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基于PLC与组态软件的智能物料安装系统的设计与实现

张洋  
【摘要】:近十年来,随着国内外工业水平的不断提高,对于现场设备控制的要求也相应不断提高,高度智能化的控制设别不停的涌现,例如处理简单现场环境的单片机;汽车领域的车载ECU等等,本文主要讨论的是基于组态软件的计算机控制技术与基于PLC的电气控制技术相结合,建立由安装到检测的一体化操作平台。 本文的研究背景起源于基于PLC的智能物料安装系统,通过PLC对传感器信号的处理,对相应指示灯的触发,指导工人在正确的位置上安装正确的物料,最后通过机器视觉技术对按键面板进行检测,从而达到100%的按键安装正确率,避免不必要的损失。 目前,在国内外工厂流水线已大量选用PLC作为控制中枢,通过PLC对设备反馈信号、控制信号、进行处理,同时利用PLC与上位机的通讯功能使PLC的控制功能得到更大程度的扩展,利用计算机控制技术的灵活性与PLC控制的稳定性完成对工厂操作平台的实时控制。这种控制方式既弥补了PLC在控制I/O端口灵活性的不足,也发挥了计算机可以与外部网络互连的优势,通过以计算机的中转,可以将网络数据在PLC控制端得以表达。 首先,本文的研究重点在于以下三点:PLC控制程序的设计,传感器信号处理,组态软件控制三点。在充分考虑软硬件成本、系统可行性的诸多因素的情况下,通过上位工控机、西门子PLC、光电传感器、光幕传感器、指示灯等构成的系统来完成按键安装的智能化、安全化、自动化。在控制平台前端是由PLC I/O端口、光电传感器、光幕传感器、物料指示灯、状态指示灯等构成的一维电气控制网络,通过PLC内部程序完成对相关电气设备的控制。组态软件的介入使得系统控制更加的灵活,通过PPI通讯协议与程序中间变量,S7-200 PLC可实时获取面板参数、按键安装位置,可为众多型号面板提供安装服务。 整个控制系统设计可分为硬件模块设计与软件模块设计,硬件模块设计主要包括设备安装设计、电路接线图设计,软件设计包括上位机控制程序设计与PLC控制程序设计。作为整个系统的核心,PLC控制程序设计过程主要包括:对控制任务的分析、确定用户I/O设备、分配I/O点并设计I/O接线图、软件设计、现场总调试、编制技术文本等。上位机控制程序主要由通讯程序与控制程序,通过与数据库的通讯,及时获取面板信息,通过控制程序完成将物料安装信息对PLC的布置。 经历数月的研发与架设,本系统现已完成,通过现场实地测试,满足了厂方要求的功能,实现了智能化、自动化。与传统工厂组装工艺相比,本设计使得整个生产流程效率更高,更加安全可靠。而本文所详述的系统设计理念、设备控制方法也可在更广泛的领域使用,发挥其更大的效能。


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