淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

1 引言

1．1 课题简介

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本次毕业设计课题为“模块化生产控制系统设计”。其主要任务就是通过分析学校现有某一实验工作台系统，对模块化生产线控制系统进行研究。

1．2 工业模块化系统发展现状

工业模块系统是一种以机电一体化为基础的自动化系统，其中的控制部分现今在我国大都是采用PLC来实现。PLC是由模仿继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点；在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。最终达到控制的目的。

工业模块与智能系统是六十年代以来在信号处理、人工智能、控制论、计算机技术等学科基础上发展起来的新学科。该学科以各种传感器为信息源，以信息处理与模式识别的理论技术为核心，以数学方法与计算机为主要工具，探索对各种信息进行处理、分类、理解并在此基础上构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、途径与实现，以提高系统性能。工业模块与智能系统是一门理论与实际紧密结合，具有广泛应用价值的控制科学。

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2 系统设计

2．1 系统概括

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该模拟生产线是由独立的六个工作站相互连接而成。它们分别是上料检测站、搬运站、加工检测站、安装站、安装搬运站和分类站。这六个站连接成生产线后可完成工件类别的检测、加工、搬运、安装和分类。 上料检测站功能：

回转上料台将工件依次送到检测工位； 提升装置将工件提升并检测工件颜色。 搬运站功能：

将工件从上站搬运至下一站。 加工站功能：

用回转台将工件在四个工位间旋转； 钻孔单元打孔；

检测单元检测正、次品。 安装站功能：

选择要安装工件的料仓； 将工件从料仓中推出； 将工件安装到位。 安装搬运站功能：

正品：将上站正品工件拿起放入安装工位；将安装好工件拿起放下站。 次品：将上站次品工件拿起放入堆放次品处。 分类站功能：

将工件按类型分类；

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统计不同类型工件的数量。

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本次毕业设计课题的主要任务是对搬运站、加工站、安装站这三个站进行分析研究。 系统采用西门子S7-200，CPU型号为226，额定电压为220V，系统的传动以气动为主，气源为空气压缩机，工作压力为1Mpa,公称容积为10升，控制面板分别由开始、复位、特殊、手/自、单/联、上电、急停、停止组成，传感以光电开关为主。

2．2 系统的工作流程

上料检测站将毛胚件按顺序排好后提升，搬运站将毛胚件从上料检测站搬至加工站，加工站将毛胚件加工并检测加工后的工件是成品还是废品，并把信息传递给下一站，安装搬运站将加工后的工件送至安装工位，安装站再将小工件装入加工后的工件中，最后，由安装搬运站再将安装好的组合件送至分类站，分类站将工件按颜色分类送入相应的料仓并统计工件的数量，如加工站有废品产生，则安装搬运站将废品直接送入堆放次品处。流程图如图2-1所示。 安装站 上料检测站 废料品存放 搬运站 加 工 检测站 安装搬运站 分类站 图2-1 工作台的工作流程图

2．3 搬运站说明及工作流程

本站为第二站-搬运站，当第二站收到第一站（上料检测站）的信号后，第二站的机械手开始动作：前伸→下降→夹→上升→后缩→旋转→前伸→下降→松→上升，上升到位后给第三站一个动作信号同时气缸继续后缩、旋转回到原位等待第一站的信号。

此站的工作流程图如图2-2所示。

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回原位No前站有工件？Yes机械手臂伸出机械手下降夹工件机械手上升机械手缩回机械手臂右转到位No后站工件空否？Yes机械手臂伸出机械手下降放工件机械手上升机械手臂缩回机械手右转 图2-2 搬运站工作流程图