自动化生产线教学设备中plc控制模式研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 自动化生产线教学设备中 PLC 控制 模式研究 摘要：在目前的各种自动化生产 线教学设备中，PLC 是得到广泛应用的 核心控制设备。从这类教学设备的主流 看，PLC 的控制方式有分布式和集成式 两种。根据其控制模式的不同，在高职 机电专业教学中的也应有不同的方法与 侧重点。 中国论文网 /8/view-12737887.htm 关键词：高职教育 自动化生产 线 教学设备 PLC 控制模式 中图分类号：TP278-4；G712 文 献标识码：A 文章编号： 1007- 9416（2014）01-0018-02 1 高职教育机电专业教育目标 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 在目前的高等职业技术院校机电 一体化技术专业教学中，要求紧紧围绕 机电产品装调、机电产品维护、机电产 品技改等岗位的要求，以及企业机电一 体化设备装调、维护、技改的基本工作 流程，确定以机电产品装调能力、机电 产品维护能力、机电产品技改能力培养 为主要教学目标。在这个培养目标下， 高职机电一体化专业课程设置上主要通 过三个阶段的学习来完成这个目标。第 一阶段为基础通用能力培养。第二阶段 为分系统装调、维护、技改能力培养。 第三阶段为全系统装调、维护、技改能 力培养。在具备基础通用能力以及分系 统装调、维护、技改能力的基础上，主 要通过数控设备装调诊断技术 自 动化生产线设备连接与调试的教学， 使学生能熟练地进行机电一体化设备的 全系统装调、维护、技改工作。由此可 见，自动化生产线设备在机电一体化专 业高职教学中具有极其重要的作用。 2 高职教学中常用自动化生产线 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 设备 在目前高职院校中得到广泛应用 的自动化生产线设备中，浙江亚龙和浙 江天煌的设备占据了大部分市场。这两 家企业所生产的自动化生产线均很好的 模拟了企业中大型生产线的基本工序， 具备极强的教学实训效果。在被控制对 象上，基本都是采用的气缸或者电动机 来完成各个单元的机械加工动作，而在 控制设备上主要都是采用的 PLC 作为 控制设备来进行生产线的整体控制。 3 PLC 基本概念与优势 PLC，可编程逻辑控制器 （Programmable Logic Controller，PLC ） ， 它采用一类可编程的存储器，用于其内 部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、 定时、计数与算术操作等面向用户的指 令，并通过数字或模拟式输入/输出控制 各种类型的机械或生产过程。作为控制 设备，PLC 具备使用方便，编程简单； 功能强，性能价格比高；硬件配套齐全， 用户使用方便，适应性强；可靠性高， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 抗干扰能力强；系统的设计、安装、调 试工作量少；维修工作量小，维修方便 等比较显著的优点，因此在高职机电一 体化和电气自动化专业中的教学中具有 极其重要的地位。目前在国内得到广泛 应用的 PLC 品牌有西门子、三菱、欧 姆龙等品牌，下面都以西门子 PLC 为 例来说明在两个企业不同生产线上所采 用的不同控制模式来进行一番简单的探 讨。 4 亚龙 YL-101 型设备 PLC 控制 模式 亚龙公司生产的 YL-101 型自动 控制实训系统装备一套模块化组合系统 分别安装在各个站的铝合金实训桌上， 分别有上料机构、搬运机构、加工机构、 安装机构、搬运安装机构、分拣机构等 工作单元 6 个单元组成。在该系统的控 制方面采用了基于 RS485 串行通信的 PLC 网络控制方案，即每一工作单元由 一台 PLC 承担其控制任务，各 PLC 之 间通过 RS485 串行通讯实现互连的分布 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 式控制方式。小型 PLC 网络以其结构 简单，价格低廉的特点在小型自动生产 线仍然有着广泛的应用，在现代工业网 络通信中仍占据相当的份额。另一方面， 掌握基于 RS485 串行通信的 PLC 网络 技术，将为进一步学习现场总线技术、 工业以太网技术等打下了良好的基础。 YL-101 系统的控制方式采用每一工作 单元由一台 PLC 承担其控制任务，各 PLC 之间通过 DP 通讯线串行通讯实现 互连的分布式控制方式。组建成网络后， 系统中每一个工作单元也称作工作站。 在每个工作单元独立配置一台西门子 S7-200 系列 PLC 作为控制设备，其中 上料机构 PLC 为主站，其余为从站。 