亚龙YL-335B自动生产线设备改进研究

　　自动生产线论文（热门8篇）之第五篇

　　摘要：可编程序控制器 (PLC) 以其高抗干扰能力强、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中, 担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。为了满足现代工业生产特点, 即多品种、大批量、全方位监控的生产现实。实验拟对亚龙YL-335B自动化生产线控制系统西门子S7-200系列升级到S7-300系列, 并制定了改造方案与具体实施过程, 最后检验了改造效果。通过前后对比可以方便工程师针对不同的控制系统选择不同的PLC控制器有了比较明确和快速的认识。

　　关键词：PLC,控制系统,改进,效果

　　1 引言

　　随着数字控制的发展, 工业机器人和计算机等电子技术的发展, 以及集散控制技术的应用, 将使自动化生产线更加灵活, 实现了许多品种的自动化, 小批量生产。多品种可调自动线, 降低了自动生产线生产的经济批量, 使机械制造行业的应用越来越广泛, 并发展成为更加自动化的柔性制造系统。

　　2 原控制系统

　　亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元, 构成一个典型的自动生产线的机械平台, 系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进 (伺服) 电机位置控制等技术。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RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此, YL-335B综合应用了多种技术知识, 如气动控制技术、机械技术 (机械传动、机械连接等) 、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。设备的信号源应用了传感器应用技术, 如分拣工作单元使用光电, 金属, 光纤传感器在对象和属性, 物料颜色检测、相应的传感器检测信号传递给PLC的CPU处理, 整理成品和次品, 分拣到不同的仓库中。供料、加工、装配、分拣和输送五个工作单元的S7-200PLC分别是CPU224、CPU224、CPU226、CPU224XP继电器输出类型, 输送工作单位为S7-200 PLC CPU226型晶体管输出型, 有24点输入、16点晶体管输出, 其中一个高速脉冲输出点驱动伺服电机, 控制输送工作单元运行输送单元 (主站) 外部连接触摸屏。通过与自动化生产线设备的主站CPU连接配置, 可以进行运行状态、数据的监测, 人机界面能直观清晰地了解生产线的工作状态, 以及生产线的实时控制, 方便快捷。

　　3 系统改造

　　3.1 改造对象及改造范围

　　本项目的目标对象是广西机电职业技术学院电气实训室自动化生产线培训设备, 研究目标是将的亚龙YL-335B自动化生产线主站 (输送站) 的西门子S7-200PLC控制器升级为S7-300PLC控制器。升级成为拥有更多知识层面的自动化生产线系统, 升级后的生产线设备可以执行一系列S7-200PLC教学, 也可以进行S7-300PLC教学中, 通过改革方案的实施, 整合实际实训设备资源, 提高实际实训设备利用率, 提高学生对S7-200\300系列PLC整体理解能力和自动化生产线设备的应用。

　　具体实现输送站由S7-200系列PLC控制系统升级到S7-300系列, 满足输出大幅提升时人机界面仍可以对货物进行全面监控, 使它与主机同步自动操作, 也可以半自动或扩展单元操作, 同时保留自动化生产线实训设备继续使用原来的供料站, 加工站、装配站、分拣站S7-200 PLC的工作单元, 确保生产线运行速度的协调, 确保过程质量问题。

　　3.2 改造方案

　　为了缩短改造周期和成本, 减少对生产的影响, 结合现场实际情况, 考虑现场安装并节省安装时间, 制定如下方案。

　　(1) 输送站控制系统使用CPU313C-2DP型号, 订货号是6ES7 313-6CF03-0AB0的S7-300PLC, 该CPU是紧凑型的, 集成有32点I/O, 其中16点输入和16点输出, 而且该CPU集成有3个高速脉冲输出通道, 可以输出高速脉冲, 完全满足原来输送单元的控制要求, 在此基础上再选择一个5A的电源模块供电给CPU313C-2DP模块。

　　(2) 人机界面控制采用昆仑通态TPC7026K触摸屏, 使用MCGSE配置软件界面编写, 监控自动生产线的工作状态。

　　(3) 使用MPI通信电缆与S7-300 PLC进行通信, 实现人机界面实时传输。

　　3.3 改造过程

　　(1) 扩充原系统接口数量

　　(2) 主机接口与PLC进行单级、连续的通讯, 并显示在现场和主控制台上。

　　(3) 保持原有PLC控制系统的速度设定功能, 主操作表可以设定生产线上货物的运输速度。

　　(4) 更换与新系统相匹配的监测设备, 并将接口连接到PLC, 并在主操作台上显示输送单元的MCGS动态画面。

　　4 改造效果

　　在升级后的PLC控制系统中 (包括单项动作的设备, 在程序和同步程序模块之间的连接和链条等) 保持原有始程序段不变, 同时加设了如下功能:

　　(1) 上位机可以监控整个生产线的网络运行, 进行网络诊断;

　　(2) 上机采用MCGS监控软件, 不改变原有操作方法, 全程监控输出线运行, 显示各设备的运行状态和货物位置;

　　(3) 上机可记录生产线故障诊断、记录、查询和工艺操作参数。PLC控制系统改造后, 生产线控制效果良好, 工艺质量大大提高, 设备能力指标大幅提高。

　　结语

　　通过以上不同控制系统的对比分析, 我们可以清楚地看到西门子S7-200和S7-300系统的区别和共同点, 输出生产线由S7-200系列PLC控制系统升级到了S7-300系列, 生产线运行稳定、过程质量提升与产量增加, 故障率和维修成本降低, 实现成功转型改造。随着工业自动化技术的发展, 各种PLC模块将向更大、更小的方向上发展, 以适应更广泛的工业控制系统。

　　参考文献
　　[1] Siemens AG, SIMATIC, S7-200可编程控制器系统手册[Z].2008.
　　[2] Siemens AG, SIMATIC, S7-200可编程控制器产品目录[Z].2009.
　　[3] Siemens AG, SIMATIC, S7-300可编程控制器系统手册[Z].2010.