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基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的设计方案详解

2019-05-23 11:47编辑:admin人气:


  近年来,各国为达到提高系统的定位精度以适应工业需要,尝试了各种控制方式和控制策略,并对气动伺服系统做了大量工作。当临时需要对各个单元进行新的分配任务或产品变化时,可以很方便的改动或重新设计其新部件,当位置改变时,只要重新编程,就能很快地投产,从而降低了安装和转换工作的费用。模块化生产培训系统(MPS,ModularProducTIontrainingSystem)是一种模拟自动化生产加工单元,它由德国FESTO公司结合现代工业企业的特点开发研制而成。它可以大量代替单调往复或高精度的工作,用以满足前沿产品和自动化设备更新的需要。

  目前,国内已有几家教学设备生产企业开始仿造国外的MPS部分产品,主要有上海英集斯自动化技术有限公司生产的MPS/FMS模块化生产培训系统;浙江亚龙教仪有限公司生产的亚龙YL-MPS模块化生产培训系统。本文将采用上海英集斯自动化技术有限公司生产的MPS教学设备,结合本实验室(国家示范性中央财政支持重点建设实验室)的实际需求,给出了基于PLC的MPS上料检测单元PLC控制系统设计的完整解决方案。

  上料检测单元的结构、功能与气动控制回路

  上料检测单元可作为MPS系统中的起始单元,向系统中的其它单元提供原料。

  2.1上料检测单元的结构、功能

  上料检测单元主要由I/O接线端口、料盘模块、气源处理组件、工件检测组件、提升模块等部件组成。它的具体功能是:将放置在料盘中的待加工工件按照需要自动地取出,并检测出工件的黑白颜色,最后将其提升到输出工位,等待下一个工作单元来取。

  2.2上料检测单元的气动控制回路

基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的设计方案详解

  图1上料检测单元气动控制回路

  上料检测单元的执行机构是气动控制系统,其方向控制阀的控制方式为手动控制或电磁控制。在上料检测单元的气动控制原理图中,1A为双作用提升气缸;1Y1为双作用气缸电磁阀的控制信号;1B1和1B2为磁感应式接近开关。气动控制回路如图1所示。

  基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的设计方案

  基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的控制任务设计:接通设备电源与气源、运行PLC后,首先执行复位动作,即提升气缸驱动的工件平台下降到位。料盘旋转输出工件,当料盘检测到工件平台中有工件后停止旋转,提升气缸动作,将工件平台提升至输出工位,检测工件的颜色并保存下来。按下特殊按钮,表示工件被取走。随后工件平台下降到位,料盘继续旋转输出工件,重复以上流程。

  下面介绍该方案的关键环节。

  3.1分配上料检测单元PLC输入输出地址

  PLC的输入输出与执行机构的对应关系如表1所示。

  表1上料检测单元PLC输入输出与执行机构的对应关系

  基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的设计方案详解

  3.2编写程序并调试

上料检测单元的手动控制程序框图如图2所示。

  

基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的设计方案详解

    图2上料检测单元的手动控制程序框图

  上料检测单元的PLC梯形图程序如图3所示。

  基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的设计方案详解

  图3上料检测单元的PLC梯形图程序

  经调试,该程序能顺利完成本单元的控制任务。

  结束语

  本文对上料检测单元的结构与功能、气动控制回路分别进行了详细分析,然后对上料检测单元的PLC控制系统进行二次设计与实现,首先编写了PLC输入、输出分配表,进而编写出其程序流程图及梯形图,最后上机调试,验证了基于PLC的MPS上料检测单元控制系统的二次设计与实现的可行性。

并总结出两点结论:

(1)在设计各单元的控制任务时,要根据各单元的基本功能,编写符合实际的控制任务,最大限度的合理开发其使用功能,但一定要符合其机械设计,否则会让设备之间发生冲突,造成元器件的损坏;

(2)在设计梯形图程序时,移位指令和数据传送指令的合理配合使用,以及RS触发器指令的巧妙使用,会大大缩短梯形图程序设计时间,又会达到良好的控制效果。从而快速对上料检测单元的PLC控制系统进行二次设计与实现。

(来源:未知)

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