基于n-n通信的复杂控制自动化生产线的设计和实现-自动化毕业论文设计

1表6-1温州职业技术学院毕业综合实践课题名称：基于N:N通信的复杂控制自动化生产线的设计和实现系别：电气电子工程系专业：电气自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：专业技术职务：导师2017年4月浙江温州课题摘要现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,并综合应用到生产设备中;而系统性指的是,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。亚龙YL-335B型是一套典型的自动生产线实训考核装备。它在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。我们此次要做的任务就是将这套设备上所有小站功能利用N:N网络连接起来,模拟成一套高仿真的工业自动化生产线设备。而在项目当中,综合了很多技术知识如:气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。所以,我们最后要想实现一个从供料站到分拣站的一个联机的流程,我们必须先对各小站进行了解,这个了解包括PLC的接线,各单元的气动及传感器的位置调试和传感器在装置侧的接线。然后编写个小站的程序,联机程序,以及MCGS的组态动画。最后实现一个联机的过程。本文介绍了整个自动化生产线生产线的组态与实现,重点介绍了上位机组态的过程关键词PLC,YL-335B,自动生产线（小4号宋体）目次1引言（或绪论）（作为正文第1章，小4号宋体，行距18磅，下同）…………12××××××（正文第2章）……………………Y2.1××××××（正文第2章第1条）…………Y2.2××××××（正文第2章第2条）…………Y2.X××××××（正文第2章第X条）…………Y3×××××（正文第3章）………………Y………（略）X×××××（正文第X章）………Y结论……………………Y致谢……………………Y参考文献………………Y附录A××××（必要时）…………Y附录B××××（必要时）…………Y图1×××××（必要时）…………Y图2×××××（必要时）…………Y表1×××××（必要时）…………Y表2×××××（必要时）…………Y一·引言

所谓自动化（Automation），是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行操作或运行。广义上讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗，服务以及家庭等各方面。

另外，与自动化相关的一个术语就是自动控制（Automatic

Control）,自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。一般的说，自动化主要研究的是人造系统的控制问题，自动控制则除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动化的研究领域。不过人们提到自动控制，通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相似的。

关于控制和自动化技术发展但是其上可以分为四个历史时期：

自动化装置的出现和应用（18世纪以前）

古代人类在长期的生产和生活中，为了减轻自己的劳动，逐渐利用自然界的动力(水力、风力等)代替人力、畜力，以及用自动装置代替人的部分繁杂的脑力在第二次世界大战期间，为了防御火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种精密的自动调节装置，开创了防空火力系统和控制这一新的领域，经典控制理论应运而生。

从20世纪40年代末，开始在美国、西欧和苏联为大学生和研究生开设了自动控制课程。在20世纪50年代，前苏联还在大学里设置了自动化方面的专业，专门培养控制方面的人才。1950年张钟俊教授在上海交通大学为大学生和研究生开设了“伺服机构原理”课程。

1945年美国数学家N.维纳把反馈的概念推广到生物等一切控制系统。1948年他出版的《控制论》一书为控制论奠定了基础。1954年，中国科学家钱学森全面的总结了经典控制理论，在美国出版了用英语撰写的、在世界上很有影响的《工程控制论》（《Engineering

Cybernetics》）一书。

第二次世界大战后工业迅速发展，随着高速飞行、核反应堆、大电力网和大化工厂提出的新控制问题的深入研究，经典控制理论在20世纪50年代又有了新的发展。

由于复杂工业、复杂工业过程和航天系统的自动控制问题都是多变量控制系统的分析和综合问题，迫切需要加以解决，但经典控制理论的直接应用于到了困难，在20世纪70年代微处理机的出现对实现各种复杂的控制任务起了重大的推动作用。此时，一种新的控制理论含苞待放。

公元1956年，前苏联科学家庞特里亚金提出极大值原理。同年美国数学家R.贝尔曼（Bellman）创立动态规划。两者为解决最优控制问题提供了理论工具。1960年美国数学家R.卡尔曼（kalman）提出能控性和能观性两个概念，揭示了系统的内在属性。卡尔曼还引入了状态空间法（State

