买验 研 究与探索 第３５咎 １０ １ｇ Ｊ ２０１６ １ ０ １）Ｉ－ｔ．２０ｌ ６ Ｓ ＡＩ｛（：｝｛ＡＮＩ）ｌ ＸＰｌ１．（ 、ＴＩ【）Ｎ ｌＮ ｌ 、ｌ３０｝｛ＡＴ（）ＩＩ、 Ｖｆ，ｌ ３５ ＮＩ１．１ ０ 基于ＰＬＣ的模块化自动生产线设计 陆大同 （ 色职ｑｋ＇￣－院机电一ｌ 系，广西百色５３３０００） 摘 要：基于ＰＬＣ的模块化生产实训系统由供料站、检测站、加工站、搬运站和分类 存储站五个模块构成，模拟工业现场的加工工艺 该模块化生产系统有机地融汇 了光、机、电、气、液于一体，采用了以ＰＬＣ为主并结合网络控制的方法。 结果显示， 通过台达ＰＩ Ｃ间联网，形成了网络化的通讯和管理调度，可使用智能手机或工业触 摸屏监控系统运行，使整个生产线具有高度智能化 关键词：网络控制；模块化；实训系统；触摸屏；伺服驱动 中图分类号：ＴＰ ２９ 文献标志码：Ａ 文章编号：ｌ００６—７ｌ６７（２０１ ６）ｌ０—００５６—０４ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｍｏｄｕｌａｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ Ｌｌ／Ｄａ—ｔｏｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂａｉｓｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂａｉｓｅ ５３３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｕｌａｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｙｓｌｅｎｌ ｂａｓｅ（１ ＯＨ ＰＩ Ｃ ｉｓ ｄｅｖｅｈ）ｐｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｄｅｌｔａ ＰＩ Ｃ．ｒｒｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｉｓ ｍａｉｎ１ｙ ｕｓｅ（１ ｔｏ ｔｒａｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｃｌｍ ａｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｉｎ（ ‘）ｌｉｅｇｅｓ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｔｌｆ ｆｉｖｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｉ． ． ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｔａｔｉｕｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ，ｓｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｈａｎｄｌｉｕｇ ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｅａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｏｔ’ａｇｅ ｓｔａｔｉｏｌ１．