项目实训七柔性生产制造系统提升及高架仓库单元设计、安装与调

1、项目实训七：柔性生产制造系统提升及高架仓库单元设计、安装与调试一、本单元系统组成及功能1、系统组成提升及高架仓库单元，如图一所示，由以下部件组成：1、S7-226 PLC2、EM277 DP通信模块3、Profibus-DP总线及连接器4、伺服电机及驱动器5、步进电机及驱动器6、三位短柄选择开关7、两位短柄选择开关8、平头按钮9、急停按钮10、指示灯11、传感器12、电动机13、继电器14、电磁铁15、学习板16、电源插座 图一 提升及高架仓库单元系统结构简图如图二所示。2、系统功能提升及高架仓库单元只有满足原点条件时，按下启动按钮后，设备才可能处于运行工作状态。成、废品分拣及废品输送单元的原

2、点启动条件为： 传送带上工件检测位置处没有放置工件。图二 提升及高架仓库单元结构简图该单元按照先放仓库1，后放仓库2；先底层后高层的顺序放置工件，每层放置1个，放完7层后，从仓库1的第二层开始重新放置。当提升单元位于运行原点时，按下启动按钮后，本站运行指示灯点亮，若该单元未碰到（7SQ2）或（7SQ5）两个限位开关时，则按照先步进后伺服的顺序发多段脉冲，先后启动步进电机和伺服电机，直至该单元碰到伺服原点和提升下限位。然后该单元的直流减速电机（M11）及仓库1的一层传送带电机（M12）启动，带动传送带旋转。当传感器（7SQ1）检测到工件到位时，直流减速电机（M11）停止运行。若工件需放到仓库2，

3、则启动伺服电机，将提升单元向后水平拖动到仓库2，否则根据工件被放置的层数发不同数量的脉冲启动步进电机，将提升单元的升降台垂直向上拖动。当升降台移动到相应的仓库和层时，该单元的直流减速电机（M11）及相应仓库相应层的传送带电机启动，带动传送带运行。当该层的工件检测传感器感应到工件到位时，该层的传送带延时通电0.5秒后与直流减速电机（M11）均断电。而后，启动步进电机，使提升单元垂直向下运动，直至碰到提升下限位开关（7SQ5）。若提升单元位于仓库2，则启动伺服电机带动该单元水平向前运动到伺服原点（7SQ2）。而后，直流减速电机（M11）再次启动。二、控制系统硬件部分1、硬件清单本单元所用硬件清单如

4、表一所示。表一 提升及高架仓库单元硬件清单代 号名 称数量规 格 型 号备注SB36选择开关1LA42X3-40/B “S”， 三位四常开短柄，黑色运行状态选择SB-A7、SB-B7选择开关2LA42X2-10/B “S”， 二位一常开短柄，黑色交流、直流开关SB37按钮1AL42P-10/G “S”，一常开，绿色启动SB38按钮1AL42P-10/R “S”，一常开，红色停止SB39按钮1AL42P-10/Y “S”，一常开，黄色复位SB40急停按钮1LA42J-11/R，一常开一常闭，红色急停HL30、HL32指示灯2AD17-22/DC24V G，（绿色）直流、运行指示HL31指示灯1A

5、D17-22/AC220V R，（红色）交流指示HL33指示灯1AD17-22/DC24V R，（红色）报警ACH7单相三孔插座1AC 220V / 6A7PC可编程序控制器1S7-200-226，24I/16O，24VDC电源、输入、24VDC晶体管输出西门子通讯模块1EM277，PROFIBUS-DP模块同上PLC隔离输入板继电器及隔离输出板11自制7KA1-7KA11继电器11AHN22324，坐：AHNA21，24VDC，5A松下M12-M19直流减速电机855ZYN001J2000，直流24V，传动比1:40，50r/min传送带驱动M11直流减速电机155ZYN001J2000，直

