基于PLC控制的自动化生产线系统设计
摘要：随着自动化技术的发展，自动化生产线的相关技术也日渐成熟。由此在现代工业生产中自动化生产线的优点也被人们所熟知，也是将是工业生产发展方向。此篇以亚龙Y338-B为基础，设计一套西门子s7-200PLC自动化生产线。Y335-B一共包含五个站(供料、装配、加工、输送、分拣)。由PLC控制并进行通信、传感器进行检测、触摸屏进行人机交流。
关键字：自动化生产线；现代工业生产
Absrtact: With the development of automation technology, the related technology of automation production line is becoming more and more mature. Therefore, the advantages of automatic production line in modern industrial production are well known, and it will be the direction of industrial production development. Based on Yalong Y338-B, this paper designs a set of Siemens S7-200 PLC automatic production line. Y335-B consists of five stations (feeding, assembling, processing, conveying and sorting). PLC controls and carries out communication, sensor detection, touch screen for human-computer communication.
Key words: automatic production line; modern industrial production
目录
第一章：自动化生产线的概论 4
1.1自动化生产线的产生与发展 4
1.2自动化生产线的基本组成 4
第二章 PLC概论 6
2.1可编程逻辑控制器的产生和发展 6
2.2 PLC的定义和特点 7
2.3 PLC的硬件组成及各部分的作用 8
2.4 PLC的工作原理 8
第三章 自动生产线控制系统的设计 9
3.1课程设计的任务说明 9
3.1.1各站的动作要求 9
3.1.2自动化生产线动作过程 10
3.2自动化生产线的电源要求 15
3.3自动线中重要设备的简介 16
3.3.1通用变频器 16
3.3.2伺服驱动系统 16
3.3.3嵌入式人机界面 17
3.4自动线的电气设计 17
3.4.1 YL-335B中PLC的选型 17
3.4.2传感器的选择 18
3.4.4自动线气动连接要求及各站气缸的初始位置 21
3.4.5 I/O分配表及部分电气接线图 22
第四章 总结 29
附录 31
附录一 PLC梯形图程序 31
参考文献 31
第一章：自动化生产线的概论
1.1自动化生产线的产生与发展
生产线是指产品生产过程中产物所走过的线路，即原材料经由加工、搬运、装配、检测、包装等一系列生产过程所经过的线路。生产线在我们的生活中无处不在，所有的商品都是由或大或小的生产线生产出来的。生产线在我们生活中叫做“流水线”，从古至今在制造业都讲究流水化作业，流水化作业的优点在于节省时间，每个人只做某一步，这样这个人就会在长时间的重复动作中找规律，从而节省时间。其实这就是生产线。生产线依照自动化规模程度的大小分可分为自动化生产线和非自动化生产线。上面所说的就是非自动化生产线。随着科技的发展人们对商品的需求不断增大，传统的非自动化生产线已经无法满足人们的需求，自动化生产线技术就成了人们的刚需。上个世纪二十年代，由于重工业向着高科技方向发展，机械制造加工业中最先有自动化生产线的利用，在这之前已经出现了半自动化生产线，在这之后逐渐发展成为自动化生产线。从上世纪40与50年代起，发达国家的自动化生产线数量快速增加。海内自动化生产线相对与海外起步较晚，是从上世纪八、90年代才开始的，但我国技术的发展速度很快，在这30和四十年间，中国的自动化技术有了显著的提升，一些国有品牌已经有了和外企品牌匹敌的权势。现在正是我国自动化生产线技术走向高端、精密的重要时期。而且现在我国的制造业正处在产业转型期，从老的生产模式转为现代化生产，这就是自动化生产线技术的春天，也是学习和研究自动化生产线技术的大好时光。
一、选题简介、意义
PLC自动化控制系统多数应用于实际工业生产系统中，以PC机作为上位机，以PLC作为基本控制单元，集控制和管理于一身的控制系统在现代化生产及管理中越来越显示出优越性,因此研究基于PLC的自动生产线物流控制系统具有非常实用的意义。
自动化生产线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系，通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备,组成完全自动化的生产线，来实现产品的生产，从而降低生产成本、提高加工质量、提高工作效率。
可编程控制器是-种数字运算操作的电子系统，专为:工业环境而设计的。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储器执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。
本课题根据自动物流生产线的特点和控制要求,设计了基于PLC的自动生产线控制系统。整体方案确定后，合理选择PLC,设计系统电气电路，完成PLC控制软件设计和仿真。
根据自动生产线控制系统的运行特点和控制要求，设计了基于PLC的自动化生产线物流控制的控制方案。采用了西门子公司S7- -200系列作为控制器，进行了硬件方面的设计和软件的编制。
主要目标是对工厂自动生产线的控制系统进行硬件与软件方面的设计,由于控制系统设计与整个物流系统的电气机械结构、工艺流程，PLC组态和程序开发工具，控制单元之间通讯方式等部分存在密不可分的联系，因此对这些部分也进行了相应的设计研究工作。
PLC控制系统的总体设计。首先在对生产线运行特点和工艺流程进行了分析的基础上,根据生产线控制系统的控制内容和控制目标对生产线进行了总体的设计。包括控制方式的选择、控制方案的确定、运输小车的结构设计、运输小车的驱动方案设计和工位操作台的设计。
PLC控制系统硬件方面的设计。首先对可编程控制器的组成和工作原理进行了研究。其次按照可编程控制器控制系统设计的步骤,根据控制系统的性能结构、I/0点数、存储容量以及特殊功对控制器进行了选型和I /0接口的分配，并结合现场的实际安装环境进行了控制器安全电路的设计，以保证控制器使用的可靠性。
运用西门子PLC编程软件对控制系统进行了软件方面的开发。对可编程控制器的编程语言和编程环境进行了研究,然后根据控制系统的逻辑关系编写了系统的顺序功能流程图，并运用西门子编程软件完成了控制程序的编写。
控制系统的调试工作。对编写的PLC程序进行初步的调试和修改，完成PLC的自动生产线物流控制系统的模拟调试和仿直。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）主要内容：
本课题是以实际需求出发，以plc控制的自动化生产线系统设计
（二）要解决的问题：
1、自动化生产线系统的总体设计；
2、自动化生产线系统的硬件构成；
3、自动化生产线系统软件设计；
（三）预期目标：根据项目要求，完成理想的plc控制生产线系统，实现控制器对生产线的准确地控制。
（四）研究步骤：
本课题共分为四个阶段：
第一阶段：发现问题，查阅资料，确定问题，确定课题方案，完成开题报告；
第二阶段：完成系统架构，进行总体结构的设计；
第三阶段：进行系统硬件与软件的设计；
第四阶段：整理技术资料，准备论文答辩；
（五）工作方法及措施：
工作方法：根据要求一步一步的设计并进行试验
措施：基于在外面公司的实习经验和在学校学习所得，在指导老师的指导下，以PLC为基础，自动化生产线系统设计。
三.研究工作进度
第1-2周 明确设计任务，查阅设计资料，翻译相关外文资料。
第3-6周 完成设计，设计出基于PLC的自动生产线控制系统的硬件和软件。并进行模拟调试和仿真。
第7-8周完成设计论文编写，进行答辩。
参考文献
[1]向晓汉.PLC应用技术与实践[M].北京：电子工业出版社，2014.
[2]向晓汉，宋昕.变频器与步进/伺服完全精通教程[M].化学工业出版社，2016
[3]张同苏，李志梅。自动化生产线安装与调试实训和备赛指导[M].高等教育出版社，2015
