MPS供料单元版

设备故障诊断与维修

基于PLC 控制的MPS供料单元系统设计

综合实训

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目录

第一章任务描述 (4)

1.1 实训意义 (4)

1.2 任务 (4)

1.3 任务实施 (5)

第二章调研 (6)

2.1 国外概况 (6)

2.2 调研结论 (7)

第三章方案设计 (9)

3.1 机械结构方案 (9)

3.3 电气方案 (10)

3.2 气动方案 (10)

3.4 控制方案 (11)

第四章技术设计 (13)

4.1 机械零件设计 (13)

4.2 气动元件选型 (13)

4.3 电气原件选型 (15)

4.4 重要部件描述 (18)

第五章硬件设计 (20)

5.1电气原理图 (20)

5.2 电路 (21)

5.3 I/O接线表 (21)

5.4 电源 (22)

第六章软件设计 (24)

6.1 顺序功能图 (24)

6.2 PLC程序 (25)

第七章调试 (35)

7.1 调试计划 (35)

7.2 过程 (35)

7.3 故障 (36)

第八章体会 (37)

第九章参考文献 (38)

第一章任务描述

1.1 实训意义

MPS 是FESTO 公司结合现代工业特点开发研制的模拟自动化生产过程，集机械，电子，通讯为一体高度集成的机电一体化教学装置，这套装置的设计目的旨在培养能够综合应用自动化领域相关知识的专业技术人才，将给授训者提供一个很好的锻炼平台以更好的理解和掌握自动化领域的相关专业知识。具体可使受训者从下列几个方面得到提高：

一、对气动自动化的学习

本设计拟采用气动自动化控制技术作为MPS 执行机构的控制方案，所以要求受训者要重视和加强对气动自动化控制技术相关知识的学习。

二、对PLC 知识的学习

由于本设计下位控制器拟采用PLC 控制，所以要求受训者学习PLC 相关知识，包括PLC 的选型、编程、调试等，所以将使受训者在PLC 方面得到提高。

三、对自动化技术新的认识

本设计还将用到传感器、执行器等知识。通过这个设计过程，必将使我们对自动化控制技术有一个总体的把握和全新的认识，对我们以后的学习和工作具有重要帮助。

1.2 任务

以STEP7为开发平台，设计一个PLC控制系统，使其能够对MPS供料单元进行实时动态控制，以保证完成相应的工艺要求。

1、MPS中供料单元的生产工艺过程简介；

2、硬件组态，网络连接与配置；

3、根据工艺要求画出程序流程框图；

4、编写控制程序并加上必要的注释；

5、设计说明书（包括：封面、目录、任务书、供料单元工艺简介、硬件组态、网络连接与配置、程序流程框图、程序清单、总结体会、参考文献等），全文要求逻辑严密、条理清晰，文字流畅，理论联系实际，符合科技写作规。

1.3 任务实施

任务要求：

1、熟悉MPS工艺流程，查阅相关科技文献，掌握控制、检测、通讯等技术要求；

2、完成MPS供料单元相关工艺流程所要求的顺序动作；

3、进行系统调试；

4、撰写实验训练说明书。

任务进度安排：

第一周：星期一讨论设计题目

星期二至星期五了解工艺过程，学习相关软件

硬件组态、网络连接与配置

第二周：星期一至星期三绘制程序流程图、编写控制程序

星期四系统调试

星期五撰写说明书

第二章调研

2.1 国外概况

国外情况

国外自动化技术的发展趋势是系统化、柔性化、集成化和智能化。自动化技术不断提高光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平和市场竞争力，它与光电子、计算机、信息技术的融合和创新，不断创造和形成新的行业经济增长点，同时不断提供新的行业发展的管理战略哲理。

如并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。数控技术于模块化、网络化、多媒体和智能化；CAD/CAM系统面向产品的整个生命周期；自动控制容发展到对产品质量的在线监测与控制，设备运行状态的动态监测、诊断和事故处理、生产状态的监控和设备之间的协调控制与连锁保护，以及厂级管理决策与控制等；系统网络普遍以通用计算机网络为基础；自动化控制产品正向着成套化、系列化、多品种方向发展；以自动控制技术、数据通信技术、图象显示技术为一体的综合性系统装置成为国外工业过程控制的主导产品，现场总线成为自动化控制技术发展的第一热点；可编程控制器（PLC）与工业控制系统（DCS）的实现功能越来越接近，价格也逐步接近，国外自动控制与仪器仪表领域的前沿厂商已推出了类似PCS（Process Control System）的产品。

世界自动化产业发展势头迅猛。传感器技术、开放式工业过程自动化系统、现场总线技术等自动化技术已形成一定的产业规模，其中90年代传感器在美国、日本的市场总销售额已超过100亿美元。

国情况

随着工业信息化深入发展，我国的工业自动化产业进入由模仿向自主创新、由中国

制造向中国创造的转换进程。自“十五”计划起，我国开启两化融合进程以来，工业自动化行业进入了高速发展的通道。

由于工业自动化技术在提高生产安全性、提高生产效率、提高产品质量以及降低能源消耗方面具有明显的作用，是传统工业向现代工业转变的重要手段；同时，工业自动化是多门电子技术和信息技术为一体的综合性技术，其产业规模的扩大有助于带动电子、通信、仪器仪表、光学、声学等多产业的快速发展，进而实现整个工业结构和经济结构的调整。

在当下全球制造业开启“工业4.0”进程的时候，我国亦提出了“工业2025”计划，工业自动化行业将在中国制造业的未来发展起到举足轻重的作用，未来仍将保持较快的发展速度。工业自动化是为我国国民经济各行业提供自动化、信息化、智能化控制系统和技术装备的战略性产业，产业关联度高、吸纳就业能力强、技术资金密集，是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。由于劳动力成本的增加、生产效率及产品质量要求的提高、生产方式向精益化的转变所引起的制造业产业升级和自动化程度的提高都将推动工业自动化市场的增长。

工业自动化产品主要指应用在污水处理、汽车制造、矿山开采、物流仓储、工程机械等领域的自动化检测、定位、报警、控制系统及相关仪器仪表设备。

MPS又称模块化生产加工系统，是FESTO 公司结合现代工业特点开发研制的一套集机械，电子，通讯为一体的高度集成的机电一体化教学装置。MPS由供料单元﹑检测单元﹑加工单元﹑Robot 单元﹑成品分装单元等五个工作站组成，具有综合性﹑模块化及易扩充等特点，可由基础部分的简单功能及加工顺序逐步扩展到复杂的集成控制系统。各个单元完成不同的功能，其中供料单元主要完成工件供给工作，检测单元主要对工件进行检测并将合格工件输送到加工单元；在加工单元, 主要对工件打磨、钻孔等。