Space

Method），提出具有varcpro_psid="u2787156";varcpro_pswidth="966";varcpro_psheight="120";二次型性能指标的线性状态反馈率，为线性自动控制系统给出了自动调节器的概念。这些新概念和新方法标志着现代控制理论的诞生.控制与自动化是不断发展的高、新科学技术，对人类生产、生活和科学研究有着非常重要的影响。控制与自动化技术发展至今，可以说是从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可以说无所不在、无处没有。

控制与自动化技术正在迅速的渗入家庭生活中。如全自动洗衣机，不用人手就可以把衣服洗干净；电脑控制的微波炉，不但能按时自动进行烹调，能做出美味的饭菜。而且安全省电；电脑控制的电冰箱，不但能自动控温，保持食物鲜美，而且能告诉食物存储的数量和时间，还能为烹饪美食佳肴提供建议……还有许许多多运用控制与自动化技术的例子存在我们的生活中。

在工厂，人们使用各种自动化装置或系统，如机器人、自动化小车、数控机床、柔性生产线和计算机集成制造系统等，完成产品的加工、装配、运输、存储等工作。在钢铁、石化、农业、渔业和畜牧业等生产和管理过程中，人们用自动化仪表和自动化装置来控制生产参数，实现生产设备、生产过程和管理过程的自动化。

在办公室，人们广泛地引入微型电脑及信息网络、文字处理机、电子传真机、专用交换机、多功能复印机和秘书机器人等技术和设备，不断实现办公自动化。

在交通运输行业、医疗机构、科研机构等行业也普遍的运用了控制与自动化技术和设备。

在我看来，自动化下一步可能趋向于生物自动化，把生物体的一些功能赋予机器，使其智能化有一个质的提高；另一个趋势是家用机器人的研制，可以是人类得到更大的解放；再就是可以盖建筑物的大型自动化装置和机器人；还有一个在科幻电视里看到的，可大幅度压缩的便携式自动化装置，如皮包压缩成黄豆大小。

一·绪论现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,并综合应用到生产设备中;而系统性指的是,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。可编程序控制器(PLC)以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中,担负着生产线的大脑??微处理单元的角色。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务,各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此,YL-335B综合应用了多种技术知识,如气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335B,可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程,使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境,从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。YL-335B采用模块组合式的结构,各工作单元是相对独立的模块,并采用了标准结构和抽屉式模块放置架,具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试,达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标,十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。MCGS嵌入版组态软件具有强大的功能,并且操作简单,易学易用,普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问题,而将精力集中于解决工程问题本身,根据工程作业的需要和特点,组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面,符合中国人的使用习惯和要求。实时性强、有良好的并行处理性能。MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式,丰富、生动的多媒体画面。完善的安全机制完善的安全机制多样化的报警功能。支持多种硬件设备,实现“设备无关”。良好的可维护性。可编程序控制器(PLC)以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中,担负着生产线的大脑??微处理单元的角色。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。因此,本设计将组态技术与PLC技术,有机结合起来,运用组态技术,对自动生产线的各单元进行高仿真。达到模拟运行的目的。

