自动生产线电气控制系统(pdf 34页)
电器元件自动化生产线控制系统研究
科技论坛当代社会经济的发展和科学技术的进步在工业自动化中有着重要的关系，并取得了很好的经济效益和进步，特别是极大地推动了自动化控制技术的发展。
电气元件自动生产线不仅需要各种机械加工设备的移动，生产线还可以自动完成每个工序、产品加工以及产品的测试和包装。
由此可见，现代化的自动化生产线应该具备以下几个特点：ａ．能够有效提高生产效率，降低人工参与率，同时保证产品质量；ｂ．能够有效的进行设备更新和升级，紧跟生产要求；ｃ．能够实时监控生产情况，确保操作人员的安全。
针对电器元件的生产线进行研究，解决传统生产线存在的问题，本文根据这些要求设计了一款自动化程度较高的电器元件自动化生产线控制系统，该系统的存在能够很好的帮助电器元件生产企业开展自动化程度较高的生产活动，提升企业的整体效益，有效的帮助企业解决那些在实际生产过程中所存在的问题。
１自动化控制系统整体设计本论文研究的重点是电器元件自动化生产线的控制系统，本次设计基于手机的终端控制功能，实现对整个控制系统的自动化管理。
该控制系统主要包括机械设计和电气设计，根据不同组件的特性和动作顺序，设计不同的控制方案。
同时，仔细研究了设备运行过程中可能存在的互相制约现象，通过总结归纳，为该控制系统设计一套完整的工作方式，然后通过手机对整个工艺实现控制。
在结构原理上，手机开关包装检测集所有功能于一身，和原来的手动测试包装生产线很相似，不同的是，原来的手机生产线的测试对手机生产商的依赖程度较大。
而目前生产线可以脱离生产商，采用流线型的生产方式（启动结构的起始点和结束点分），这样不仅可以减少来自生产商的费用，也可以提高生产效率，同时，还大大节约了生产面积。
２基于ＰＬＣ的硬件设计在控制系统的硬件设计方面，选取ＰＬＣ作为控制器件，运用其卓越的数据处理能力和精确的数据计算能力，完全可以胜任该控制系统的各项功能，然后经过仿真和调试，对数据进行处理，可以使数据更接近真实值。
整个ＰＬＣ控制系统应该完成以下功能：对实时数据进行处理、完成数据计算、数据保存、信号报警功能等，控制系统的梯形图。
智能工厂自动化产线电气控制系统优化设计及应用
智能工厂自动化产线电气控制系统优化设计及应用摘要：本文介绍了智能工厂自动化产线电气控制系统的优化设计及应用，并分析了该系统在提高生产效率和质量方面的作用。
首先，介绍了智能工厂自动化产线电气控制系统的基本组成和功能特点，然后针对不同类型的电气设备进行了详细的选型和配套设计，以确保系统的稳定性和安全性。
随后，通过对控制系统的整体架构进行优化，实现了产线上各个部件之间的协调性和信息共享，从而提高了生产效率和降低了生产成本。
最后，通过实际案例验证了该系统的可行性和实用价值。
关键词：智能工厂；自动化产线；电气控制系统；优化设计；应用前言：随着社会经济的发展和科技进步的推动，智能制造已经成为制造业的发展趋势。
智能制造的核心是工业自动化技术，其中电气控制系统是自动化生产中的重要组成部分。
智能工厂自动化产线电气控制系统的优化设计和应用，是提高生产效率和降低生产成本的有效途径，具有重要的现实意义和应用价值。
1 智能工厂自动化产线的概述智能工厂自动化产线是指利用各种现代化技术来实现生产过程的自动化和智能化。
它包括从原材料到最终产品的整个生产过程，通过可编程控制器（PLC）等设备，对生产流程进行实时监控和控制，以提高生产效率、降低生产成本和保证生产质量。
智能工厂自动化产线通常采用传感器、执行器、机器视觉和机器人等先进技术，实现生产过程中的自动化和无人化。
智能工厂自动化产线的核心是电气控制系统，它包括电源系统、控制器和PLC、传感器和执行器、配电箱和接线盒等几个组成部分。
其中，电源系统是电气控制系统的核心部分，需要根据工厂的实际情况和生产需求进行选型和设计。
通常采用UPS不间断电源和变频器等设备，以确保电气控制系统的稳定供电。