6、流24V，传动比1:75，26r/min安装在升降台M20步进电机186BYG250A, 混合式步进电机 2相, 静力矩2.5NM北京四通；升降M21伺服电机1MSMA5AZA1G, 50W，额定转速：3000rpm，3AC42V, 编码器规格：2500p/r增量式松下；滚轴丝杠驱动GDC光栅尺1尺：KA-300表台：SDS3-1广州信和SH步进电机驱动器1SH-20806N，2470VDC，0.93A，64细分，接口方式：共阳，控制信号：5/24V，步进脉冲频率02MHz北京四通MSDA5A3A1A CNI/F伺服电机驱动器1MSDA5A3A1A，输入200230V3，0.4A，50/60H

7、z，输出42V3，1.0A，输出功率50W，编码器规格：2500p/r增量式。松下7SQ1、7SQ6-7SQ12电容式传感器8TC-18P10C，PNP，常开，三线，10-65DC东崎电气有限7SQ2-7SQ5微动开关4SS-5GL2，3A 250V AC （OMRON）移动台上下、前后限位FU14、FU18熔断器26*30mm，10AFU13、FU15- FU17熔断器45*20mm，10A17X、27X、28X接线端子板32线正面接线端子万可电子2、采用PLC控制的I/O地址分配单元结构简图中，各电气设备在西门子S7-226 PLC中对应的I/O地址如表二所示。表二 I/O地址分配名称地址

8、相关设备自动7I0.0三位选择开关（SB36）启动7I0.2绿色按钮（SB37）停止7I0.3红色按钮（SB38）复位7I0.4黄色按钮（SB39）急停7I0.5急停按钮（SB40）工体检测7I1.0传感器（7SQ1）伺服原点I1.1微动开关（7SQ2）伺服限位I1.2微动开关（7SQ3）提升上限位I1.3微动开关（7SQ4）提升下限位I1.4微动开关（7SQ5）仓库1_2工件检测I2.0传感器（7SQ6）仓库1_3工件检测I2.1传感器（7SQ7）仓库1_4工件检测I2.2传感器（7SQ8）仓库2_1工件检测I2.3传感器（7SQ9）仓库2_2工件检测I2.4传感器（7SQ10）仓库2_3工

9、件检测I2.5传感器（7SQ11）仓库2_4工件检测I2.6传感器（7SQ12）伺服电机脉冲Q0.0伺服电机驱动器（CN I/F）步进电机脉冲Q0.1步进电机驱动器（ZH）伺服旋转方向Q0.2伺服电机驱动器（CN I/F）步进旋转方向Q0.3步进电机驱动器(ZH)传送带电机Q0.4继电器（7KA1）皮带电机控制Q0.5继电器（7KA2）运行7Q0.6指示灯（HL32）报警7Q0.7指示灯（HL33）仓库1_2电机Q1.0继电器（7KA3）仓库1_3电机Q1.1继电器（7KA4）仓库1_4电机Q1.2继电器（7KA5）仓库2_1电机Q1.3继电器（7KA6）仓库2_2电机Q1.4继电器（7KA7

10、）仓库2_3电机Q1.5继电器（7KA8）仓库2_4电机Q1.6继电器（7KA9）步进、伺服电源Q1.7继电器（7KA10、7KA11）三、控制系统软件部分1、单元动作传感器（7SQ1）检测到工件时，传送皮带停止运行。根据工件的颜色，将工件放置在仓库的各层中。放置的逻辑如下：红色工件：仓库1和2的第二层，优先放在仓库1中。黄色工件：仓库1和2的第三层，优先放在仓库1中。蓝色工件：仓库1和2的第四层，优先放在仓库1中。2、程序流程图由于本单元的动作过程为顺序动作过程，因此可采用顺序控制的方法来设计控制软件。可将整个动作顺序划分为：工件检测、提升、仓库工件检测、传送带控制等。具体的顺序控制功能图如下：V0.0 M2.1M2.0M2.2M2.3M2.4M2.5Q0.0Q0.0Q0.5步进/伺服Q0.4QB1Q0.1T6+sm66.7+sm76.7I0.2 (启动)I0.3 (停车) I1.0 (工体检测) Vb2>0IB2I1.1+I1.4T15原点 （I1.0+I1.1+I1.4）M2.6M2.7Q0.0QB1T7+sm66.7