加工检测单元实验装置的PLC控制系统设计.docx

摘要:可编程逻辑控制器（PLC）是基于继电器顺序控制、微处理器而开发出来的通用工业自动化控制器。目前，PLC在智能和网络方面取得了很好的发展。PLC的功能日益强大得益于电子技术和计算机技术的飞速发展，PLC具备的计算机的功能也越来越多。柔性化制造系统是指由传输系统链接的多个设备，发送装置将工件放置在另一连接装置上，然后将工件发送到各种处理装置，整个柔性化系统使工作过程更加准确、快速和自动化。柔性制造系统具有设备利用率高、操作灵活、产品弹性大等特点，广泛用于生产加工。

本设计主要研究的是加工检测单元实验装置的PLC控制系统设计，本设计中分析了柔性制造生产系统的工作机理，对加工检测单元的控制需求、运动学轨迹进行了分析，确立了其机械结构，并规划了合理的运动轨迹。结合德国西门子S7-200系列可编程控制器，对控制系统进行软件、硬件设计，最后结合控制需求进行实物检测、优化结构和控制参数。

调试运行之后，可以成功利用控制器控制步进电机驱动器来驱动步进电机，实现生产工艺的自动控制，加工检测单元实验装置可以按预期正常工作。该系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点，能够准确高效地完成对工件的加工，在实际的柔性生产线上具有一定的推广应用价值。

关键词：PLC，加工单元，柔性生产线

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2 国内外研究现状和发展趋势-4

第二章 硬件系统设计-10

2.1 可编程控制器（PLC）-10

2.1.1 PLC的工作原理特点-10

2.1.2 S7-200 PLC简介-10

2.1.3 CPU的选用-11

2.1.4 I/O分配表-14

2.2 加工检测单元的驱动装置-14

2.2.1 驱动部件的选用-14

2.2.2 加工检测单元气动部分-16

2.3 检测元件-18

2.3.1 传感器的简介及分类-18

2.3.2 传感器的工作原理及应用-19

2.4 加工检测单元的单元接线-20

2.4.1 挂板接线图-20

2.4.2 台面接线图-21

2.4.3 按钮控制板接线图-22

第三章 软件系统设计-23

3.1 加工检测单元运动轨迹分析-23

3.2 软件流程图-24

3.3 分模块设计-25

3.3.1 步进电机旋转-25

3.3.2 加工中心刀具库加工-25

3.3.3 步进电机回原点-27

3.3.4 检测装置检测-28

第四章 气动部分仿真-23

4.1 FluidSIM简介-29

4.2 气动部分仿真-30

第五章 系统调试-32

5.1 硬件系统的调试-32

5.2 加工检测单元的调试-32

第六章 总结与分析-35

6.1 毕业设计总结-35

6.2 柔性系统的经济性、安全性以及社会和环境影响的分析-35

参考文献-37

致    谢-38