码垛机械手PLC控制系统设计
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一、要求机械手的PLC控制1.设备基本动作:机械手的动作过程分为顺序的8个工步:既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环(周期)回到原位。
并且只有当右工作台上无工件时,机械手才能从右上位下降,否则,在右上位等待。
2.控制程序可实现手动、自动两种操作方式;自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。
3.设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。
4. 在实验室实验台上运行该程序。
二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
3.“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式时手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。
注解:“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动(连续)两种操作模式,使用顺序控制法编程。
PLC 机型选用CPM2A-40型,其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。
“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。
有手动、自动(单工步、单周期、连续)操作方式。
手动方式与自动方式分开编程。
参考其编程思想。
“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式有手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。
用CPM1A编程。
这里“误操作禁止”是指当自动(单工步、单周期、连续)工作方式时,按一次操作按钮自动运行方式开始,此后再按操作按钮属于错误操作,程序对错误操作不予响应。
PLC控制机械手控制系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于控制机械设备的电子设备,广泛应用于工业自动化领域。
在机械手控制系统设计中,PLC可以起到关键的作用,实现机械手的精确控制和高效运行。
下面将介绍PLC控制机械手控制系统的设计要点。
首先,PLC控制机械手控制系统设计需要明确系统的功能和需求。
根据机械手的应用场景和任务要求,确定系统需要具备的功能和性能指标,例如机械手的动作速度、精度、负载能力等。
其次,PLC控制机械手控制系统设计需要选择合适的PLC型号和配套设备。
根据系统需求和实际情况,选择适合的PLC型号和配套设备,例如输入输出模块、通信模块、运动控制模块等。
同时,还需要考虑PLC的编程环境和开发工具,确保可以方便地进行PLC程序的编写和调试。
然后,PLC控制机械手控制系统设计需要进行系统的硬件设计。
根据机械手的结构和控制需求,设计硬件电路和连接方式,包括传感器的选择和布置、执行器的选型和控制方式等。
同时,还需要考虑系统的电源供应和电气安全措施,确保系统的稳定性和安全性。
接下来,PLC控制机械手控制系统设计需要进行PLC程序的编写和调试。
根据系统功能和需求,编写PLC程序,包括输入输出的配置、数据处理的逻辑、控制算法的实现等。
在编写过程中,需要进行充分的测试和调试,确保程序的正确性和可靠性。
最后,PLC控制机械手控制系统设计需要进行系统的集成和调试。
将PLC控制系统与机械手的其他部分进行集成,包括传感器、执行器、机械结构等。
进行系统的调试和优化,确保机械手的正常运行和稳定性。
总之,PLC控制机械手控制系统设计需要从系统的功能和需求出发,选择合适的PLC型号和配套设备,进行系统的硬件设计,编写PLC程序并进行调试,最后进行系统的集成和调试。
