郑巧装配流水线的PLC控制设计.doc
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1、航空制造工程学院学科科技前沿题 目: 装配流水线设计 班级学号: 11031534 学生姓名: 钟理 指导教师: 高延峰 二O一四年 六月 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,如:生产不平衡、效率低、现场管理混乱等。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
2、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。本次设计我以饮料装瓶为例。其程序是通过PLC控制8盏LD灯的闪烁来模拟饮料装配流水线的传送、装瓶、盖盖、贴签和成品入库。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,结合传感器使饮料瓶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、
3、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AbstractNowadays, this design occupies important position in automation level. The assembly line to replace human in the process of production playing an increasingly important role, as the background.Proceeding from its concept and characteristic,It Puts forward the
4、 problems and the insufficiency in the assembly line of production .Such as: production imbalance, the efficiency is low, the site management confusion, etc. In order to solve these problems ,we can take measures like adjusting the assembling work instruction,synchronization in using process, streng
5、thening the site management .Making improvement of the assembly production line, can finally make the whole assembly line in equilibrium, and effectively improve the assembly efficiency and enhance the site management .PLC is the control computer of modern general industrial. Its interface is easy,
6、meanwhile the programming language of PLC is simple and can be easily understand and quickly handcuffed and master whether the users have circuit basis or not. In every field it is widely used, especially in industrial automation. Assembly line is the indispensable mode of production in enterprise o
7、f expanding and batch production. At present, the PLC is widely used in the assembly line. While this design on the computer which is controlling the entire process in the assembly line, with current relatively popular PLC (programmable controller) as the basis for realizing simulation control funct
8、ion of the assembly line. After many program design and simulation, it can basically achieve the required functions. This designs me with the beverage bottle for example. Its procedure is the flicker that controls 8 LD lights through PLC to imitate the transmission of the beverage assembles flowing
9、water line, bottle, cover cover, stick label and finished product to store in ware house. In the program design, I used to in great quantities place with reset instruction, and make use of to compare instruction to choose different operation work, stop transmission while combining to spread a feelin
10、g machine to make beverage bottle arrive to assemble a work. Imitate really after many program designs and emulation, the procedure can already carry out to move and 3 to assemble and list the work store in warehouse etc. operation.Keywords: assembly line; PLC; Control system.目录前言1第1章 装配流水线及传感器的基本介绍
