PLC控制的自动化流水线实验台设备

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可编程逻辑控制器(PLC)是基于微处理器的新一代通用工业自动化设备，集计算机技术、自动化技术和通信技术于一体，面向过程，面向用户，适应工业环境，操作简单，可靠性高。

随着科学技术的发展和高新技术的普及应用，自动化技术已经逐渐渗透到生产和生活的各个角落。生产已经从机械化转变为自动化。在机械加工、汽车制造、计算机组装、食品生产、药品包装等方面，它们都在向自动化转变。他们都有相同的规则(按照一定的规则和节奏行动)，因此生产汽车生产线(生产线，装配线)教育要为社会服务，就必须跟上科学技术的发展，不断满足高新技术推广应用的需要。为此，我们开发了一个自动化生产流水线测试平台。

1、实验台系统的结构和组成

1.1

实验台由八个工位组成，即进料工位、加工工位、热处理工位、装配工位、检测工位、剔除工位、机械手工位和立体仓库工位其外部结构如图1所示

图1自动生产线机电综合试验台示意图。按钮区域4。发光二极管显示总数码管5。喂食站6。大工件7。红色、黄色和绿色启动警示灯8。加工站9。温度控制器热处理站10。传送带1。小工件12。组装站13。检测站14。拒收站15。发光二极管显示完成的数字管16。旋转操作站17。逆变器18。立体仓库站19号。红色、黄色和绿色末端警示灯20。工作台

1.2

自动制造流水线系统的主要功能如下(以自动化为例):按下启动按钮后绿灯亮，电机驱动传送带以一定的频率向前旋转，等待几秒钟后，卸料缸将推出大工件；当加工站的传感器感应到有工件时，DC电机带动刀具一起旋转向下运动进行加工，同时毛细管计数，出料气缸再次推出大工件；加工完成后，传送带将加工好的大工件送到下一站的热处理站，然后温度控制器设定温度，温度传感器感应温度，从而加热大工件，实现热处理热处理完成后，传送带也被送到下一个工位的装配工位。当装配站接近开关检测到有工件时，黄色灯亮。机械手从原点位置开始(垂直油缸应伸出，水平油缸应缩回，夹爪油缸应伸出并处于释放状态)。垂直圆柱体向下延伸。运行到底部后，夹爪气缸夹紧小工件，并保持它直到它被释放。然后垂直圆柱体向上运行。跑到顶部后，水平气缸向前推。推动冲程后，垂直气缸向下运行。底部之后，小工件被释放，然后垂直气缸向上移动到顶部，水平气缸向后缩回，从而返回到该位置。当小工件装入大工件时，左定位螺栓气缸向后缩回，工件随传送带向后移动当中间接近开关检测到有工件时，检测装置上的垂直气缸向下移动，停留几秒钟以检测是否有小工件，然后垂直气缸向上返回其原始位置，右侧定位螺栓气缸向后缩回，工件随传送带向后移动。如果一个小工件安装在一个大工件上，工件被运送到成品的入口，由旋转的机械手拾取并送到三维仓库的基点，并在中途被右接近开关检测到，然后成品计数器自动增加1另一方面，如果大工件中没有小工件，红灯亮，捡拾滚筒伸出，大工件可以离开传送带进入垃圾入口。在立体仓库的基点，装配属性由检测传感器确定，并通过传输系统发送到相应的立体仓库编号。

电子档案系统:为了进一步适应机电一体化的教学，我们开发了一个电子档案系统。该系统利用PC机设计试卷代码，通过软件将代码发送给单片机系统，控制流水线控制电路的通断，产生故障。这个问题由学生解决。并通过组态软件实时监控故障排除，为学生打分

1.3电路连接

整个电路的总电源为220伏和50Hz，为PLC、变频器和稳压电源供电。可编程控制器控制变频器向电机供电，从而驱动电机旋转。稳压电源向电磁阀供电，从而控制气缸的运动。

图2实验台系统电路连接图

1.4功能图示例

整个系统功能图分为八个部分:进给和启动电机功能图、钻孔和加工功能图、热处理设定功能图、机械手装配功能图、废品检测和剔除功能图、机械手搬运功能图、立体仓库伺服电机操作功能图以废品检测剔除功能图为例，如图3所示

1.5本机电综合实验台可设置的实验

(1)认知实验:PLC及其软件、变频器、DC电机、三相异步电机、步进电机、伺服电机、减速器、皮带传动、滚珠丝杠、传感器、机械手、稳压电源、按钮、各种传感器、温度控制器、单片机、接近开关、接触器、继电器、空气压缩机、气压缸、电磁阀、警示灯、LED数码管、电铃、蜂鸣器、立体仓库等

(2)应用实践:逻辑控制、顺序控制、定时控制、计数控制、步进控制、运动控制、模拟控制、三维仓库控制、数字变频调速、无级变频调速、组态王设计、电子发纸、故障设置、查找、排除等。

(3)设计实践:警示灯、门铃和蜂鸣器控制、十字路口交通灯控制、提灯顺序控制、DC电机控制、机械手控制、步进电机控制、交流电机正反转和速度控制、数码管显示控制、检测和消除控制等。

(4)创新实践:温度控制、伺服电机控制、网络控制、离线实时控制等。

1.6机电综合试验台的主要特点

与传统试验台相比，该试验台具有以下主要特点:

(1)采用机、电、气、机一体化控制，灵活性好，抗干扰能力强，自动化程度高；

(2)气压传动干净卫生。它不能用光，不能用光，也不需要花费。

(3)该实验装置相对独立。只要连接220 v交流电源，连接输入输出端子，明确地址分配，就可以进行各种实验，实验系统还提供所需的各种DC电源。

(4)具有很好的灵活性，实现回路的改变或增减不会改变PLC硬件设备，只需要改变应用程序；

(5)可靠性高，PLC无机械触点，更适合实验环境；

(6)功能完善，灵活性好。PLC具有标准化的硬件设施和软件设计。它可以在实验平台上实现逻辑、顺序、定时、计数控制、人机交互、显示、报警等功能。

(7)根据实际对象配置组件，方便学生观察组件的结构和工作原理，提高学习兴趣。

(8)接线简单，安装调试方便；

(9)整合多门机电学科，为机电专业学生在生产实习前提供必要的教学实习；

(10)实践能力大，能够满足高职院校学生停课一个月的需求。

(11)可为电气元件、PLC、机械基础、机械传动与设计、气动传动、传感器、变频器、电气基础、编程软件、组态王等相关课程提供教学实验实习、课程设计和毕业设计。，从而建立良好的实验实践平台；

(12)集成了许多现代机电一体化技术:PLC、单片机、PC机、传感器、组态王、网络、气动传动、变频器、伺服传动、机械手等
以上只是对我们开发的自动化生产装配线测试台的粗略介绍。通过学生的实际使用，预定的功能得到了很好的实现。通过自主开发的实验台系统，大大提高了教师和学生的实践能力，激发了学生学习机电课程的兴趣。