通过科学合理的设计和调试,可以实现机械手的精确控制和高效运行。
目录附录1 课题审批表附录2 毕业设计任务书附录3 毕业设计开题报告附录4 毕业设计计划进程表附录5 毕业设计中期检查表外文文献外文翻译附录1 课题申请表毕业设计(论文)课题申请表附录2 任务书毕业设计(论文)任务书(由指导教师填写)附录3 开题报告毕业设计(论文)开题报告附录4计划进程表毕业设计(论文)计划进程表附录5 中期检查表毕业设计(论文)中期检查表一套采用PLC及工业无线模块构建的工业现场水泵控制试验系统Ramazan Bayindir a, Yucel Cetinceviz ba 土耳其安卡拉Gazi大学技术学院b 土耳其卡斯特木卡斯特姆大学机电一体化高等教育职业学院文章信息关键词文章历史:可编程控制器2010年6月22日收到分布式IO2010年10月14修订工业无线局域网2010年10月19接受工业以太网摘要本文设计了一套针对工厂的水泵控制系统,并在实验室完成了该系统的构建。
在这些工厂中的工作环境比较恶劣,如存在化学品,振动和频繁移动部件,从而可能会损害控制系统的构成部件——电线或电缆。
由此,数据不得不通过公共路径进行传输。
本文所设计的系统采用了可编程控制器(PLC)及工业无线局域网(IWAN)技术。
它是由一个PLC,一个通信处理器,两个IWAN模块,和一个分布式输入∕输出模块,以及水泵和传感器组成。
该系统以工业以太网和标准的传输控制协议∕网际协议(TCP/IP)来实现参数,配置和诊断数据的通信的。
可编程控制器的主要功能是根据水罐中的水位控制水泵的启停。
水位信号是由压力变送器和多组限位开关获取的。
本文的目的是对于电缆布线不可能的生产过程提供一个可行的解决方案。
它还有安装和维护的成本较低,运行可靠,强大和灵活的结构,适合工业应用的优点。
©2010。
由爱思唯尔公司保留所有权利1.简介现代生产过程使用工业自动化系统。
在这些过程的自动化是必然的,它能促进高效率和高质量的生产。
对这一级的自动化,一天天的生产任务已迅速取得进展。
基于PLC的机械手控制系统设计任务书任务书设计目标:设计一个基于PLC的机械手控制系统,能够实现对机械手的精确控制和操作。
系统能够完成各种复杂的任务,如物料的搬运、装配和堆垛等。
设计要求:1.系统应具备自动化控制功能,能够通过PLC对机械手进行控制。
2.系统应支持多种控制模式,如手动控制、自动控制和远程控制等。
3.系统应能够实现对机械手各个关节的精确控制,保证操作的准确性和稳定性。
4.系统应具备自诊断和故障检测能力,能够对机械手的状态进行实时监测和报警。
5.系统应具备良好的反应速度,能够快速响应用户的指令和要求。
6.系统应采用可靠的通信协议和接口,能够与其他设备和系统进行数据交互。
7.系统应具备良好的人机交互界面,易于操作和使用。
8.系统应具备扩展性和可升级性,能够满足未来的需求和变化。
设计内容:1.系统硬件设计:a)选择适合的PLC控制器和电机驱动器,满足系统要求。
b)设计机械手的结构和传动装置,考虑机械手的工作范围和载荷要求。
c)选择合适的传感器和执行器,用于机械手的位置检测和动作执行。
d)设计电源和电气控制部分,提供稳定可靠的电力供应。
e)设计安全保护装置,确保系统和人身安全。
2.系统软件设计:a)编写PLC控制程序,实现机械手的各种动作和控制模式。
b)设计人机交互界面,使操作人员能够方便地对机械手进行控制和监测。
c)实现系统的自诊断和故障检测功能,能够及时发现和排除故障。
d)设计远程控制和数据交互功能,使系统能够与其他设备和系统进行联动。
3.系统测试和验收:a)对系统进行各种功能和性能测试,确保系统能够满足设计要求。
b)进行系统集成测试,验证系统与其他设备和系统的接口和兼容性。
c)完成系统的文档编写和培训,使用户能够方便地使用和维护系统。
d)按照用户需求和要求进行现场验收和调试,确保系统正常运行。
4.系统实施和推广:a)根据用户需求和场地情况,对系统进行布局和安装。
b)组织人员进行系统使用和维护培训,使用户能够熟练使用系统。
