自动化系统集成实践报告范本

福州大学至诚学院《自动化系统集成实践》

题目：

姓名：林金都

学号：210992168

系别：电气工程及其自动化

专业：自动化

年级：2009

起讫日期：

指导教师：蔡逢煌

目录

1、认识实践目的和要求 (2)

2、实践内容 (2)

3、实践心得体会 (19)

1、认识实践目的

《自动化系统集成实践》是电气工程与自动化类专业的一门重要的专业实践选修课，是电气控制与PLC、过程控制、组态软件、计算机控制、数据通信与计算机网络等多学科的交叉综合应用实践，着重养学生的实践和综合应用能力，开拓学生学习积极性、主动性，为今后从事自动化系统集成设计打下良好的基础。

实验课程目标与基本要求

1）通过学习，让学生自己动手实践，实现自动控制系统严格规范的训练，使学生掌握自动控制系统的基本方法和基本技能。

2）通过学习，培养学生提出问题，查阅资料，设计方案，动手实践，观察现象，分析结果的能力，达到学生解决基本系统设计问题的学习目标。

3）通过学习，初步掌握电气电路原理图的读图，掌握从电路图转变成接线图的系统接线过程。

4）通过实践，掌握PLC编程的方法，掌握程序调试的方法。

基本要求：

A) 读懂工程图纸，学会照图完成安装接线，掌握检查方法；

B）学习根据控制要求编制和调试PLC程序的方法；

C) 学习系统调试和分析、查找、排除故障的方法。

2、实践内容

Me093399型机电一体化教学系统是以工业生产中的自动化装配生产线为原型开发的教学、实验、实训综合应用平台。本装置采用铝合金结构件搭建各分站主体设备，选取多种机械传动方式实现站间串联，整体生产线充分展现了实际工业生产中的典型部分。系统控制过程中除涵盖多种基本控制方法外，还凸现组态控制、工业总线、电脑视觉、实时监控等先进技术，为培养现代化应用型人才创设了完整、灵活、模块化、易扩展的理想工业场景。

完成本实训项目涉及到现场所需的诸多综合技术应用，如：机械传动技术、电气控制技术、气动与液压技术、传感器的应用、PLC控制技术、过程控制技术和现代化生产中的组态控制、工业总线、电脑视觉、实时监控等。

在项目设计时应由易到难，逐步深入，可从单站开展入手，到现场总线控制和对整个模拟生产线的实时监控。

2.1 模块介绍

整条流水线包括了上料单元、下料单元、加盖单元、穿销电源、检测单元、伸缩单元等。

上料单元的工作原理：1、当有工件放入工件槽时，工件传感器发出检测信号，工作指示灯发光，控制扬臂顺时旋转的电机带动行星齿轮动作，使扬臂顺向旋转90度，对准工件槽。2、扬臂旋转到位后，气动回路的电磁换向阀动作，气缸活塞杆收回，带动扬臂终端电磁铁下降。3、气缸活塞杆伸出到位后，电磁吸铁得电，通过主体工件安装的金属条吸取工件，吸持工件2s后，气动回路电磁换向阀复位，气缸活塞杆收回，电磁铁持工件回缩（若一次吸合未果，即安装在电磁吸铁上的微动开关未发出信号，蜂鸣器发出报警信号）。

下料单元的工作原理：1、当前站上料单元向料仓中放入工件发出信号，经过4s时间确认后,启动下料电机执行将工件主体下落动作。2、当工件主体下落6s后，若无托盘到位信号，则停止下料电机运行，将工件置于料仓中等待。3、当托盘到达定位口时，底层的电感式传感器发出检测信号，红色指示灯熄灭，绿色指示灯发光；经过2s时间确认后，启动下料电机继续执行将工件主体下落动作。4、检测到托盘到位信号，当工件下落至托盘时，工件检测传感器发出检测信号，延时3s确认后，直流电磁铁吸合下落，放行托盘。5、托盘放行2s后，电磁吸铁释放处于禁止状态，绿色指示灯熄灭，红色指示灯发光，系统恢复初始状态。说明:若下料电机从料仓入口至出口动作一个行程后工件检测传感器仍无检测信号，此时报警器发出警报，提示运行人员需在料仓中装入工作（本套设备中通过延时进行控制）6、控制系统应具有启动、停止、急停、复位控制盒工作方式选择控制。

