FESTO MPS.doc

班级：自动化21091地点：S-510时间：2012.9.9-2012.9.14成员：李景、胥连兴、马沛文、石乾坤 石从祥 FESTO MPS两站系统集成目录一、 前言.2二、 项目名称.2三、 实训目的.2四、 项目简介.2五、 系统详细介绍1、气动部分.42、控制电磁阀.63、过滤、调压组件.7六、系统组装规范、步骤与安全1、安装规范与安全.82、关于使用气动设备的注意事项.9七、系统电路图10八、电路与气路的检测12九、程序的编写1、I/O地址分配表.131、程序.14十、关于两台西门子300PLC主从站DP通讯问题1、从站组态.192、主站组态.20十一、总结23实训报告二一、前言FESTO MPS搬运站控制系统是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去。在综合应用这些技术时，要根据系统的功能目标和优化组合结构的目标，合理配置布局驱动机构、控制机构、传感检测机构、执行机构等，并使它们在微处理单元的控制下协调有序地工作，在机地融合在一起。二：项目名称FESTO MPS两站系统集成三、实训目的通过本系统的训练，我们将理论与实际相结合，可以掌握自动化生产系统的设计、制造、运行、维护维修等技能。同时通过本系统的学习，可以获得气动、电气动、工程控制、传感器和电子方面的知识；使我们将所学到的专业知识得到了充分的综合应用的同时，我们的学习能力、独立思考能力、组织能力等综合能力及创新精神和团队合作精神得到了全面的锻炼和提高。四：项目简介本系统由FESTO公司MPS供料单元和操作手单元组成，图为供料单元示意图，图为操作手单元示意图。（）供料单元的检测、拆卸、组装、编程、调试（）供料单元故障排除（）操作手单元组装、编程、调试（）供料单元、操作手单元的组装MPS特点：（1）机械技术、电子技术和信息技术的彼此功能交互，大多以机械系统的高级微机控制的形式出现。（2）在一个具体的物理单元中，在不同子系统空间上的集成。（3）一体化系统的控制功能智能化。越来越先进的控制功能取代了许多操作人员的推理和判断。（4）柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求，适应各种环境。（5）采用微处理器控制的系统，易于增加或改变功能，无需增加硬件成本。（6）控制功能采用电子技术、微电子技术、微机控制技术来实现，因此，对用户来说，MPS搬运站控制系统的内部运行机制是隐蔽的。（7）在MPS技术中，设计思想方法与制造技术紧密联系在一起，它们是并行发展的。 图一：供料单元 图操作手单元五、系统详细介绍系统能自动完成自动供料、取料的功能。1、气动控制部分（以机械手单元为例）机械手单元的结构及工作过程机械手移送工件的机械系统及其结构如图1.1所示，用于将工作台A点的工件搬运到工作台B点上。机械手的全部动作由电磁阀控制气动系统工作。其上升/下降、左移/右移运动由电磁阀控制，其位置由磁性传感器检测，夹紧使用电磁阀控制气爪，使用压力传感器检测。即当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降，但要保持现有的工作状态。在上升电磁阀通电时，机械手上升；当电磁阀断电后，机械手停止上升。夹紧电磁阀线圈通电时，机械手夹紧；线圈断电时，机械手放松。图1.1 机械手控制单元结构及移送工件的动作过程图机械手单元气动元件种类及结构符号（1）导向气缸导向气缸的外形、结构及符号如图1.2.所示，导向气缸的应用如图1.3所示。 DPZ-250双作用双活塞式气缸，行程长度250mm，用于机械手单元X轴的左右伸缩，双活塞气缸是由两个活塞进行驱动的， 因此在相同高度的情况下能产生2倍于标准 气缸的推力。