关键词:可编程逻辑控制器;系统运行;程序;工业机器人0引言针对于金属制造行业,金属制品的生产和输送以及人工码垛效率低下的问题,而引入PLC 与工业机器人到传统的生产线,实现生产线全自动化的现代化改造,保证高效、稳定的生产,减少人力成本的投入。
要较好地实现对生产线的自动控制,则对相应的设备电气控制就提出了较高的、较新的控制要求。
1控制系统方案本文以方棒码垛生产线为例,该生产线最主要的是码垛工作站,完成将输送辊上的物料送到成品输送链上进行码垛,系统硬件组成如图1所示。
该工作站是要以ABB工业机器人和西门子PLC为核心,其中工业机器人选用的是IRB460,实现物料的码垛。
而PLC选用S7-1200系列,主要完成该控制系统的物料传送和物料对正,以及成品输出链上的码垛和步进传动,另一方面PLC还要与工业机器人进行通讯,通知机器人完成取料等任务,再进行码垛。
而触摸屏作为整个系统的人机界面窗口,时刻监控整个系统的运行当前状态,还可在组态界面设定和修改相应码垛工位的相关参数,例如夹取根数、码垛层数等等。
整个系统的控制都围绕着PLC,通过工业以太网或Profinet通讯来实现PLC与触摸屏或其他设备的信号交互,实现与各远程I/O站、机器人的信号交互以及来实现控制。
通过相互建立通信,使得PLC可以接收外部的物料信息,依据物料信息和传感器的信号,自动完成相应物料的码垛工作,并实时将码垛相关信息反馈给PLC。
2系统工作流程整个系统的运行流程可以概括为:当工作站的安全门闭合、物料辊的物料根数大于或等于9根且完成物料的对正、成品输送链上的码垛盘无物料等前提下,这些信号通过PLC与工业机器人的通讯,收到这些信号后,工业机器人可以完成首次取料并完成码垛功能。
系统的工作流程如图2所示。
3程序设计3.1PLC程序设计在本工作站中,PLC要控制系统进行自动送料和物料的对正。
系统启动后,机器人回到Home 点,当第2输送辊的整列电机工作、安全门闭合、步进链电机工作等条件下,机器人回到Home点,PLC通过输送辊传送的物料根数,检测大于或等于设定根数,此时,PLC控制气动回路的电磁换向阀,2个对正气缸完成物料的对正,根据机器人的设定工作程序,2s后机械手的夹爪移动到指定物料所在的坐标位置,2s后夹紧且到达后限位,此时机械臂将物料搬运到成品链上的堆垛位指定坐标,PLC控制气动回路的电磁换向阀,夹爪放松物料且到达前限位,就这样始终循环程序,完成物料的码垛且到达设定的物料层高,此时控制成品链的步进电机向前移动。
机械手PLC控制系统设计与装调机械手是一种用来代替人工完成重复性、繁琐或危险工作的机械装置。
PLC控制系统是一种可编程逻辑控制器,能够实现自动化控制和监控设备的功能。
机械手PLC控制系统设计与装调是指利用PLC控制系统来控制机械手的运动和动作。
1.系统需求分析:根据机械手的任务和要求,分析系统所需的功能和性能,确定系统的控制策略。
2.硬件设计:根据系统需求,设计PLC控制系统的硬件部分,包括选择适当的PLC、输入输出模块、传感器等设备,并进行布置和连线。
3.软件设计:根据机械手的动作和任务,设计PLC控制系统的软件部分,包括编写PLC程序、设置逻辑关系和时序控制等。
4.程序调试:将编写好的PLC程序烧写到PLC中,并进行调试和测试。
通过观察机械手的运动和动作,检查是否符合系统需求。
5.故障排除:在调试过程中,如果发现机械手运动不正常或出现故障,需要进行故障排除和修复,确保系统正常运行。
6.系统调试:将机械手与PLC控制系统进行连接,并进行整体调试和测试。
通过检查机械手的运动轨迹和动作正确性,验证系统是否满足设计要求。
在机械手PLC控制系统设计与装调过程中1.确保PLC控制系统性能和稳定性:选择适当的硬件设备,确保其性能能够满足系统需求;合理设计PLC程序,避免死循环和死锁等问题;对系统进行充分测试和调试,排除潜在的故障。
2.确保机械手安全和可靠运行:考虑机械手的载荷、速度、加速度等因素,设计合理的控制策略,确保机械手的安全运行;设置传感器和限位开关等装置,监控机械手的位置和状态,及时停止或调整其运动。