二·嵌入式组态技术在自动化生产线中的应用2.1MCGS嵌入版MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的,专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件,MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分,它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行,运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境,用于对组态后的工程进行模拟测试,方便用户对组态过程的调试。2.2MCGS嵌入版组态软件的构成MCGS嵌入式体系结构分为组态环境、模拟运行环境和运行环境三部分。组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件,可以在PC机上运行。用户可根据实际需要裁减其中内容。它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。运行环境则是一个独立的运行系统,它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义,必须与组态工程一起作为一个整体,才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成,并且将组态好的工程通过串口或以太网下载到下位机的运行环境中,组态工程就可以离开组态环境而独立运行在下位机上。从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。由MCGS嵌入版生成的用户应用系统,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成,如图2.2所示。图2.2图2.2MCGS的构成窗口是屏幕中的一块空间,是一个“容器”,直接提供给用户使用。在窗口内,用户可以放置不同的构件,创建图形对象并调整画面的布局,组态配置不同的参数以完成不同的功能。在MCGS嵌入版中,每个应用系统只能有一个主控窗口和一个设备窗口,但可以有多个用户窗口和多个运行策略,实时数据库中也可以有多个数据对象。MCGS嵌入版用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面,组态配置各种不同类型和功能的对象或构件,同时可以对实时数据进行可视化处理。2.2.1实时数据库实时数据库相当于一个数据处理中心,同时也起到公用数据交换区的作用。MCGS嵌入版使用自建文件系统中的实时数据库来管理所有实时数据。从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库,系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。实时数据库自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理,同时它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其它部分,以便触发相关事件,进行实时处理。因此,实时数据库所存储的单元,不单单是变量的数值,还包括变量的特征参数(属性)及对该变量的操作方法(报警属性、报警处理和存盘处理等)。这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。实时数据库采用面向对象的技术,为其它部分提供服务,提供了系统各个功能部件的数据共享。2.2.2主控窗口主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓,以及运行流程、特性参数和启动特性等项内容,是应用系统的主框架。2.2.3设备窗口设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件,实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来,送入实时数据库,或把实时数据库中的数据输出到外部设备。一个应用系统只有一个设备窗口,运行时,系统自动打开设备窗口,管理和调度所有设备构件正常工作,并在后台独立运行。注意,对用户来说,设备窗口在运行时是不可见的。2.2.4用户窗口用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象:图元、图符和动画构件。图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面和定义动画的方法。动画构件对应于不同的动画功能,它们是从工程实践经验中总结出的常用的动画显示与操作模块,用户可以直接使用。通过在用户窗口内放置不同的图形对象,搭制多个用户窗口,用户可以构造各种复杂的图形界面,用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。2.2.5运行策略运行策略本身是系统提供的一个框架,其里面放置有策略条件构件和策略构件组成的“策略行”,通过对运行策略的定义,使系统能够按照设定的顺序和条件操作实时数据库、控制用户窗口的打开、关闭并确定设备构件的工作状态等,从而实现对外部设备工作过程的精确控制。一个应用系统有三个固定的运行策略:启动策略、循环策略和退出策略,同时允许用户创建或定义最多512个用户策略。启动策略在应用系统开始运行时调用,退出策略在应用系统退出运行时调用,循环策略由系统在运行过程中定时循环调用,用户策略供系统中的其它部件调用。