控制器和PLC作为控制核心，实现对生产过程的实时监控和控制，并配套一些模块化设备，如输入输出模块、通讯模块、编码器模块等，以满足各种复杂的控制需求。
传感器和执行器用于实时监测和反馈各种参数，如温度、压力、位置等，从而实现对生产过程的精细控制。
自动生产线电气控制系统(pdf 34页)
YL-335B型自动生产 中国亚
线实训考核装备
标记处数 更改文件号 签字 日期
3#站(加
加工单元电气控制PLC的I/O表
装配站电气系统图
装配单元电气控制PLC的I/O表
分拣单元电气系统图
分拣单元电气控制PLC的I/O表
输送电气系统图
分拣单元电气控制PLC的I/O表
X2
4
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5
X4
6
X5
7
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8
X7
9
X10
10 X11 11 X12 12 X13 13 X14
14 X15
供料单元PLC的I/O信号及接线端子表
输入端口中间层
输出端口中间层
端子 号
设备符 号
信号线
序 号
PLC输 出点
端子 号
设备 符号
信号线
2
1B1 顶料到位
1
Y0
2
1Y 顶料电磁阀
3
1B2 顶料复位
电气接线规范操作
4、线路较长的必须走线槽、走线要规范。 5、接线完成后、合上线槽、清点工具及垃圾。工作台保持清
洁整齐。 6、安装电动机，要求安装牢固平稳，以防止在换向时产生滚
动而引起事故。 7、可靠连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。 8、连接电源、电动机等控制板外部的导线。
电气接线规范操作
9、安装完毕后，必须经过认真检查后，方可通电。检 查方法如下。
SB1
QS
SA
COM 24+
I2
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I4
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X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X017
自动化生产线控制系统设计
项目四自动化生产线控制系统设计一、教学目的1、掌握PLC控制系统设计的基本原则、步骤与方法；2、了解PLC应用中硬件设置和软件设计；3、掌握传送指令、运算指令、移位指令、高速脉冲指令等指令的用法；4、熟悉PLC选型与资源配置；5、了解PLC通信指令与通讯协议、ModbusRTU从站协议。
二、教学内容1、PLC控制系统设计的内容与步骤；2、PLC的硬件设置；3、PLC的软件设计、指令的用法；4、PLC在机械手控制系统中的应用；5、运料小车控制系统设计；6、平面仓储和材料分拣系统设计；7、多站自动化生产线控制系统设计。
三、教学重点和难点1、重点：➢指令的应用；➢PLC控制系统设计的步骤、内容和方法。
2、难点：➢PLC控制系统设计方法；➢PLC通信指令与通讯协议。
四、教学方法1、启发式教学法：通过项目任务驱动，多媒体案例演示，提出问题，激发学生的求知欲，启发学生思考。
2、运用实物进行直接教学和在实验（实训）室进行现场教学的优势，一边利用课件中的动画教授，一边在实验（实训）室利用实物操作演示教学，理论联系实际，使抽象的原理变得生动，使学生觉得学有所用、容易理解，从而既解决了教学中的重点和难点，又激发了学生动手操作的欲望。
3、将理论教学内容融合到实践教学中，让学生一边学习理论知识一边动手做实验，真正做到理论联系实际，并通过设置实训思考题达到培养学生在实践中发现问题、解决问题的能力。
4、暗示教学发在检查学生的实训项目时，当发现学生的错误时，并不直接指出，而是通过暗示，激发学生的联想和抽象思维能力，从而找到错误所在。