Ｉｔ（。ａＩ１ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｅｈｎｏｈ￣ｇｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｉｅｈ１．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｒｇａｎｉｃａｌｌｙ ｂｌｅｎｄｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｌｉｇｈｔ．Ｉｌｌａ（、ｈｉｎｅ． ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，ｇａｓ，ｌｉｑｕｉｄ ｉｎ ｏｏｅ，ａｌｌｄ ｕｓｅｓ ＰＬＣ ａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｄｅｌｔａ ＰＬＣ ｎｅｌｗｏｌ ｋ，ａ ｔｌｅｔｘ￣ｏｒｋ ｏｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｌ ｏｆ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｉｓ ｆ１）ｒｍｅｄ．Ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ＩＴｌ（】１）ｆｉｅ ｐｈｏｎｅ ＯＩ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｎｍｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，Ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ｈｏｈｔｓ ｈｉｇｈ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ；ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ；ｓｅｒｖｏ ｄｒｉｖｅ ０ 引 言 日前在机电一体化教学 ，存在实圳埘象单一，往 往是简单控制对象的练习和 产实际脱 ，而采川台 达（）机电产 的更少．．系统采川台达ＤＶＰ—ＰＬＣ、 ＤＯＰ触摸屏、ＡＢ伺服，利川俞达产品使川简单、联网 站，加工站，搬运站，仓储站．．Ｔ艺流程ｆｎ１下，供料站推 料气缸推送，到达目标位置复位，左右拱缸将物料搬运 至下一站；检测站物料上送，检测气缸下降，执行物料 高度测试，测试不合格，物料推送至废料箱，测试合格． 摆缸将物料送至下一站；加Ｔ站，物料到位，伺服将物 料送至加］一点，电机启动执行加Ｔ，完毕执行检测，合 方便等特点，结合典 的机电， 产环节没计而成，对丁 程技术人员和高校师 的 、 圳练提供了良好的平 俞。。 格送至搬运点；搬运点有合格产品，气缶Ｉ左转执行搬 运，将产品送至仓储站载物 ，不合格产品送至废品 箱；检测到载物 有产品，气缸弹出，机械手抓取产品． 