3.确保系统兼容性和扩展性:设计PLC控制系统时,考虑到未来可能的扩展需求和变化,留出足够的余地;选择具有通信接口和扩展模块等功能的PLC,方便与其他设备进行联动和协同控制。
4.提高系统的可操作性和可维护性:设计PLC程序时,考虑到操作人员的使用和维护需求,使系统界面友好且易于操作;合理安排PLC程序的模块结构和注释,便于后续维护和修改。
机械手PLC控制系统的设计与装调1 控制要求(1)完成把左工位的工件搬运到右工位;(2)机械手有两种控制方式:手动方式和自动方式;其中自动方式设有单步、单周期、连续三种工作方式。
(3)手动方式:用按钮对机械手的每步进行单独控制,类似于点动操作;当按住右行按钮时,机械手右行,松开或碰到右限位开关时,右行停止。
此方式用于检修。
(4)单步操作:每按一下启动按钮,机械手完成一步动作后自动停止。
此方式用于系统的调试。
(5)单周期操作:机械手从原点开始,按下启动按钮,机械手自动完成一个周期的动作后停止。
在工作中若按一下停止按钮,则机械手动作停止。
重新启动时需用手动操作方式将机械手移回到原点,然后按一下启动按钮,机械手又开始重新单周期操作。
(6)连续操作:机械手从原点开始,按一下启动按钮,机械手将自动地、连续地周期性循环。
在工作中若按下停止按钮,则机械手将继续完成一个周期的动作后,回到原点自动停止。
2 控制方案2.1控制方案框图2.2 控制流程图3 电路的设计3.1控制电路的设计(1)PLC的选型因为所需的PLC输入触点为17个,为了可以有富余的输入触点,所以总共需要18个输入触点,所需的输出触点为6个。
根据以上所以选择的是S7-CPU224 CN AC/DC/RL Y型号的PLC机型和数字量扩展模块为EM 223 CN DC/RELAY。
(2)I/O分配表(3)PLC的外围接线图启动 停止 手动单步单周期连续下限上限左限右限有/无工件检测手动上升手动下降手动左移手动右移手动夹紧手动放松(4)元器件清单(5)软件设计主程序框架手动程序1Q0.0I2.0I0.6I0.2R M0.0R M2.04I0.7I2.1I1.0I1.1I1.3下降上升加紧右移左移M2.1I0.0M2.1I0.1自动程序启/停标志M2.2I0.0I0.3单步且启动,M2.2=1;不是单步的时候,M2.2=1M2.3I2.1I2.3M2.3SM0.1M2.0M1.1I2.3M2.2M0.0I0.0I0.4M2.1I0.5I0.0I0.3M0.01S 1S M0.11M0.0R I2.0M2.2M0.11S M0.21M0.1R T37M2.2M0.21S M0.31M0.2R I2.1M2.2M0.31S M0.41M0.3R 1I1.4M2.21S M0.61M0.5R M0.5I2.0M2.21S M0.71M0.6R M0.6T38M2.21S M1.01M0.7R M0.7I2.1M2.21S M1.11M1.0R M1.0INTONPT 100msT37M0.1Q0.020M0.6M0.2Q0.1M0.3M0.4M0.5M0.6M0.2I2.2M2.21S M0.5M0.4R M0.4M0.3Q0.2M1.0M0.4Q0.3M1.1Q0.4INTONPT 100ms 30M0.7T381S SM0.0M2.0自动标志I2.0I2.1I2.2I2.3M1.1R 14 调试(1)机械手位于初始位置(压合SQ2、SQ4)时,按下启动按钮SB,下降电磁阀YV1得电,机械手下降直至压合SQ1为止。
基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统设计摘要:随着全球化和市场竞争日益激烈,生产企业对提高生产效率和降低人工成本有着越来越高的需求。
本文介绍了一种,旨在援助生产企业实现自动化生产和提升生产效率。
一、引言随着科学技术的不息进步,自动化技术在生产领域中得到了广泛应用。
传统的包装码垛生产线通常依靠人工操作,存在效率低下、人工成本高等问题。
因此,开发一种基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统具有重要意义。