11、21.1 装配流水线的基本介绍21.2 PLC控制饮料装瓶流水线的优势21.3 传感器的基本介绍及选择3第2章 PLC的基础知识及选型42.1 可编程控制器概述42.2 PLC的特点42.3 PLC的组成及其工作原理52.7 PLC选型5第3章 装配流水线的PLC控制程序设计部分83.1 设计任务83.2 硬件设计103.3 梯形图分析113.4 调试过程及结果15小结16参考文献16附录 指令表18前言本设计的目的是通过对装配流水线的PLC控制设计,进一步熟悉PLC的概念、特点和控制原理。在设计过程中,我以饮料装瓶流水线的生产为对象,使我的设计更有针对性。装配流水线是将人和机器有效的结合起来
12、,更加充分的发挥了机器设备的灵活性和稳定性,同时节约了人力资源,提高了效率。装配流水线包括了输送系统、随行夹具、在线专机、检测设备等。他们的有机组合广泛的满足了产品的装配要求。在现代装配流水线的传输方式中主要有两种,分别是同步传输(强制式)和非同步传输(柔韧式),在生产过程中根据配置选择,实现手工装配或半自动装配。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。本次设计我主要是实现装配流水线的半自动装配。当然随着装配流水线的发展,日渐成熟和新的技术的应用,但在生产上也会出现问题,如:生产不平衡、效率低、生产事故的出现、现场管理混乱等。本次设计是在电脑上控制整个装配流水线的流程,以现今较为流
13、行的PLC(可编程控制器)为基础来实现装配流水线的模拟控制功能。PLC在装配流水线中的应用,使其更具可靠性、安全性和灵活性。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所上手和掌握。在各个领域都得到广泛的应用,特别是工业自动化领域。本次设计我选用的PLC是三菱公司的FX2N系列。研究这个课题的意义在于通过设计和调试,让我更好的熟悉PLC并加强我的实际动手能力。 第1章 装配流水线及传感器的基本介绍1.1 装配流水线的基本介绍1.1.1 装配流水线的起源20世纪初,美国人亨利.福特首先采用了流水线生产方法,在他的工厂内,专业化地将分工
14、分的非常细,仅仅一个生产单元的工序竟然达到了7882种,为了提高工人的劳动效率,福特反复试验,确定了一条装配线上所需要的工人,以及每道工序之间的距离。这样里来,每个汽车底盘的装配时间就从12小时28分缩短到1小时33分。大量生产的主要生产组织方式为流水生产,其基础是由设备、工作地和传送装置构成的设施系统,即流水生产线。最典型的流水生产线是汽车转配生产线。流水生产线是为特定的产品和预定的生产大纲所设计的;生产作业计划的主要决策问题在流水生产线的设计阶段中就已经做出规定。1.1.2 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
15、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
16、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:工作地点的专业化程度非常高;具有明显的规律性;每条生产线的生产水平相似;生产过程封闭、不可逆;有很强的连续性。1.2 PLC控制饮料装瓶流水线的优势1.生产效率高相对于传统的饮料装瓶流水线,由PLC控制的装瓶流水线其电气部分由PLC控制。这一电气控制系统能很快的发现生产线上的问题和不足,PLC灵活的可编程性能很快的对程序进行改进。PLC中大量使用了软继电器,使得外部接线更加简单,更容易维护。因此,使用了PLC控制的饮
17、料装瓶流水线的生产效率更高,更好地为企业创造利润。2.卫生条件好由于饮料的装瓶、盖盖、贴签到成品入库都可以用流水线来完成。这样可以创造一个相对封闭的生产环境和减少人工操作。为饮料装瓶创造了一个很好的卫生条件。3.安全性提高由于PLC的稳定性好,这样就降低了生产过程中的事故的发生。同时由于饮料从装瓶到入库全由机器完成,进一步降低了员工在生产线上发生事故的概率,更好地保护了员工的人身安全和企业的财产安全。1.3 传感器的基本介绍及选择1.3.1 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:传感器是测量装置,
18、能完成检测任务;它的输入量是某一被测量,如物理量、化学量、生物量等;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;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,框图如下:敏感元件转换元件转换电路被测量电量图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
19、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。1.3.2 传感器的选择由于本次设计是以饮料装瓶的装配为例。在实际生产过程中,接触到的基本上塑料制品,所以我选择光敏传感器。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。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
20、感器,第2章 PLC的基础知识及选型2.1 可编程控制器概述2.1.1 PLC的产生上世纪60年代,在没有可编程控制器以前,在大部分工业生产中是以继电器控制来实现各种功能,传统的继电器系统主要有一下几个优点结构比较简单,易于操作,价格便宜等,在工业领域中应用甚广,于此同时继电器控制系统也有以下缺点体积比较大,动作速度比较慢,耗电量多,寿命短,更有接线复杂,更改困难等。继电器控制系统对当时的生产力发展中起到了巨大的作用,在工业生产过程中,大量开关量顺序控制被使用,它按照逻辑条件(即实现编制好的程序)进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,以及大量离散量的数据采集。在PLC没有出现以前
21、,这些功能是通过继电器控制系统来实现的。世界上公认的第一台PLC(即PDD-14)是美国数字设备公司(DEC)于1969年根据美国通用汽车公司的要求研制成功的。背景:1968年,美国通用汽车公司(GM)为了增强产品在市场上的竞争力,适应汽车型号的不断更新和生产工艺不断变化的需要,实现汽车的多品种、小批量生产和不断翻新汽车品牌的目的。通用汽车公司(GM)希望有一种可编程序的逻辑控制器来取代传统继电器控制装置的要求,这种控制器能做到尽可能减少设计中的错误和用尽可能少的电气控制装置以及电气接线,以减少重复设计率,更好的适应当代生产的需要,以减少故障,降低生产成本和缩短生产周期。2.2 PLC的特点1
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