伺服驱动电机，将产品精确放置指定仓位。该系统结 该系统Ｉｔ１ ５个ｌ 作站组成，分圳足供料站，榆测 收稿日期：２０Ｉ ５一ｌ】一：３ 合工控领域常用的检测与控制技术，等于把实际的生 产线缩小到学校实验室。 基金项目：广 教育厅科研 题（Ｋ、２０１５１ Ｘ６３５：ＫＹ２０１ ５Ｉ．Ｘ６４６） 作者简介：陆人 （１９６９一）， ． 媛。Ｊ 敦务处Ｋ．从‘｝Ｉ机Ｉ也一体化 Ｉ 敦， ：硬研究 ｒｅ１．：１８９７８０１ Ｉ ８６０：Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｔｌａｌｉｇｌｕ７（）＠ｓｉｎａ ｔ—ＯＩＩ１ ｒＩ色人．一 ：｝・，剐教授 ｌ 系统总体方案设计 本系统采用２款共５个ＰＬＣ作为控制卡袭心，包括 Ｉ：Ｘ２、ＥＳ２割 Ｉ了１，Ｐ１ ｃ控制器ｌ Ｊ力能怂实 Ｊｒ火 信 号的采集，物料材质、颜色信息的采集及 送，并 示 ｒ触摸驿临控Ｉ叫面＿Ｊ：，通过 （： 的通 模块 输…端【ｌ Ｊ 仃－岛速脉冲输…功能，传感 的选Ｊ ，包括 检测物料 质的比ｌ乜传感 、咆 传感 、电感传感器 以及愉洲 ４８５通 币¨们仃Ｉ连运动化 的磁性 开父．传感器、磁 脱×寸下似机的操控及｛ 拧＝，ｆＵ磁 ｊ Ｃ 模块之 的 机结合，ＰＬＣ 制们ｊＪＩ《 脱精确定ｆ ，完 成， 品的精ＪＪＩ】Ｉ ，安个仓储、。、 Ｊ Ｐｌ』（＝的模块化 性ｊｆ：火 ｊ ｌ，ＩＪ（：输入点连接，ＰＬＣ Ｌｊ上ｆ 机之ｎ１Ｊ通过 乍Ｊ挽实训系统没 ‘总框罔如ｆ斟ＩＪ 爪 触摸屏 操作监控 ＤＶＰ２０ＥＸ２００Ｒ 传感器信号 供料站 受控单元 ＤＶＰ３２Ｅ￥２００Ｔ 传感器信号 检测站 受控单元 ＤＶＰ３２ＥＳ２００Ｔ 传感器信号 加工站 受控单元 ＤＶＰ３２Ｅ￥２００Ｔ 搬运站 ＤＶＰ３２ＥＳ２００Ｔ 分类存储站 Ｊ 糸统改汁忠 引冬Ｊ 产实圳系统由１台 为ｌ】Ｖｔ＇２０ＥＸ２００Ｉ｛的 Ｐ 作为主站控制 ，４台， Ｉ）ＶＰ３２ＥＳ２００ ｒ的 ｝ Ｉ Ｃ作为从站控制器，５ Ｐ１ 【：之 连接【 （）Ｍ２ Ｈ，通 过Ｅａｓ￣． Ｐ１ （：ｌ，ｉｎｋ通汛，触摸脐，ｉ土接【：（）Ｍ３【Ｊ，作为上 ｆ 饥实现埘系统的操作币¨监 Ｉ’Ｊ｜（：卜站，主机点 数２０点（１ ２Ｄ１／８１）Ｏ），内址Ｉ／￥２３２ ｊ ＩＩＳ４８５，兼容 ＭＯＤＢＵＳ、ＡＣＣＩ１／ＩＩＴＵ通讯协议，Ｉ’１ （：从站，ｊ三机点数 ３２ －＿（１ ６１）ｌ／１６ＤＯ），内建１ｔＳ２３２ ＿ｊ ＲＳ４８５，兼容 ＭＯＤＢＵＳ、ＡＣＣＩＩ／ＲＴＵ通讯协议，笾持２点（ＹＯ，Ｙ １）独 高速脉冲输…功能，最高ｌ【１『达ＩＯ０ ｋＨｚ 选川台达ＤＯＰ—Ｂ０５Ｓ１ ００触摸瞬．价格他 ，编程 操作环境为Ｓｏｌ’（￣ｅｌｌ Ｅｄｉｔｏｒ 开天按钮，数 永，功㈣ 示等编程简 易懂．与Ｐ 之 通过ＲＳ４８５通 选用俞达ＡＳＤ—Ａ０４２ｌ—Ａｌ｛侧Ⅲ芷 动 及侧服电 机，伺服电机采Ｊ｛Ｊ脉冲控制力‘ ．编码 分辨牢町达 ｌ０ ０００ ｐｐ ｒ’，旋转３６０／１０ ０００度，精度离，”外伺服采川 闭环控制．每发送一个脉冲，电机旋转一个脉冲的角 度．Ｊｉ 返 一个脉冲信 Ｊｔｋ，，输…多少脉冲，就反 馈多少脉冲，肜成闭环控制．ｆ 州｝｛咆机尢误后运 行，达到高精 控制 根据Ｊ１ＩＩ ｌ ｌ 、仓储方式，町采 用内部寄仔器输入模式．