二、PLC系统概述PLC(Programmable Logic Controller)又称可编程控制器,是一种特殊的计算机,广泛应用于工业自动化控制系统中。
它包含了输入模块、输出模块、中央处理器和程序存储器等组件。
PLC可以依据程序逻辑进行运算,实现对工业生产过程的精确控制。
三、全自动包装码垛生产线控制系统设计(一)系统架构设计全自动包装码垛生产线控制系统设计包括硬件和软件两个方面。
硬件方面,系统包括传感器、执行器、PLC等设备;软件方面,系统包括PLC程序设计和人机界面设计。
(二)传感器设计为了实现全自动化控制,对于包装码垛生产线来说,需要安装多种传感器,如光电传感器、靠近传感器等。
通过这些传感器可以实现对物料的检测和定位,以便进行后续的包装和码垛操作。
(三)执行器设计包装码垛生产线中的执行器主要用于控制物料的输送、包装和码垛。
依据生产线的实际状况,可以选择气缸、马达等不同类型的执行器,并通过PLC控制其运动。
(四)PLC程序设计PLC程序设计是全自动包装码垛生产线控制系统的核心。
在设计程序时,起首需要依据生产线的实际状况确定输入和输出信号,然后编写相应的逻辑控制程序。
控制程序可以实现物料的输送、包装和码垛等功能。
(五)人机界面设计人机界面是生产线操作人员与PLC系统之间的交互通道。
通过合理设计人机界面,可以便利操作人员监控和控制整个生产线的运行状态,实现生产过程的可视化管理。
四、系统实施与试验结果为了验证全自动包装码垛生产线控制系统的可行性和有效性,我们设计了一个试验平台,并进行了一系列试验。
目录附录1 课题审批表附录2 毕业设计任务书附录3 毕业设计开题报告附录4 毕业设计计划进程表附录5 毕业设计中期检查表外文文献外文翻译附录1 课题申请表毕业设计(论文)课题申请表附录2 任务书毕业设计(论文)任务书附录3 开题报告毕业设计(论文)开题报告附录4计划进程表毕业设计(论文)计划进程表附录5 中期检查表毕业设计(论文)中期检查表一套采用PLC及工业无线模块构建的工业现场水泵控制试验系统Ramazan Bayindir a, Yucel Cetinceviz ba 土耳其安卡拉Gazi大学技术学院b 土耳其卡斯特木卡斯特姆大学机电一体化高等教育职业学院文章信息关键词文章历史:可编程控制器2010年6月22日收到分布式IO2010年10月14修订工业无线局域网2010年10月19接受工业以太网摘要本文设计了一套针对工厂的水泵控制系统,并在实验室完成了该系统的构建。
在这些工厂中的工作环境比较恶劣,如存在化学品,振动和频繁移动部件,从而可能会损害控制系统的构成部件——电线或电缆。
由此,数据不得不通过公共路径进行传输。
本文所设计的系统采用了可编程控制器(PLC)及工业无线局域网(IWAN)技术。
它是由一个PLC,一个通信处理器,两个IWAN模块,和一个分布式输入∕输出模块,以及水泵和传感器组成。
该系统以工业以太网和标准的传输控制协议∕网际协议(TCP/IP)来实现参数,配置和诊断数据的通信的。
可编程控制器的主要功能是根据水罐中的水位控制水泵的启停。
水位信号是由压力变送器和多组限位开关获取的。
本文的目的是对于电缆布线不可能的生产过程提供一个可行的解决方案。
它还有安装和维护的成本较低,运行可靠,强大和灵活的结构,适合工业应用的优点。
©2010。
由爱思唯尔公司保留所有权利1.简介现代生产过程使用工业自动化系统。
在这些过程的自动化是必然的,它能促进高效率和高质量的生产。
对这一级的自动化,一天天的生产任务已迅速取得进展。
自动控制系统使进程运行在一个安全和盈利的方式。
这可以通过不断测量工艺操作参数,如温度,压力,流量和浓度水平实现。
这些参数可以用来自动进行工艺决策,例如,动阀或泵,和控制加热,以使过程测量保持在理想值。
现代制造系统中的抽水设备是许多工业生产活动,尤其是在化学或食品行业的主要设备[1]。
抽水系统通常存在于生产厂的外部。
它们在恶劣的环境中,可以破坏任何一中布线。
在通信技术的最新进展为这一问题提供了适当的解决方案。
数据通信在快速发展的工业化系统中起着重要的作用。
