王冠英（中國(guó)有色（沈陽(yáng)）泵業(yè)有限公司,沈陽(yáng)　110000）

基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC自動(dòng)裝配系統(tǒng)研制

王冠英
（中國(guó)有色（沈陽(yáng)）泵業(yè)有限公司,沈陽(yáng)110000）

摘要：PROFIBUS是一種用于工業(yè)級(jí)監(jiān)控和設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線。它可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信.本文主要開發(fā)和設(shè)計(jì)了一套基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC自動(dòng)裝配系統(tǒng)。自動(dòng)裝配系統(tǒng)由工位轉(zhuǎn)盤等組成。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、裝配、倉(cāng)儲(chǔ)（合格品入合格出口）。采用S7-300系列PLC作為控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集，PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配系統(tǒng)主站和從站的聯(lián)網(wǎng)通訊。

關(guān)鍵詞：PROFIBUS;PLC;現(xiàn)場(chǎng)總線;自動(dòng)裝配系統(tǒng);主站;從站

1　自動(dòng)裝配系統(tǒng)控制方案總體設(shè)計(jì)

在器件工件基底上放置三個(gè)不同的配件，用工位轉(zhuǎn)盤輪流操作的方式進(jìn)行配件疊加放置，然后檢驗(yàn)測(cè)試產(chǎn)品是否合格，合格品從合格品通道傳送到下一工序，不合格品從不合格品通道送出收集。

需要考慮的問(wèn)題：

（1）啟動(dòng)初期，工位轉(zhuǎn)盤上沒有配件，需先放上配件1、2、3，再開始裝配元件；（2）按下停止按鈕時(shí)，工位轉(zhuǎn)盤上剩下的工件需依次裝配完成再停下；（3）遇到緊急情況需要急停，可以做斷電處理。

首先，工件基底從1號(hào)工位推出，基底隨轉(zhuǎn)盤先后轉(zhuǎn)到2、3、4位時(shí)，各工位分別推出配件1、2、3，裝配好的器件到達(dá)5號(hào)工位進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格的，器件從5號(hào)位推出，否則作為不合格器件運(yùn)轉(zhuǎn)到6號(hào)位推出。

本自動(dòng)裝配系統(tǒng)機(jī)構(gòu)采用PLC，系統(tǒng)主站從站采用西門子系列S7-300。機(jī)構(gòu)通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線串行連接，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配動(dòng)作。機(jī)構(gòu)間通信采用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)其硬件及軟件將自動(dòng)裝配系統(tǒng)機(jī)構(gòu)連接起來(lái)。配備多種傳感器等信號(hào)采集器來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)中每一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，經(jīng)判斷后發(fā)出下一步的執(zhí)行指令。人機(jī)界面用來(lái)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況、運(yùn)行記錄，以及用來(lái)由操作者向系統(tǒng)發(fā)指令?？傮w設(shè)計(jì)方案分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分，是以S7-300系列PLC來(lái)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的處理與傳輸，同時(shí)配以響應(yīng)硬件電路來(lái)控制轉(zhuǎn)盤動(dòng)作，來(lái)實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)構(gòu)的全自動(dòng)運(yùn)行。

2　設(shè)計(jì)步驟

（1）I/0設(shè)備選擇：根據(jù)用戶要求，確定系統(tǒng)所需輸入，輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、開關(guān)、傳感器等。常用的輸出設(shè)備有繼電器、觸器等;（2）根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選型PLC;（3）分配I/0點(diǎn)，分配PLC的輸人輸出點(diǎn)，編制端子接線圖;（4）設(shè)計(jì)本自動(dòng)裝配系統(tǒng)的梯形圖，設(shè)計(jì)梯形圖程序（整個(gè)系統(tǒng)的核心）;（5）將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)更加完善;（6）裝配系統(tǒng)整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計(jì);（7）進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，直至調(diào)試成功。

3　各工作機(jī)構(gòu)控制部件組成

（1）放置機(jī)構(gòu)控制部件:斷路器、直流電源、可編程控制器：采用西門子S7-300系列的組合式PLC、脈沖過(guò)濾器、啟動(dòng)停止按鈕。（2）裝配機(jī)構(gòu)控制部件：斷路器、直流電源、可編程控制器：采用西門子S7-300系列PLC、脈沖過(guò)濾器、啟動(dòng)停止按鈕。（3）存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)控制部件：斷路器、直流電源、可編程控制器采用西門子S7-300系列、啟動(dòng)停止按鈕。

4　PLC　程序設(shè)計(jì)

（1）按下啟動(dòng)按鈕后，開始往轉(zhuǎn)盤上裝配件1、2、2，Q0.1-Q0.3順序亮；（2）待配件裝上后，整個(gè)裝配流水線開始工作，推出工件基底，順序裝上配件1、2、3，并判斷是否合格。整個(gè)過(guò)程是并行運(yùn)行的，即當(dāng)工件基底在裝配件1的同時(shí)，Q0.0推出下一基底。

設(shè)計(jì)主站過(guò)程控制的塊包括OB、FC、SFB等，DB數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)的是全局?jǐn)?shù)據(jù)，所有的FC、FB或OB都可以從共享數(shù)據(jù)塊中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入共享數(shù)據(jù)塊。

本自動(dòng)裝配系統(tǒng)采用WinCC組態(tài)軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)。首先用一個(gè)圓盤來(lái)代替轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上有6個(gè)出口，從最底下那個(gè)開始逆時(shí)針?lè)较?，分別代表工件基底，配件1、配件2、配件3、合格出口、不合格出口。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，我們可以從畫面上看到工件在轉(zhuǎn)盤上的傳輸過(guò)程。另外，在轉(zhuǎn)盤旁邊還有一個(gè)指示燈，用于顯示產(chǎn)品合格與否的判斷結(jié)果。

5　結(jié)束語(yǔ)

本文探討了自動(dòng)裝配系統(tǒng)的研制。本實(shí)物設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)基本達(dá)到可靠性控制要求。系統(tǒng)由工位轉(zhuǎn)盤等組成；可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的傳送物料放置，產(chǎn)品裝配效果較好，成品定位精度達(dá)到預(yù)期的設(shè)定要求；主從站通訊性能較好，沒有信息延遲產(chǎn)生。

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