采用这种控制方式，使用 PPI 协 议实现通信的步骤如下：对网络上每一 台 PLC，设置其系统块中的通信端口参 数，对用作 PPI 通信的端口（PORT0 或 PORT1） ，指定其地址（站号）和波 特率。设置后把系统块下载到该 PLC。 然后利用网络接头和网络线把各台 PLC -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 中用作 PPI 通信的端口 0 连接，所使用 的网络接头中，2#6#站用的是标准网 络连接器，1#站用的是带编程接口的连 接器。最后利用软件向导编写出本系统 所用的网络读写程序。在编写网络读写 程序前，应规划好主站与从站间相互交 换数据的长度以及存放的地址等。在 PPI 网络中，只有主站程序中使用网络 读写指令来读写从站信息，而从站程序 没有必要使用网络读写指令。因此把编 写好的网络读写程序下载到主站的 PLC 中即可完成整个网络数据交换的任务。 最后编写各个站的控制程序，注 意相互交换的数据在各站程序中应得到 应用和体现，将程序下载到各个站的 PLC 中，以完成整个生产线的控制。 5 天煌 THMSCL-1A 型设备 PLC 控制模式 浙江天煌公司生产的 THMSCL- 1A 型柔性自动检测生产线实训系统参 考目前全球自动化程度相对高端的汽车 制造业工业生产现场，提取汽车生产工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 艺中最主要的环节之一的自动检测输送 系统为设计依据，有机融合了机械、电 子、气动、传感检测、电机驱动与控制、 PLC 集散控制及工业通信网络等多种技 术，能开展任务驱动的项目教学。在具 体控制方式上，与亚龙公司的设备有较 大区别。整条生产线只有一台西门子 S7-300 系列 PLC，该生产线采用 Profibus DP 通信实现控制系统与实训对 象远程 I/O 之间的网络控制方案，通过 CPU314 主机采集并处理对象各单元的 相应信息，完成各个单元间的联动控制。 硬件连接上将 DP 联线首端出线的网络 联接器接到 CPU314 主机的 DP 端口上， DP 联线末端连接到对象远程 I/O 模块 的 DP 端口上，实现硬件连接。然后就 是按照要求使用软件完成生成项目、组 态硬件，生成程序、传送程序到 CPU 并调试等步骤。采用西门子 S7-300 系 列 PLC 其重点难点主要就在硬件组态 上，其余内容和 200 系列 PLC 基本相 同。硬件组态的主要工作是把控制系统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的硬件在 STEP 7 管理器中进行相应地 配置，并在配置时对模块的参数进行设 定。下面对硬件组态过程进行简单说明。 （1）鼠标左键单击 STEP 7 管 理器左边窗口中的“SIMATIC 300 站点” 项，则右边窗口中会出现“硬件” 和 “CPU314C-2DP（1） ”两个图标，双击图 标“硬件”，打开硬件配置窗口如图 1 所 示。 （2）整个硬件配置窗口分为四 部分，左上方为为模块机架，左下方为 机架上模块的详细内容，右上方是硬件 列表，右下方是硬件列表中具体某个模 块的功能说明和订货号。 （3）要配置一个新模块，首先 要确定模块放置在机架上的什么地方， 再在硬件列表中找到相对应的模块，双 击模块或者按住鼠标左键拖动模块到安 放位置，放好后，会自动弹出模块属性 对话框，设置好模块的地址和其他参数 即可。 （4）按照上面的步骤，逐一按 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 照实际硬件排放顺序配置好所有的模块， 编译通过后，保存所配置的硬件。 6 结语 对应各自生产线的不同 PLC 控 制模式，在实际教学中也应有不同的侧 重点。对于采用分布式控制的设备来说， 有关 PLC 网络的组建就是其核心的内 容，包括 PLC 网络协议、数据传输的 方式、网络硬件连接方法、网络软件参 数的配置与下载、网络读写程序的规划 与编写以及在网络中传输的数据在各单 元 PLC 程序中的应用等内容都需要做 详细的教学与实训。同时由于分布式控 制方式的采用，相应各工作单元 PLC 档次较为低端，在亚龙设备中采用的是 西门子 S7-200 系列 PLC，同时由于将 控制功能分散，各单元 PLC 编程任务 相对也较为简单。 对于采用集中式控制的设备来说， 因为控制功能集中，相对控制程序较为 复杂，输入输出点数较多，在天煌设备 中采用的是较为高端的西门子 S7-300 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 系列 PLC 来进行集中控制，由此有关 PLC 网络的内容就没有涉及