工业自动化系统是周边生产单位运转正常。
通过所有可能的产品系统的之间的数据通信,它们也为高层管理提供来自所有系统的信息。
分布式生产或服务需要使用异构网络,包括本地和广域网络,由不同组织调节的有线和无线通信系统。
这些组织有控制器区域网络,联络母线,设备网,网络通信协议,AS接口和现场总线[2,3]无线局域网技术在办公环境,尤其是小型办公室及家庭办公室设置中广泛使用。
如前所述,传统的网络提供了许多优势,但需要电缆互连设备。
由于低的可扩展性和连接器的高失败率,这导致高安装及维修成本。
在制造厂最有前景的创新是无线技术的引进。
通过给工厂装上无线系统,大量电缆将被取代,这将会减少部署和维修成本。
由于流动性的增强和更灵活的通信范式,无线系统也能确保新的应用[4,5]。
出于这个原因,在过去的几年内,无线技术已经在消费品行业有了巨大的成功。
无线解决方案对制造工厂的通信系统变的越来越有吸引力。
此外,在传感器水平采用无线解决方案提供了其它的优点:连续,高分辨率,高敏感;支持移动性;备份;和紧密[6]。
在工业领域运用无线通信技术,为这种环境特意设计的产品是可取的。
无线解决方案正越来越多的用于处理厂以满足现代工作实践的需要。
无线技术可能有在有线系统不存在的安装成本的节省和一定程度的灵活性。
有线控制系统需要挖沟铺设新线;修复旧线或更换铜线可能非常昂贵。
一些具体的盈利功能的无线网络安装和维护成本更低,物理障碍问题的干扰更小,标准最小化和传输比特率增加到54M[7]。
在使用无线系统时,有几个限制应该仔细考虑,例如,安全问题,可靠性,覆盖面积和容错。
尽管无线网络的优势,对这些问题和解决方案的不充足的资料也可以使用[8]。
对于工业无线通信,有几个参数必须加以考虑。
就像用于工业无线传输实验的模型一样,在工业无线通信系统中,对可能影响时间行为和失效模式的相关参数都做了定义和描述。
一些研究已经在工业厂房的无线通信中使用:在[7]中,进行了最显著的分析。
在这项工作中,彻底调查所有工业的要求被提出:成本效益,可扩展性,可靠性,灵活性,可用性高,抗干扰性,安全性,以及许多其他因素。
这些问题在危险和噪杂的环境中是是至关重要的。
现有的无线解决方案进行了审查,而且行业需求和现有的无线标准之间的工作开发潜能应相匹配。
远程自动抄表(AMD)系统是用于给水机构[ 9]。
在这项工作中,为实施该系统,磁共振(磁阻)传感器,磁簧开关和cyble传感器模块,以及安装系统的通信,射频和模块都要用到。
在[10]中,作者调查了无线通信在工业应用的问题和相应的解决方案:基本问题,使用现有的无线技术这一特定领域的应用,并创造混合系统。
在[4],无线传感器网络被详细描述。
在[ 11]中,描述了实现一个接口模块(12M)钻井和批准过程。
基于IEEE1451标准,本产品模拟了拥有工业液压模块(MHI-01)的一个系统。
在很多作品中都有关于工业无线传感器的研究–[12-16]。
在[17-20]的的研究报告中,无线传感器模块被用于家庭自动化。
在[21]中,拥有一个个人数字助理(掌上电脑),一个可编程控制器,一个无线设备服务器及其驱动程序组成的一个伺服电机远程控制。
系统通信由无线网卡的掌上电脑,无线设备服务器,和RS - 232端口控制器建立。
在[1]中,使用一个可编程控制器和频率控制对一个小容量泵水系统设计,构造,测试。
在这项工作中,系统的通信是由电缆确立的。
在其它作品中,一些用可编程控制器和传统布线系统过程控制的例子被提出[1,22-30]。
可编程控制器通常是工业自动控制系统的主要部分。
它们用于内部存储指令,执行控制功能,如逻辑,顺序,定时,计数和算术。
它们通过模拟数字或模拟输入∕输出模块控制各种类型的机械和工艺进程。
它也可用于监测和控制植物或设备行业如电信,能源,水和废物管理,石油和天然气精炼,运输[[23]。
本文在于为工厂布线不可能的地方提供可行的解决方法。
该解决方案应该降低安装成本和维护成本,提供可靠的运行,并成为强大和灵活的建设工业应用。