3·自动化生产线设备3.1自动化生产线(YL-335B)的基本组成亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图3.1所示。其中,每一工作单元都可自成一个独立的系统,同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主,但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制,该驱动系统具有长行程、多定位点的特点,是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一,是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控制方面,YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案,即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务,各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式,组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单,价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用,在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面,掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术,将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。1、供料单元的基本功能:供料单元是YL-335B中的起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是:按照需要将放置在料仓中待加工工件(原料)自动地推出到物料台上,以便输送单元的机械手将其抓取,输送到其他单元上。如图3.2所示为供料单元实物的全貌。图3.2供料单元实物的全貌2、加工单元的基本功能:把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的抓取机械手装置送来)送到冲压机构下面,完成一次冲压加工动作,然后再送回到物料台上,待输送单元的抓取机械手装置取出。如图3.3所示为加工单元实物的全貌。图3.3加工单元实物的全貌3、装配单元的基本功能:完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。装配单元总装实物图如3.4。图3.4装配单元实物的全貌4、分拣单元的基本功能:完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣,使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。如图3.5所示分拣单元实物的全貌。图3.5分拣单元实物的全貌5、输送单元的基本功能:该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位,并在该物料台上抓取工件,把抓取到的工件输送到指定地点然后放下,实现传送工件的功能。输送单元的外观如图3-6所示。图3.6输送单元外观图直线运动传动机构的驱动器可采用伺服电机或步进电机,视实训目的而定。YL-335B的标准配置为伺服电机。3.2YL-335B的电气控制3.2.1YL-335B工作单元的结构特点YL-335B设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。每一工作单元机械装置整体安装在底板上,而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。因此,工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换是一个关键的问题。YL-335B的解决方案是:机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。图3.7和图3.8分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构,上层端子用以连接DC24V电源的+24V端,底层端子用以连接DC24V电源的0V端,中间层端子用以连接各信号线。PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构,上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号,15针接头电缆连接PLC的输出信号。3.2.2YL-335B的控制系统YL-335B的每一工作单元都可自成一个独立的系统,同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。1、当工作单元自成一个独立的系统时,其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号,来源于该工作单元按钮指示灯模块。按钮指示灯模块如图3.9所示。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。图3.9按钮指示灯模块模块盒上器件包括:⑴指示灯(24VDC):黄色(HL1)、绿色(HL2)、红色(HL3)各一只。⑵主令器件:绿色常开按钮SB1一只红色常开按钮SB2一只选择开关SA(一对转换触点)急停按钮QS(一个常闭触点)2、当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时,对于采用三菱FX系列PLC的设备,YL-335B的标准配置是采用了基于RS485串行通信的N:N通信方式。设备出厂的控制方案如图3.10所示。图3.10YL-335B的通信网络各工作站PLC配置如下:⑴输送单元:FX1N-40MT主单元,共24点输入,16点晶体管输出。⑵供料单元:FX2N-32MR主单元,共16点输入,16点继电器输出。⑶加工单元:FX2N-32MR主单元,共16点输入,16点继电器输出。⑷装配单元:FX2N-48MR主单元,共24点输入,24点继电器输出。⑸分拣单元:FX2N-32MR主单元,共16点输入,16点继电器输出。3、人机界面系统运行的主令信号(复位、启动、停止等)通过触模屏人机界面给出。