DPZCJ-80双作用双活塞式气缸，行程长度80mm，用于机械手单元Y轴的上下伸缩，其特点是该气缸结构简单，将导轨和气缸做于一体。图1.2导向气缸的外形、结构及符号图1.3导向气缸在传输系统中的应用（2）气爪气缸（用于内抓或外抓工件）气爪外形、结构及其符号如图1.4所示。Festo标准气爪是用于搬运及装配技术的 系统产品。其特点- 双作用活塞驱动、自对心；- 不同的夹紧方式: 向外夹紧，向内夹紧；- 可以以多种方式和其它驱动器进行结合；- 采用霍尔传感器或接近式传感器进行 位置感应；辅件安装如图1.5所示。- 采用外部夹头，易于实现多样性。图1.4 HGD-50气爪外形、结构及其符号图1.5 HGD-50辅件的安装方法1-标准气爪，2-气爪手指，3-安装螺钉，4-传感器。2、控制电磁阀全气动系统采用紧凑型CPE型电磁阀控制。由于系统要求气动回路流量不大，所以选择集成安装紧凑型电磁阀CPE10-M1BH-5LS-M7型及CPE10-M1H-5/3G-M7型两种。CPE型电磁阀具有以下特点：- 阀岛 CPE-10由各个高强度玻璃纤维加强的聚酰胺模块组成；- 在基本组块和扩展组块中的PRS 通 道可被封死，因此可形成不同的压力区；- 两端都可接气源及排气通道，气口在 基本块或端块上；- 可从尾端或顶端接入气源及排气通道；- 卡口式连接，安装时无需螺丝；- 安装选项: 单个安装, 导轨安装或板 壁式安装。CPE10-M1BH-5LS-M7电磁阀如图1.15所示。意义为：CPE（紧凑型）、M1BH（24 V DC ，所匹配插座 KMYZ-9）、5（5通）、L（单电控, 气弹簧复位）、S（不带先导）、M7（接口类型M7 螺纹）。该电磁阀的特点：流量大功耗小。图1.15 紧凑型CPE10-M1BH-5LS-M7型电磁阀外形及符号CPE10-M1H-5/3G-M7型电磁阀如图1.16所示。意义为：CPE（紧凑型）、M1H: （24 V DC ，所匹配插座KMYZ-6）、5（5通）、3（3位）、G（中封式）。M7（接口类型M7 螺纹）。图1.16 紧凑型CPE10-M1H-5/3G-M7型电磁阀外形及符号CPE阀另需配合专用CPE10SC-PRS-8气路板集中安装，如图1.17所示。该气路板可安装8个CPE电磁阀作全过程控制。电源插座 KMYZ-9如图1.18所示。 图1.17 CPE10SC-PRS-8气路板图 图1.18电源插座 KMYZ-9图气路板需配消声器UC-M7降低阀排气口的噪音，如图1.19所示。配接气路接头QSML-M7-6，如图1.20所示。 图1.19 消声器UC-M7外形及符号图 图1.20 气路接头QSML-M7-6图3过滤、调压组件过滤、调压组件型号采用LFR-1-D-5M-DI-MAXI，外形及符号如图1.21所示。两联件由过滤器、压力表、截止阀和快插接口组成，安装在可旋转的支架上。过滤器有分水装置，可以除去压缩空气中的冷凝水、颗粒较大的固态杂质和油滴。减压阀可以控制系统中的工作压力，同时能对压力的波动做出补偿。滤杯带有手动排水阀。图1.21 过滤、调压组件外形及符号六、系统组装规范、步骤与安全1、安装规范与安全1、电缆和气管分开绑扎2、当电缆、光纤电缆、气管来自同一个模块上时允许绑扎在一块3、绑扎带切割不能留太长4、两根绑扎带之间的距离不能超过40-50mm5、两个线夹子之间的距离不能超过100-120mm6、电缆电线固定在线夹子上面，单根电线用绑扎带固定在线夹子上面7、第一根绑扎带离气管接口60mm左右处8、运动所有执行元器件和工件时保证无碰撞9、在系统上没有工具、配线和管状材料10、所有的元件、模块被固定11、没有部件、模块损坏或丢失12、把两个工作单