5、分组讨论、小组协作组织学生进行讨论，小组协作式学习，及时地安排适当的实训课题，组织学生以小组的形式进行讨论学习，培养学生运用知识能力以及相互合作的精神。
6、“设故障”教学法针对每个项目的难点和重点，教师事先在项目中设置故障，让学生分析查找故障点，提高学生分析问题和解决问题的能力。
7、鼓励学生质疑，抢答，灵活的运用知识，调动学生的学习主动性和积极性。
生产线控制系统使用说明
生产线控制系统使用说明生产线控制系统使用说明（1）一、系统硬件构成：1．机位电脑：刀头、糊机及3个坑机共5个生产控制电脑，办公室另安装有办公电脑，电脑之间用网线连接。
注：若是5层线则少一台坑机电脑工作站。
2．控制柜：刀头、糊机及3个坑机共5个现场控制柜，机位电脑装在这些控制柜中。
各机位通过PLC实时采集生产数据，并通过接口发送给其电脑；再把采集的生产数据通过网络实时送到办公室和其他各机位。
3．数据采集点：刀头、糊机、天桥与坑机。
二、系统软件构成：1、系统软件：Windows 2003 Server（刀头）；Windows XP （办公室、其它机位）2、数据库软件：SQL Server2000 （数据库放在刀头电脑也可放在公司服务器上）3、生管系统软件：生管系统安装软件（Setup.exe）；生管系统运行程序（Scgl.exe）三、系统网络构成：刀头电脑作为生管系统的服务器与糊机、3个坑机电脑及办公室电脑组成一个局域网。
同时也并入整个公司的内部网中。
注：五层线则少一台坑机电脑。
四、通讯连接1、刀头电脑：通过串口（COM1）与PLC连接，采集生产实时数据。
通过串口（COM2 或COM3或COM4，可设置）连接纵切刀电脑向其发送分纸、修边、压线数据。
PLC与横切机连接并向其发送（BCD码）切长，或通过刀头电脑串口送切长到横切机。
2、糊机电脑：通过串口（COM1）与PLC连接，采集生产实时数据，并发指令给PLC控制自动接纸机（如有自动接纸机）自动接纸。
3、坑机电脑：通过串口（COM1）与PLC连接，采集和计算机位机速、走纸量、天桥积纸米数等生产实时数据。
生产线控制系统使用说明（2）系统安装说明：网络系统在生管系统安装前必需能互相连接上，每台电脑都可访问其他任何一台电脑。
刀头电脑：刀头电脑需要安装操作系统Windows 2003 Server（需要把补丁都打好，如需连接纵切机并用了串口扩展卡，请装好驱动程序)，可按以下具体步骤进行致卓生管系统安装操作：第一步：设置C盘、D盘以及共享目录的权限，开启来宾用户(Guest)权限（我的电脑右键—管理—计算机管理—本地用户和组—用户—Guest）：第二步：安装数据库系统SQL Server2000；1、运行Setup.exe（SQL Server2000）；运行SQL Server2000安装程序Setup.exe2、还原或附加生管数据库，用ODBC连接数据库scgl。
自动生产线的应用及控制系统
自动生产线的应用及控制系统(1)定义人们把按照产品加工工艺过程，用工件储存及传送装置把专用自动机以及辅助机械设备连接起来而形成的、具有独立控制装置的生产系统称作自动生产线，简称自动线或生产线。
(2)特点①在自动生产线整个生产过程中，人工不参与直接的工艺操作，只是全面观察、分析生产系统的运转情况。
②自动生产线的自动化程度取决于人工参与生产的程度。
③生产线、CIMS、FA的概念。
(3)应用①定型、批量大、有一定生产周期的产品。
②产品的结构便于传送、自动上下料、定位和夹紧、自动加工、装配和检测。
③产品结构比较繁杂、加工工序多,难以操纵甚至无法保证产品的加工数量及质量。
④以包装、装配工艺为主的生产过程。
⑤加工方法、手段、环境等因素影响而不宜用自动机进行生产。
了解了自动生产线的定义及特点之后，我们再来为大家介绍自动生产线的组成及类型。
(1)自动生产线的组成①主要工艺设备：专用的自动机。
②辅助工艺装置。
③物料贮存、传送装置：包括传送、贮存和上下料装置。