同时,人机界面上也显示系统运行的各种状态信息。人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁。使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况,使操作变的简单生动,并且可以减少操作上的失误,即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化,同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数,降低生产的成本,同时由于面板控制的小型化及高性能,相对的提高了整套设备的附加价值。YL-335B采用了昆仑通态(MCGS)TPC7062KS触摸屏作为它的人机界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU为核心(主频400MHz)的高性能嵌入式一体化工控机。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800×480),四线电阻式触摸屏(分辨率4096×4096),同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE.NET(中文版)和MCGS嵌入式组态软件(运行版)。3.3自动化生产线工艺流程介绍3.3.1供料站的工作流程供料站接收到系统发来的供料指令后,如果出料台上没有工件,即进行把工件推到出料台上的操作。工件推出到出料台后,应向系统发出出料台上有工件信号。若供料站的料仓内没有工件或工件不足,则向系统发出报警或预警信号。当系统发来的启动信号被复位时,工作站在完成本工作周期后退出运行状态。3.3.2装配站的工作流程①启动后,如果回转台上的左料盘内没有小园柱零件,就执行下料操作;如果左料盘内有零件,而右料盘内没有零件,执行回转台回转操作。②如果回转台上的右料盘内有小园柱零件且装配台上有待装配工件,开始执行装配过程。执行装配机械手抓取小园柱零件,放入待装配工件中的操作。装入动作完成后,向系统发出装配完成信号。③完成装配任务后,装配机械手应返回初始位置,等待下一次装配。3.3.3加工站的工作流程加工站接收到系统发来的启动信号时,即进入运行状态。当加工台上有工件且被检出后,设备执行将工件夹紧,送往加工区域冲压,完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。冲压动作完成且加工台返回待料位置后,向系统发出加工完成信号。如果没有停止信号输入,当再有待加工工件送到加工台上时,加工单元又开始下一周期工作。3.3.4输送站的工作流程输送站接收到人机界面发来的启动指令后,即把启动指令发往各从站。在接收到供料站的“出料台上有工件”信号后,输送站抓取机械手装置应执行抓取供料站工件的操作。动作完成后,伺服电机驱动机械手装置以不小于300mm/s的速度移动到装配站装配台的正前方,把工件放到装配站的装配台上。接收到装配完成信号后,机械手装置应抓取已装配的工件,然后从装配站向加工站运送工件,到达加工站的加工台正前方,把工件放到加工台上。机械手装置的运动速度要求与②相同。接收到加工完成信号后,机械手装置应执行抓取已压紧工件的操作。抓取动作完成后,机械手臂逆时针旋转90°,然后伺服电机驱动机械手装置移动到分拣站进料口。执行在传送带进料口上方把工件放下的操作。机械手装置的运动速度要求与②相同。机械手装置完成放下工件的操作并缩回到位后,手臂应顺时针旋转90°,等待下一次搬运工作。3.3.5分拣站的工作流程:分拣站接收到系统发来的启动信号时,即进入运行状态。当输送站机械手装置放下工件、缩回到位后,分拣站的变频器即启动,驱动传动电动机人机界面所指定的变频器运行频率的速度,把工件带入检测区进行芯件嵌入高度检测和芯件颜色检测。进行芯件嵌入高度检测时允许传送带停车,停车时间可根据检测装置的特性自行确定。成品工件按芯件嵌入高度分为两类:①若芯件端面与杯形工件端面之间的高度差值在±0.5毫米以内为第一类成品。②若芯件端面凸出杯形工件端面大于0.5毫米且小于1.5毫米,为第二类成品。③不在上述两类成品范围内的工件为废品。满足套件关系的第一类成品工件每个白色芯工件和一个黑色芯工件搭配组合成一组套件,不考虑二个工件的排列顺序到达1号滑槽中间时,传送带停止,推料气缸1动作把工件推出;满足套件关系的第二类成品工件每个白色芯工件和一个黑色芯工件搭配组合成一组套件,不考虑二个工件的排列顺序到达2号滑槽中间时,传送带停止,推料气缸2动作把工件推出。不满足上述套件关系的工件和废品工件到达3号滑槽中间时,传送带停止,推料气缸3动作把工件推出。从分拣站1号滑槽和2号滑槽输出的总套件数达到指定数量时,一批生产任务完成,系统发出停止运行指令。3.4三菱FX系列PLCN:N通信3.4.1三菱FX系列PLCN:N通信网络的特性FX系列PLC支持以下5种类型的通讯:(1)N:N网络:用FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N等PLC进行的数据传输可建立在N:N的基础上,使用这种网络,能链接小规模系统中的数据。它适合于数量不超过8个的PLC(FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N)之间的互连。(2)并行链接:这种网络采用100个辅助继电器和10个数据寄存器在1:1的基础上来完成数据传输。(3)计算机链接(用专用协议进行数据传输):用RS485(422)单元进行的数据传输在1:n(16)的基础上完成。(4)无协议通讯(用RS指令进行数据传输):用各种RS232单元,包括个人计算机、条形码阅读器和打印机,来进行数据通讯,可通过无协议通讯完成,这种通讯使用RS指令或者一个FX2N-232IF特殊功能模块。(5)可选编程端口:对于FX2N、FX2NC、FX1N、FX1S系列的PLC,当该端口连接在FX1N-232BD、FX0N-232ADP、FX1N-232BD、FX2N-422BD上时,可以和外围设备(编程工具、数据访问单元、电气操作终端等)互连。采用三菱FX系列PLC的YL?335B系统选用N:N网络实现各工作站的数据通讯,本节只介绍N:N通信网络的基本特性和组网方法,有关其他通讯类型,请参阅“FX通信用户手册”。N:N网络建立在RS485传输标准上,网络中必须有一台PLC为主站,其他PLC为从站,网络中站点的总数不超过8个。图3.11所示是YL-335A的N:N网络配置。图3.11YL-335A系统中N:N通信网络的配置系统中使用的RS485通信接口板为FX2N-485-BD和FX1N-485-BD,最大延伸距离50m,网络的站点数为5个。