加盖单元的工作原理：1、当托盘载工作主件到达定位口时，由电感式传感器检测托盘，发出检测信号，绿色指示灯亮，红色指示灯灭，由电容式传感器检测上盖，确认无上盖信号后，经3s确认后启动主摆臂执行加盖动作。2、PLC通过两个继电器控制电机正反转，带动减速机使摆臂动作，主摆臂从料槽中取出上盖，翻转180度。当碰到放件控制板时复位弹簧松开，此时摆臂碰到外限位开关后结束加盖动作，上盖靠自重落入工件主体内，，3s后启功摆臂执行返回原位动作。3、摆臂返回后限位开关发出信号，摆臂结束返回动作，此时若上盖安装到位，即上盖传感器发出检测信号，则通过3s确定后直流电磁铁吸合下落将托盘放行（若上盖安装为空操作，即上盖检测器无检测信号，摆臂应再次执行加盖动作，直到上盖安装到位）。4、放行3s后，电磁铁释放，恢复限位状态，绿色指示灯灭，红色指示灯亮。该站恢复预备工作状态。5、若摆臂往复3次加装动作后上盖传感器仍无检测信号，此时报警器发出警报，提示运行人员需在料槽中装入上盖。

6、控制系统应具有启动、停止急停、复位控制和工作方式选择控制。

穿销单元的控制原理：当托盘载工件到达定位口时,托盘传感器发出检测信号,且确认无销钉信号后,绿色指示灯亮,红色指示灯灭,经3s确认后,销钉气缸推进执行装销钉动作。2、当销钉气缸发出至位检测信号后结束推进动作，延时2s后自动返回。3、气缸返回至复位状态且接收到销钉检测信号，进行3s延时，止动气缸工作使限位杆落下将托盘放行。(若销钉安装为空操作,2s后销钉检测传感器仍无信号,再次执行安装动作，直到销钉安装到位。)4、放行3s后，限位杆竖起禁行状态，绿色指示灯灭，红色指示灯亮。系统恢复初始状态。5、本站销钉连续穿3次后传感器还未检测到有销钉穿入，警报器报警，此时应在销钉下料仓内加入销钉。6、控制系统应具有启动、停止、急停、复位控制和工作方式选择控制。

检测单元的工作原理：系统启动运行后本单元红色指示灯发光,直线电机驱动传送带开始运转且始终保持运行状态(分单元运行时可选用与PLC运行/停止同状态的特殊继电器保持直线传送电机的运行状态)。系统运行期间：1、当托盘带工件进入本站后，运行3s延时，绿色指示灯亮；红色指示灯灭；产品检测开始2、产品检测要求如下:上盖检测(上盖为1/无上盖为0)；销钉材质检测（金属为1/非金属为0）；色差检测（贴签为1/未贴签为0）；销钉检测（穿销为1/未穿销为0）；3、产品检测工作开始3s后，直流电磁铁吸合下落放行托盘。4、放行托盘3s后直流电磁铁释放恢复禁行状态，此时系统恢；复初始状态，红色指示灯发光，绿色指示灯熄灭。

伸缩换向单元的工作原理:1、当有工件送至换向机构时，工件传感器发出检测信号,换向传送带停转;换向气缸输出带动转盘顺时针正转;工作指示灯发光。2、换向气缸旋转90°到位后发出信号，启动换向传送带反转，将工件送向单元Ⅱ。3、工件传送至直线单元Ⅱ时货叉下的托盘传感器发出检测信号,换向传送带停转;转向气缸带动转盘逆时针反转回位,换向传送带正转,处于准备接件状态,提升气缸启动持弓箭上升。4、提升气缸上升至终端，启动旋转电机持工件顺时针正转。5、选转电机旋转180°到位后限位开关发出信号，启动伸缩电机正转伸出送件。6、伸缩电机送件到位后限位开关发出信号，释放提升气缸使其持工件下降。7、当提升气缸下降到位后发出信号，3s后再次启动提升气缸由下降改为上升。8、提升气缸上升至终端后发出信号，启动伸缩电机反转回缩。9、伸缩电机回缩原位后限位开关发出信号，启动伸缩电机逆时针反转回原位。10、当旋转电机旋转180°回到原位后限位开关发出信号，释放提升气缸下降。11、当提升气缸下降到位后发出信号，工作指示灯熄灭。系统回复初始状态。

这几个模块单元中所用到的传动机构包括齿轮、链条、皮带、气动，伸缩臂等，传感器包括限位开关、电容传感器，电感传感器，光电传感器等。这些机构分别组成不同的执行机构和反馈机构，共同组成了自动化流水线。

2.2 软件框架下料的流程图:

加盖的流程图:

穿销的流程图:

下料单元的软件图:

加盖的软件图:

传销的软件图:

3、心得体会

通过这次的实践,我首先认识了这些系统的组成，以及其中相关的一些传感器的应用，这几种传感器如何相互协作组成一个比较完善的反馈通道及状态指示，并且理解了一个自控系统的好坏，并不是由其算法的复杂程度而决定,有时适合的比例算法就比完整的pid算法好，并且简单易用。对于自动化在工业上的应用也有了一个比较感性的认识，对于自动化的应用也有了个较具体的认识，由纸面的知识变为现场的体会和心得，整个过程对于硬件的认识，再加上对与软件的理解，让我对于自动化的软硬结合有了一定的认识，以及了解了，如何软硬结合。