④检测控制装置：包括检测、信号处理和控制系统。
(2)自动生产线的类型①直线型。
将各种自动机加工设备及装置，按产品加工工艺要求，由传送装置将它们连接成一直线摆列的自动生产线，工件由自动线的一端上线，由另一端下线。
这种排列形式的自动线称为直线型自动生产线，简称直线型。
根据自动机、传送装置、贮存装置布置的关系，直线型又可分成同步顺序组合、非同步顺序组合、分段非同步顺序组合和顺序—平行组合自动生产线，如图1和图2所示。
图1 顺序组合自动线1—自动机2—传送装置3—贮存装置图2 顺序—平行组合自动线1—自动机2—传送装置②曲线型。
工件沿曲折线（如蛇形、之字形、直线与弧线组合等）传送，其他与直线型相同。
③封闭（或半封闭）环（或矩框）型。
工件沿环形或矩形线传送（a）矩框型自动线（b）环型自动线1—输送装置2、4—转向装置3—自动机5—随行夹具④树枝型（或称为分支式）。
工件传送路线如同树枝，有主干，有分支。
自动化生产线气动回路的电气动控制(PPT73页)
3、基本电气回路
（a）延时闭合
（b）延时断开
图13-11延时电路
——液压与气动技术
4、电气—气动程序回路设计
在设计电气—气动程序控制系统时，应将电气控 制回路和气动动力回路分开画，两个图上的文字符号 应一致，以便对照。
电气控制回路的设计方法有多种，本章主要介绍 直觉法和串级法。
②动作说明
a．启动按钮PB1按下，继电器线圈K1通电，2号线和火线上的K1所控制 得常开触点闭合，继电器K1形成自保。
b．3号线接通，继电器K2通电，4和5号线上的继电器K2的常开触点闭合 ，继电器K2形成自保。
c ． 5 号 线 接 通 ， 电 磁 阀 线 圈 YA 通 电 ， 活 塞 前 进 。 d．当活塞杆压下a1时，继电器线圈K2断电，K2所控制的常开触点恢复
3、基本电气回路
4．自保持电路
自保持电路又 称为记忆电路，在 各种液、气压装置 的控制电路中很常 用，尤其是使用单 电控电磁换向阀控 制液、气压缸的运
——液压与气动技术
3、基本电气回路
5．互锁电路
互锁电路用于防止错误动作的发生， 以保护设备、人员安全。如电机的正转与 反转，气缸的伸出与缩回，为防止同时输 入相互矛盾的动作信号，使电路短路或线 圈烧坏，控制电路应加互锁功能。如图1310所示，按下按钮PB1，继电器线圈K1得 电，第2条线上的触点K1闭合，继电器K1 形 成 自 保 ， 第 3 条 线 上 K 1 的 常 闭 触—点—液断压开与气，动技术
器 器
触点 触点
闭合 断开
；当 。
继
电
器
线——圈液无压与电气流动技时术，
经
过
预
置
时
《自动生产线控制系统设计》任务书
《自动生产线控制系统设计》任务书一、课题全自动生产线控制系统设计二、设计目的以模块化生产加工系统（MPS）为对象，全面了解全自动生产线的运行模式，通过对模块化生产加工系统（MPS）中单模块和多模块联网的控制设计，全面了解和掌握PLC控制系统的设计方法，包括控制系统的硬件电路设计、控制系统的程序设计、PLC和PLC之间的通讯、系统调试，同时熟悉触摸屏人机界面和组态软件在全自动生产线上的应用。
三、使用设备1. 模块化生产教学系统（MPS）；2. 安装WINDOWS操作系统的PC机（配备FXGXWIN、EB500、KINGVIEW软件）；3．MT506/T/C/M触摸屏；4. PC与PLC、PC与MT506/T/C/M、PLC与MT506/T/C/M的通信电缆。
四、设计要求现代工业生产要求高效率，愈来愈多的工厂采用PLC、人机界面等自动化器件构建的全自动生产线来提高生产效率。
PLC控制具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便及体积小、重量轻等特点，被广泛用于自动化控制的各个领域。
触摸屏产品可以作为设备的操作面板兼显示器使用，触摸屏的触控面板可以被用户自由定义分页和自制控制菜单，灵活地定义各种按钮、设置开关等画面。
