，经平移，升降，摇摆等动作，放到输送带上，然后回来原位。 2 系统的硬件设计 自动上料模块是整个自动生产线系统的起始单元，主要由工件装料管和推出装置、支架、阀组、端子排组件、PLC、按钮、走线槽及底板等组成。主要功能是将放置在料仓中的工件自动推到物料盘上，以便使输送单元的机械手将其抓取并输送。具有手动、自动两种操作方式。在操作前应确保上料盘有料。 2.1 动作过程 上料单元主体是一个转动的料盘，料盘上设置两个管形料仓。在料盘口对应上料的位置安装了一个漫反射光电开关，功能是检测料盘口中有无储料。当工件到达料盘口时，光电开关检测到有工件存在，便向系统供应本单元物料盘有工件的信号。在输送单元的限制程序中，就可以利用该信号状态来驱动机械手装置来抓取此工件，送到传输带上。料仓中的工件在重力的作用下，自动向下移动一个工件，为下一次抓取工件做好打算。若当前料盘口中无工件，料盘将在程序限制下转动到料盘口中接着检测。直到两个料盘口均无工件，料盘停止转动。 2.2 气动回路设计 气动限制回路是本工作单元的执行机构，由气动机械手和上料转盘组成，完成上料和取料。机械手在结构上由两个直线气缸、一个摇摆气缸和气爪组成。归位状态为：气爪闭，平移缸退，升降缸落，摆缸0°。一个工作循环：气爪闭气爪开升降缸升平移缸进气爪闭平移缸退摆缸180°平移缸进升降缸落气爪开平移缸退升降缸升摆缸0°。机械手可实现手臂平移、升降、摇摆和气爪的抓取动作，由安装在气缸上的磁性接近开关来检测各气缸的极限位置，进而通过PLC实现位置限制。5个二位五通的双电控电磁阀集中安装在汇流板上，限制机械手的手臂进行平移、升降和摇摆限制及上料盘的转动动作。 2.3 PLC限制 在上料单元中，检测气缸位置的磁性开关、检测料盘口有无工件的光电开关、传输带拥堵检测传感器和限制按钮，PLC共需14个输入端子接收外界信号。电磁阀限制的输出动作、故障信号和标记信号共需13个输出端子。选用西门子S7-300主单元，可以和从站之间交换信息。其I/0接线原理如图1所示。 3 系统的软件设计 PLC梯形图程序的设计方法有阅历法和依次限制法两种。依次限制设计法的基本思想是将系统的一个工作周期划分为若干个依次相连的步，用编程元件(例如存储器位M)来代表，在任何一步内各输出量的状态不变。使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件，它可以是外部的输入信号，如按钮、限位开关的通断等。也可以是PLC内部产生的信号，如定时器和计数器的触点信号。运用依次限制设计方法时，首先依据系统的工艺流程，画出如图2所示的依次功能图，再依据依次功能图画出梯形图来完成程序设计。 参考文献 1 廖常初.PLC编程及应用.北京:机械工业出版社.2022. 2 左健民.液压与气压传动.北京:机械工业出版社.11019. 3 符林芳.液压与气压传动技术.北京:北京理工高校出版社.2022. 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页