N:N网络的通信协议是固定的:通信方式采用半双工通讯,波特率(BPS)固定为38400BPS;数据长度、奇偶校验、停止位、标题字符、终结字符以及和校验等也均是固定的。N:N网络是采用广播方式进行通信的:网络中每一站点都指定一个用特殊辅助继电器和特殊数据寄存器组成的链接存储区,各个站点链接存储区地址编号都是相同的。各站点向自己站点链接存储区中规定的数据发送区写入数据。网络上任何1台PLC中的发送区的状态会反映到网络中的其他PLC,因此,数据可供通过PLC链接连接起来的所有PLC共享,且所有单元的数据都能同时完成更新。3.4.2安装和连接N:N通信网络网络安装前,应断开电源。各站PLC应插上485-BD通信板。它的LED显示/端子排列如图3.12所示。图3.12485-BD板显示/端子排列YL-335B系统的N:N链接网络,各站点间用屏蔽双绞线相连,如图3.13所示,接线时须注意终端站要接上110欧姆的终端电阻(485BD板附件)。图3.13335APLC链接网络连接进行网络连接时应注意:1、图3.13中,R为终端电阻。在端子RDA和RDB之间连接终端电阻(110欧姆)2、将端子SG连接到可编程控制器主体的每个端子,而主体用100欧姆或更小的电阻接地。3、屏蔽双绞线的线径应在英制AWG26~16范围,否则由于端子可能接触不良,不能确保正常的通信。连线时宜用压接工具把电缆插入端子,如果连接不稳定,则通讯会出现错误。如果网络上各站点PLC已完成网络参数的设置,则在完成网络连接后,再接通各PLC工作电源,可以看到,各站通信板上的SDLED和RDLED指示灯两者都出现点亮/熄灭交替的闪烁状态,说明N:N网络已经组建成功。如果RDLED指示灯处于点亮/熄灭的闪烁状态,而SDLED没有(根本不亮),这时须检查站点编号的设置、传输速率(波特率)和从站的总数目。3.4.3组建N:N通信网络1、网络组建的基本概念和过程FX系列PLCN:N通信网络的组建主要是对各站点PLC用编程方式设置网络参数实现的。FX系列PLC规定了与N:N网络相关的标志位(特殊辅助继电器)和存储网络参数和网络状态的特殊数据寄存器。当PLC为FX1N或FX2N(C)时,N:N网络的相关标志(特殊辅助继电器)如表3.15所示,相关特殊数据寄存器如表3.16所示。表3.15特殊辅助继电器特性辅助继电器名称描述响应类型RM8038N:N网络参数设置用来设置N:N网络参数M,LRM8183主站点的通信错误当主站点产生通信错误时ONLRM8184~M8190从站点的通信错误当从站点产生通信错误时ONM,LRM8191数据通信当与其他站点通信时ONM,L表3.16特殊数据寄存器特性数据寄存器名称描述响应类型RD8173站点号存储它自己的站点号M,LRD8174从站点总数存储从站点的总数M,LRD8175刷新范围存储刷新范围M,LWD8176站点号设置设置它自己的站点号M,LWD8177从站点总数设置设置从站点总数MWD8178刷新范围设置设置刷新范围模式号MW/RD8179重试次数设置设置重试次数MW/RD8180通信超时设置设置通信超时MRD8201当前网络扫描时间存储当前网络扫描时间M,LRD8202最大网络扫描时间存储最大网络扫描时间M,LRD8203主站点通信错误数目存储主站点通信错误数目LRD8204~D8210从站点通信错误数目存储从站点通信错误数目M,LRD8211主站点通信错误代码存储主站点通信错误代码LRD8201~D8218从站点通信错误代码存储从站点通信错误代码M,L在表3.15中,特殊辅助继电器M8038(N:N网络参数设置继电器,只读)用来设置N:N网络参数。对于主站点,用编程方法设置网络参数,就是在程序开始的第0步(LDM8038),向特殊数据寄存器D8176~D8180写入相应的参数,仅此而已。对于从站点,则更为简单,只须在第0步(LDM8038)向D8176写入站点号即可。例如,图3.17给出了设置输送站(主站)网络参数的程序。图3.17主站点网络参数设置程序上述程序说明如下:⑴编程时注意,必须确保把以上程序作为N:N网络参数设定程序从第0步开始写入,在不属于上述程序的任何指令或设备执行时结束。这程序段不需要执行,只须把其编入此位置时,它自动变为有效。⑵特殊数据寄存器D8178用作设置刷新范围,刷新范围指的是各站点的链接存储区。对于从站点,此设定不需要。根据网络中信息交换的数据量不同,可选择如表3.19(模式0),表3.20(模式1)和表3.21(模式2)三种刷新模式。在每种模式下使用的元件被N:N网络所有站点所占用。表3.19模式0站号与字元件对应表表3.20模式1站号与位、字元件对应表站点号元件站点号元件位软元件M字软元件D位软元件M字软元件D0点4点32点4点第0号?D0~D3第0号M1000~M1031D0~D3第1号?D10~D13第1号M1064~M1095D10~D13第2号?D20~D23第2号M1128~M1159D20~D23第3号?D30~D33第3号M1192~M1223D30~D33第4号?D40~D43第4号M1256~M1287D40~D43第5号?D50~D53第5号M1320~M1351D50~D53第6号?D60~D63第6号M1384~M1415D60~D63第7号?D70~D73第7号M1448~M1479D70~D73表3.21模式2站号与位、字元件对应表站点号元件位软元件M字软元件D64点4点第0号M1000~M1063D0~D3第1号M1064~M1127D10~D13第2号M1128~M1191D20~D23第3号M1192~M1255D30~D33第4号M1256~M1319D40~D43第5号M1320~M1383D50~D53第6号M1384~M1447D60~D63第7号M1448~M1511D70~D73在图3.21的程序例子里,刷新范围设定为模式1。这时每一站点占用32×8个位软元件,4×8个字软元件作为链接存储区。在运行中,对于第0号站(主站),希望发送到网络的开关量数据应写入位软元件M1000~M1063中,而希望发送到网络的数字量数据应写入字软元件D0~D3中,……,对其他各站点如此类推。⑶特殊数据寄存器D8179设定重试次数,设定范围为0~10(默认3),对于从站点,此设定不需要。如果一个主站点试图以此重试次数(或更高)与从站通信,此站点将发生通信错误。⑷特殊数据寄存器D8180设定通信超时值,设定范围为5~255(默认5),此值乘以10ms就是通信超时的持续驻留时间。⑸对于从站点,网络参数设置只需设定站点号即可,例如供料站(1号站)的设置,如图3.22所示。图3.22从站点网络参数设置程序例如果按上述对主站和各从站编程,完成网络连接后,再接通各PLC工作电源,即使在STOP状态下,通信也将在进行。