元连接起来，要齐平，两个工作单元之间的最大距离为5mm13、至少用两个螺丝钉和垫圈固定线槽14、所有的东西都被固定，包括光纤15、螺钉头保证没有损坏，并且没有工具的残渣遗留在上面16、电缆线的金属材料部分不能被看到17、冷压端子金属部分长度不能太长18、电缆在走线槽里至少要保留10cm，如果是一根的话不做要求19、电缆绝缘部分应该在走线槽里，走线槽应该盖住并且没有翘起和未完全盖住的现象20、电缆切割没有电缆漏在走线槽外面21、不允许单根导线穿过导轨或锋利的边角2、关于使用气动设备的注意事项：（1）所有使用的气动配件必须为专用配件。不符合或质量不良的配件将对气动设备及场内人士造成损害。（2）在安装、移除、调整任何气动设备前，必须关闭气源，并将管内及设备的剩余气体排除。这可避免误触气动开关而造成伤害。（3）在使用气动设备前，请确认气源开关必须放在容易触及的位置。当紧急状况发生时，便能立即关闭气源。（4）开启气源或气动设备前，必须保证所有喉管及气动零件已经接驳良好及稳固，并肯定所有人已经离开气动设备的危险范围。（5）气管喷出的气体可能含有油滴，应避免向人或其它可能造成伤害的物体喷射。（6）所有气动设备必须远离火源。（7）请勿移除制造厂商所设置的任何安全装置。（8）气管，接头与气源设备必须能够承受至少1.5倍的最大工作压力。（9）切勿用压缩空气对准伤口及皮肤喷射，这会使空气打进血液而引致死亡。（10）气动设备用后记紧关闭气源。（11）气源气压输入气压不能超过10Bar。（12）必须安装空气过滤器，防止污染物进入系统。（13）系统气压安装规定系统设置应在5Bar到6Bar之间，滤芯和水雾分离器根据说明书进行维护。七：系统电路图八、电路与气路的检测（1）电气连接完成前不能通电。（2）在安全电压下操作，工作电压24VDC。模拟检测电气回路连接完毕检查无误，应使用数字量仿真盒（SIMBOX）连接I/O接线端端口模拟控制全过程进行试运行。数字量仿真盒如图2.21所示。数字量仿真盒具有模拟MPS工作站或PLC输入信号，显示输出信号数字的功能，可完成下列操作：（1）测试PLC程序时，模拟输入。（2）设定输出信号（独立24V电源供电）进一步完成MPS工作站的操作。图2.21 数字量仿真盒使用时把数字量仿真盒与I/O模块的电缆线接头连接，首先接通电源（暂不接通气源），由于推料缸两端安装有磁感应开关在两个极限位置，在两个极限位置时，传感器上LED指示灯、I/O接线端口及数字量仿真盒相应指示亮，表示位置到达及能进行检测，磁传感器安装位置可以进行调整。摆动气缸转位到达，I/O接线端口及数字量仿真盒相应指示灯亮，如调整微动开关的位置可使摆动气缸的转位角度改变。接通气源，板动数字量仿真盒上相应的O输出开关，则控制相应气动动作。例如板动O1开关，将产生真空吸力，如吸附工件则真空检测开关LED指示灯、I/O接线端口及数字量仿真盒相应指示亮，表示已达到设定的真空压力。板动O4开关，摆动气缸摆向下一站。如此将整个控制顺序与传感器输入信号指示模拟运行，并进行相应的调整，模拟运行如与设计一致后可接入PLC，实现全程序自动运行。九、程序的编写（基于1台西门子300PLC的程序）1、I/O地址分配表2、程序十、关于两台西门子300PLC主从站DP通讯问题1、组态智能从站1.1创建S7项目1.2进行硬件组态1.3组态从站的网络属性（1）选择PROFIBOS-DP站点地址（2）点击新建按钮，新建网络（3）选择波特率（4）选择行规如下图所示：1.4DP模式选择1.5定义从站通讯接口1.6编译组态2、组态主站2.1组态主站2.2连接从站2.3编辑通讯接口2.4网络建好十一、总结经过我们组员一个星期不断努力与合作，本次实训项目FESTO MPS两站系统集成终于完成了