LCD显示屏也可以被灵活地定义成各种样式的状态指示灯、仪表显示面板、文字信息提示等画面，在触摸屏人机界面上定义过的输入输出变量将不占用PLC的I/O点，简化了电气控制系统的结构，提高了设备运行的可靠性。
组态软件是一种构造方便、用于控制设备和过程监控装置（如计算机）之间通信的人机界面软件，被称为“监控和数据采集系统”。
它可以在任何需要的时候把设备的运行现场的信息实时地传送到控制室，为管理人员提供实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。
因此，人机界面产品在工业控制中获得了广泛应用。
本次设计以苏州瑞思机电公司的MPS 系统为对象，学习三菱PLC控制器的使用和联网控制的实现，学习触摸屏人机界面和“组态王”组态软件的基本应用。
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合格
不合格
易出的问题
走线槽盖住，没有翘起和未完全盖住现象 合格
易出的问题
走线槽盖住，没有翘起和未完全盖住现象 不合格
易出的问题
没有多余的走线孔、没有走线槽替代品
合格
不合格
易出的问题
不要损伤电缆绝缘部份 合格
不合格
易出的问题
电缆切割，没有电缆露在走线槽外，除已宣布过的
合格
不合格
易出的问题
2
Y1
3
2Y 推料电磁阀
4
2B1 推料到位
3
Y2
5
2B2 推料复位
4
Y3
6
SC1 出料台物料检测 5
Y4
7
SC2 物料不足检测
6
Y5
8
SC3 物料有无检测
7
Y6
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SC4 金属材料检测
8
Y7
HL1
正常工作指示：黄 色灯
9
Y10
HL2 运行指示：绿色灯
10 Y11
SB2 停止按钮
SB1 启动按钮
QS 急停按钮
AC220V
L
N
1B1
1B2
2B1
2B2
SC1
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SC3
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SA
COM 24+
I2
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I5
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I8
I9
X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X017
MELSEC FX2N-32MR
当单独一条电缆跨越导轨或尖角时两端没有绑扎支架。
合格
不合格
电气控制接线图
供电电源模块一次回路
VCC 0V
0V VCC
供料站电气系统图
0V
顶料 到位 检测
顶料 复位 检测
推料 到位 检测
物料 推料 台物 物料 物料 复位 料检 不够 有无 检测 测 检测 检测
金属 传感 器检 测
停止 启动 急停 单机/ 按钮 按钮 按钮 全线
线和接线。接线时注意接线要牢固和美观、按照规范接线。 4、检查：对照电路图对线路连接正确性及可靠性进行检查。
电气接线规范操作
1、电气接线时确保设备已经断电、保证断电操作。正确使用 各种工具。
2、布线做到：整齐、横平竖直、分布均匀；走线合理；套编 码套管正确；严禁损伤线芯和导线绝缘。
3、连接时，线最好放在螺丝的左边进入，保证连接时不会被 退出，接点牢靠，不松动；不压绝缘层，不反圈；线头不 过长、不露线芯太长等。
项目4 自动化生产线电气控制 线路连接与测试
电气接线需要准备工具
各种一字、十字螺丝刀 剥线钳、压线钳、斜口钳、老虎钳 电笔 万用表
电气接线步骤
1、熟悉元件：熟读电路接线图、了解和观察各个电气元件位 置及接线端子。