满 制要求，实现精确定 位 ２ 硬件设计 系统硬件［乜路设计：加一Ｉ 站 仓储站需要ＰＬＣ的 输ｆｆｆ端¨连接…“ 、 ｊ Ｉ）Ｉ＿（：的模块化 产寅训系统分为供料站、榆 测站、ＪＪｌｌ ｌ 站、搬运站、分类存储站５个１ 作站， 『ｆ１供 料站ｎ勺１）Ｖ Ｐｓｘ２作为主站，其他４个ｌ：作站川 １）ＶＰ３２ＥＳ２００Ｔ作为从站 、ＰｌＪ（＝的Ｌ、 接２２０Ｖ交流 电，Ｓ／Ｓ、ＺＩ’０接０ Ｖ，ＵＰＯ接＋２４ Ｖ，磁 ｒｔ：－ＪＩ：父、）匕电传 感器、Ｉ一一Ｕ 传感 一一一一～一 、电感传感器一端接１）Ｉ｜（：的输入端 ｘ，”・端接＋２４ Ｖ， ‘１传感器开关闭合｝Ｉ、ｆ，ｘ端便 ＿ｒｌ输入 缸『ｆ１ ｌ乜磁 控制，电磁阀接剁ＩＪ１．Ｃ的输… 点Ｙ ， ｛Ｙ彳 输¨川＿ｆ，咀磁 做 卡Ｈ应的动作，带动 气缸动作 站 连接，ｆｌ：个ＰＩ Ｃ的（：（）Ｍ２ ｆ Ｊ的 Ｄ＋、Ｊ）一、 （ 分圳Ⅲ连 一起 限于篇 ｆＩ｛，ｊＬ休电路 图略，Ⅱ土－ Ｊ 参 ｌ ３ ＰＬＣ软件设计 陔系统的５个ｒ 站各仃ｌ俞ＰＬＣ 小符个站 的信 采 ，通过 俞ｌ Ｉ ｃ之问的Ｅａｓ．ｙ ｌ Ｉ 【：Ｌｉｎｋ通 讯进＂ 息传递，执ｉ 器执行ｌ卡Ｈ幢动作， 成 站的控 制流 系统 序 ２所，Ｊ；，启动后，尢…供料站的仓 料室卜 的 纤传感｛＊｝检测、Ｊ，矗订是否彳 物料， １彳『物 料时，推料 ｌ：执行前推送料，光纤传感 卡：；＝洲到物料 到位Ｊ－ ，推料气缸后 ，摆臂气 左摆，序 刮佗 ，电 磁 ｔｉ－１ＩＪ发艋 ，暇件物料，然后 缸 撄，将物料 搬运划愉洲站，ｆ 摆刮化 ．电磁阀断电，ｌ殷ｌ盛放松，物 料被放 舱洲站裁物俞Ｉ ，Ｍ ＩＩ寸摆臂左 ， 到值 后，供料站将刮ｆ 信¨‘化输列检测站，检测站Ｊｆ：始执行 对物料的榆测 检测站载物 上传感器愉测到 何物料ｌｉ１ｆ， 电传感器、电容传感器、电感传感器检测 物料颜乜、材质 息，ｊｉ：传送至ＰＩ ｃ，ＰＩ （： 求此物料 信息，榆测物料颜 、材质的同时，ＰＩ Ｃ控制电磁 动 作，捉Ｙｔ‘ 缸装 Ｊ ，检测装旨 降，剑ｆ Ｊｒ始执 行检测，榆测¨ ｌＪ勾Ｉ ｓ．检测完 后，ＰＩ （：｝ 求物料高 度信息外进ｉ 物料离度分折，提升气缸下降，检测装置 ｝二升．复ｆ ｈ 后，根据Ｐ１ Ｃ埘物料高度的分析结果， 如果小符 ｌ岛度嘤求，ＰＩ （：控制｛ｆ＃料气缸Ｉｉ｛『＝推，将废料 作入 料１＝１Ｉｌ『， 物料符合 求，气缸无动作，等待摆 缸搬运， 此¨１ｆ ＪＪｌ】ｌ 站没有物料，加 １ 站Ｐｌ （：．通过 Ｅａｓｙ Ｐ１ 【：１ ｉｎｋ将没仃物料 弓。传输到检测站１）Ｉ＿（：，搬 运装 旋转 缸芹摆剁他，搬运装置提升佚 下降，【及ｌ 盘吸合， 物料，搬运装置提升装置＿Ｉ 升，搬运装置 旋转 Ｃ 刮ｆ ， 盘释放物料，物料进入ＪＪＩ【］＿站， Ｉ 系统初始化 ＰＬＣＩ ，…ｉ／Ｉ ｜＞ 囫 Ｖ 供料ｌ Ｈ鍪卜＜Ｎ Ｐ—一 ｌ Ｈ 盆 Ｙ ——一 ｌ 著：司 ＜Ｎ 皇 囱 叵 蕾圈 ＋ ２ 糸缆ｉ Ｊｌ ｆｊ；Ｌ 物料的颜乜、材质 息 ・Ｊ１： 输剑』ｉｌｌ ｌ 站， ＩＩ、ｒ传送 信 到供料站，Ｉ１ｆ以提供卜・个物料、 榆测站送求的 物料通过导轨到达）］１１ Ｉ 站１ ｆ１： ， １传感 确认物料 到达时．们服电机旋转ｌ／４ ，ｉ 作俞旋转９０。