六、结论

在这个自动化设施遍地都是的社会，没有自动化方面的知识是万万不行的，只有学会如何使用这些自动化设备，才能使这些自动化设备真正的为人类“谋”福利，才能真正的解放人。同时，自动化设备大都是一些机械设备，有一些可能有一定的危险性，如果在使用时不明白其原理，很有可能造成事故，因此，自动化方面的理论知识是每一个人都不可缺少的，只有如此才能使我们处在一个安全、舒适、便捷的环境里。

对于我们自动化专业的学生，不仅在日常生活中会遇到自动化设备，在我们将来的工作中，也是每天都与自动化设备打交道，因此我们只有把自动化方面的理论知识学好并且学精，才能在工作中不出事故，才能在工作中有所作为。自动化课程不同于其他课程，他需要我们多注意我们身边的自动化设备，在思维理由一个大致的模型，在学习的过程中，多联系一下实际设备，只有这样，我们才能真正的学好自动化，才有机会成为一名优秀的自动化工作者。

1引言（或绪论）（作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行）×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××………1．1××××××（作为正文2级标题，用4号黑体，加粗）×××××××××（小4号宋体）××××××…………1.1.1××××（作为正文3级标题，用小4号黑体，不加粗）×××××××××（小4号宋体）×××××××××××××××××××××××××××………2×××××××（作为正文第2章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行）×××××××××（小4号宋体）×××××××××××××××××××××××××××××××××××………注：若标题级数不够，可自行增加，格式与三级标题一致；或以（1）、（2）及1）、2）来表示；不可出现1、2等。图：一律采用五号宋体整体居中，必须有对应的题目，图号按章顺序编号，图号和图题之间空一格（如“图3－2斜视图案例”为第三章第二图）。如果图中含有几个不同部分，应将分图号标注在分图的左上角，并在图题下列出各部分内容。图3-2斜视图案例(a)立方体斜视图(b)长方体斜视图表：一律采用五号宋体整体居中，必须有对应的题目，表号按章顺序编号，表号和表题之间空一格（如“表3－2物体尺寸表”为第三章第二表）。表3-2物体尺寸表物体号长（cm）宽（cm）高（cm）备注a404040立方体b804040长方体页码一律置于页脚居中，用阿拉伯数字表示（本文档的页码已设置成自动格式）。为保证打印效果，学生在打印前，请将全文字体的颜色统一设置成黑色。（空2行）结论（小3号黑体，居中）×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………（空2行）致谢（小3号黑体，居中）×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××…………（空2行）[参考文献]（小3号黑体，居中）[1]×××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××[2]××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××[3]××××××××××××××××××××××……示例:[1]张志建.严复思想研究[M].桂林:广西师范大学出版社，1989.[2]伍蠡甫.西方文论选[C].上海:上海译文出版社，1979.[3]李大伦.经济全球化的重要性[N].光明日报，1998-12-27，(3)[4]刘伟.汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究[D].北京:北京师范大学心理系，1998.说明:参考文献的类型以单字母方式标识:M--专著，C--论文集，N--报纸文章，J--期刊文章，D--学位论文，R--报告，S--标准，P--专利;对于不属于上述的文献类型，采用字母“Z”标识。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究HYPERLI