2、规划：线路走线方向及布局。 3、接线：打开各个线槽盖子，选择适当的电线及工具进行剪
COM1 Y000 Y001 Y002 Y003 o2 o3
COM2 Y004 Y005 Y006 Y007
COM3 Y010 Y011 Y012 Y013
COM4 Y014 Y015 Y016 Y017
1Y 2Y
HL1
HL2 HL3
顶料 推料
0V 电磁 电磁
0V
阀阀
说明 1.PLC输入口及各传感器工作电源均使用外 部电源，其正极标号为24V，负极为0V,PLC 内部电源不使用。
SB1
QS
SA
COM 24+
I2
I3
I4
I5
I6
I7
X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X017
MELSEC FX2N-32MR
COM1 Y000 Y001 Y002 Y003
电气接线规范
具体接线过程中易出的问题如下所述。 电缆线金属材料不能看到
合格
不合格
易出的问题
冷压端子金属部份长度不能太长
合格
不合格
易出的问题
电缆连接时必须使用冷压端子
合格
不合格
易出的问题
电缆在走线槽里最少保留10cm，如果是一个桥的话， 在同一个走线槽里不要求
合格
不合格
易出的问题
电缆绝缘部份应在线槽里
、合上线槽、清点工具及垃圾。工作台保持清
洁整齐。 6、安装电动机，要求安装牢固平稳，以防止在换向时产生滚
动而引起事故。 7、可靠连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。 8、连接电源、电动机等控制板外部的导线。
电气接线规范操作
9、安装完毕后，必须经过认真检查后，方可通电。检 查方法如下。
① 对照电路图或接线图进行粗查。从电路图的电源端 开始，逐段核对接线及接线端子处的线号是否正确； 检查导线接点是否牢固，否则，带负载运行时会产 生闪弧现象。
电气接线规范操作
② 用万用表进行通断检查。 断开电源，万用表置于欧姆档，分别测对应相同线号间电 阻（读数应接近零）；不同线号间电阻（极大或接近无穷）。 在教师的监护下，通电试运行。合上开关，按下起动按钮， 观察机器是否运转。若遇到异常现象，应立即停车，检查故 障。常见的故障一般分为主电路故障和控制电路故障两类。 通电试车完毕，切断电源。
顶料气缸 顶料 1Y（+） Y0亮 1B2 1B1
X1
X0
顶料气缸 复位 1Y（-） Y0灭 1B1 1B2
X0
X1
推料气缸 推料 2Y（+） Y1亮 2B2 2B1
X3
X2
推料气缸 复位 2Y（-） Y1灭 2B1 2B2
X2
X3
供料站电气控制系统PLC的I/O表
序号
PLC输 入点
1
X0
2
X1
3
X2
4
X3
5
X4
6
X5
7
X6
8
X7
9
X10
10 X11 11 X12 12 X13 13 X14
14 X15
供料单元PLC的I/O信号及接线端子表
输入端口中间层
输出端口中间层
端子 号
设备符 号
信号线
序 号
PLC输 出点
端子 号
设备 符号
信号线
2
1B1 顶料到位
1
Y0
2
1Y 顶料电磁阀
3
1B2 顶料复位
SA
工作方式选择单 机/全线
HL3 未用：红色灯
VCC 0V
0V VCC
加工单元电气系统图
物料 料台 料台 料台 冲压 冲压
0V
台检 夹紧 伸出 缩回 上限 下限
测
检测 到位 到位 检测 检测
停止 启动 急停 单机/ 按钮 按钮 按钮 全线
AC220V
L
N
SC1
1B
2B1
2B2
3B1
3B2
SB2
黄色 指示 灯
绿色 红色
0V 指示 指示 灯灯
YL-335B型自动生产 中国
线实训考核装备
标记处数 更改文件号 签字 日期
2#站
供料站电气控制系统PLC的I/O表
供料单元气动系统控制与动作表
气缸名称
气缸 动作
电磁 阀动
作
PLC输 出信
号
传感器信号
气缸动 气缸动 作前 作后
PLC输入端口
气缸动 气缸动 作前 作后