，物料 ０达ＪＪＩｌ Ｉ 化 ， 彳Ｌ｝Ｕ 【卜Ｉ洚，×ｌｆ物卡斗进行 ，『Ｌ ＪＪＩｉ Ｉ ， ＪＪ『ｉ］ 成ｌ１『Ｉ宄 ， 丁Ｌ ｌＵ 【收 ｉ ｌ， ｆ１ ｆ 旋转９０。，Ｊ ：ｒＩ＾ 到达检测化 ，榆测 乞 对产 ‘ｔ＾进ｉ 深度榆测，ｌ’Ｉ｜（： 深瞍检测数 ， 将此信息ｆ々输剑搬运站，检测完 ，Ｉ 作 旋转９０。，等待搬运站搬运， ： 产一 ｒ ，搬运站ｌ 作，怂情 Ｃ ，Ｉｚ磁阀动ｆ１ ，悬臂ｆ｝ｆ】… 化动作时，ｒ惜 缸动作，Ｔ－惜卜降限ｆ 动作时， 发 ｝ 磁 动作 ２ ｓ ，ｒ・惜气 ＩＵ磁 火ＩＵ， 臂Ｉ：升限化动作ＩＩ，ｆ，悬愕 ＩＵ磁 ，人电缩Ｉｉｉ１，怂惜缩 … 化动作， 缸 １‘侧ｆＵ徽 动作， 格Ｊ ： ＪＩＩＩ『，摆缸 Ｉ ｆ ｆ 动ｆ１ ＩＩ，ｆ．悬忖 ｌ：电徽 动作ｆｌｌＩ…，怂忖ｆ，Ｉｆ… 化动作ＩＩ、ｊ， 惜 １．１ 磁 得Ｉ｝＿ｌＪ卜降，Ｆ惜卜降 化动 作｝ｌ、『， 发 释放 ２ ｓ』 ，ｒ忖气缸电磁 火【ｕ ｌ Ｊ１‘，＿『．臂Ｉ ｆｌ 化动作ｌ¨，怂忖 Ｃ ｝Ｕ磁阀火电绗 …，悬忖缩 动作ｌ『、ｆ， １ｆＵ磁 火电 左侧咀僦 动作．撄 化 ｆ 动作【Ｉｌｆ，恢复 化，等 待 …－个ｒ作 ｉ，／ｉ，小合格 ， ｊｉｌ； ｉ ｆ ｆ 动作 ｌｉ１Ｊ‘， ｆ 臌 火ｉＩｓ，ｒ” Ｉ：ｉＩｓ磁 得ｌ Ｆ降， ｒ忖下降 ｆ 动ｆ１ ＩＩ，ｆ，ｒ 一 发 释放 ２ ｓ ，ｒ惜 Ｃ缸ｆＵ磁 火，ｔｚ ｌ ．ｒｌ‘，ｒ－忖Ｉ ｆ 动作时， 缸 侧 旃３５毪 ｉＵ徽 火ｉ 撰 ｆ！Ｊ！ｌＪｉ 徽 动作． ｊｉｌｌ／ ｆ ｆ 动 作ｌＩ、ｆ， ｆ ｌＵ徽 ，人ｉ ，恢 ｆ ， ｉ￣ｌｌ，ｆ 卜・个ｒ ｆ１ ｆ．’ ｌ 分炎；１，ｆｆ ｉ找物ｆ７ ｌ 的ｊ匕乡ｒｆ 感 愉｛ｌＪ１０ ｌＪ Ｊ ： Ｉ＼ Ｉ、ｆ，Ｐｌ （： ，ＩＪ０ ｌ ｕ．撤阀动１１ ，１Ｉ ｉ１１… ：Ｉｍ｝１ 】ｆ ， ｒ ｛｛彳 Ｃ 动作，火 Ｊ ＩＩｌｌｉｔ，ｆｌＩｌ… ６ｉｌ；』－ ｆ ， Ｉ ‘ 站ｆ 输米的物料Ｊ预 、材质 ｎ、， 做…十Ｉ ＩＪ、 定ｆ 动 ，将 ｒ 梢确定ｆ 刊仓 ｆ ，释放产 Ｉ『ｌＪ ｔ， 帔 ｆ ，等 Ｆ・个Ｊ ：ｔ＼＾ 个系统软件 汁采Ｊｔｌ 进梯形 力 编０ ， 软什没汁流 ，把 － 分为 ｝ 步 ， － Ｊ 果 川 １ Ｒ Ｔ指令，逐步 成， 汁过 消晰 ４触摸屏／控软件设计 制！摸Ｊ岸软什设汁＿ｉｉ嘤址ｊ』ｊ１过埘 （：输入 、输 … Ｉ Ｉ的采集、！ｌＩｌ爪 ｌ／， ，还＿ｆＪ‘以埘 （ 进 但 、 、供料站ＩＩＩＩ Ｉｉｆ 、检测站… 、』ｉｌｌ ｌ 站…Ｉ 、搬运站ｌＩ１Ｉ＝…ｉ、分类仃倘站㈣ ．报臀㈣ 等 髓求 但 ３个川 及惭 ，尢惭 小能 进入触摸肼 ＩＩＬ＂￣ －系统 、 ｉｌｌｌｉ 他 ５站的起停 ｉｔｉ＇Ｊ披 及ｒ作状念！ｌｆ！＿／ｊ ， ¨、ｆＩ 保 ｒ紧急 ｆＩｌｊ ．卜能刈’ 个站进ｉ ｌｌ 动作，．５个Ｉ ｆ１ 站 ｉｉ 均仃 、 的 动、停ＪＪ：、 化、急 等Ｊｌ：父按 及ｌｌｌｆ １｛Ｉ 爪 供料站 ｉｉｉｉ Ｉｎ ｛Ｉ ，Ｊ 仓卡１． ｌ』、Ｊ Ｊ ＂ＦＪ卡：｝， ｆＪｅＴ＇Ｉ 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