在这项研究中,我们使用西门子工业无线局域网SCALANCE WIWLAN模块,这是从不同的无线传感器网络(无线传感器网络)和无线局域网系统中使用以前的研究报告。
图1. 控制过程框图2.系统设计系统设计考虑了环境条件和工艺细节。
图1是一个例证的控制过程。
在这个过程中,过程变量(光伏)[31 , 32]是水箱中的水位。
它是由水槽中的一个压力变送器和限位开关(最高和最低水位),而且这些值输入到一个自动控制器。
这个自动控制器实际上是一个基于水位的驱动泵。
如图1所示,一个开放的水槽提供水的流入,Q1,来自一个可以控制的水泵。
从槽中流出,Q2,由一个根据用户需要调节的手动阀控制。
水槽中的水位根据来自两个限位开关的控制器接到的压力和输入控制。
因此,过程控制模式是开关控制。
这是一个不连续的形式的控制行为,也被称为双位控制。
在这个过程中,当水位处于最小值时,开关控制器转向打开位。
当水位达到最大值时,控制器转向关闭位。
图二是根据环境条件和所需的过程控制设计的系统框图。
2.1硬件结构如图三所示,整个系统由三个不同的单元组成。
第一个单元是电脑,电脑运行一个命名为西门子管理器的项目。
它用于认知硬件,如图5所示的软件包(STEP7),还有为可编程控制器编写控制程序。
这种控制程序通过MPI(多点接口)适配器通信电缆下载到可编程控制器。
第二个单元是主节点,它由三个部分组成:一个有数字和模拟模块的可编程控制器,一个CP(通信处理器),和一个无线接入点。
最后一个单元在客户端节点的边。
这个单元位于控制中心的外部,并与控制设备直接相连。
无线客户端模块,分布输入/输出接口模块和电机防护包装(MPP)构成客户端节点。
可编程逻辑控制器(PLC).通常情况下,一个可编程逻辑控制器[33]的基本功能模块有一个处理器,内存,电源供应单元,输入∕输出接口部分,通信接口和编程装置组成。
图4显示了基本安排。
该处理器或中央处理单元(CPU)是包含微处理器的单位的单元。
根据存储在内存中的程序,对输出信号的决定,这翻译输入信号并采取措施。
●供电单元需要将交流电源电压转变为处理器和电路的输入∕输出模块所必须的直流电压。
●编程设备用于输入所需的程序到内存的处理器上。
这一程序得以在设备中运行,然后转移到内存单元的可编程控制器。
●内存单元用于微处理器程序的存储。
内存单元也从存储进程中的输入数据和缓冲数据输出。
输入和输出部分接受来自外部设备的信息,以及来自外部设备的传达信息。
输入可能来自于开关和传感器,像光电细胞,温度传感器,或者流量传感器。
输出可能与马达启动器线圈,电磁阀,或其他执行机构相连。
输入和输出设备可分为信号的类型,如数字或模拟。
●通信接口是用来在通信网络上接收和传送数据。
它管理设备验证,数据采集,同步用户应用程序,和连接管理。
●在这项研究中,我们运用了西门子S7313C紧凑可编程控制器,它24DIs(数字输入),16Dos(数字输出),5AIs(模拟输入),2AOs(模拟输出)和一个电源(120∕230V AC,24V DC,5A)。
●通信处理器(CP)。
可编程控制器系统的以太网模块是将可编程控制器连接到网络的通信处理器[29]。
一个附加的通信处理器是用来允许可编程控制器和工业无线网之间通过传输控制协议∕网际协议进行沟通。
我们在工作中的cp343-1通信处理器是专为运行在S7 - 300可编程逻辑控制器设计的。
它允许S7 - 300被连接到工业以太网和支持PROFINET输入∕输出●工业无线局域网模块。
当重新配置系统和加快网络部署时,无线网络能够解决布线所固有的物理障碍,降低安装成本,提高灵活性[7]。
工业无线局域网是一个覆盖功能和机制的总称,代表了增强的IEEE802.11标准。
即使802.11这个标准机制为其在工业应用提供了一个好的强度程度。
然而,就像在PROFINET[34]所要求的,工业无线网也也支持要求苛刻的应用,提供了一个特别高的实时性和确定性调度。
●在这项研究中,一个工业无线网网络使用来自西门子的新的SCALANCE W发电元件。
无线网络用SCALANCE W788-1PRO临接入点建立,而以太网客户端模块W744-1 PRO用来连接节点到工业无线以太网。