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设备故障诊断与维修综合实训项目技术总结目录第一章、任务描述 (3)1. 意义 (3)2. 任务 (4)3. 实施 (5)第二章调研 (5)1. 国内外概况 (5)2. 调研结论 (6)3. 技术参数 (7)第三章、方案设计 (8)1、机械结构方案 (8)2、气动方案 (9)3.2.1 传感器的简介以及分类 (9)3.2.2传感器工作原理及应用 (10)3.2.3 气动部件的选用 (14)3.2.4气动部件的简要分析 (17)3、控制设计 (17)第四章、技术设计 (18)1、气动元件选型 (18)2、电气元件选型 (21)3、重要部件描述 (23)第五章、硬件设计 (24)1、I/O地址表 (24)2、电源 (25)第六章、软件设计 (26)1、顺序功能图 (26)2、PLC程序图................................................................................................. 错误!未定义书签。
第七章、调试 (46)1、测试设计 (46)2、过程 (46)3、故障 (46)第八章、体会 (47)1、存在的问题 (47)2、致谢 (48)第一章、任务描述1.意义模块化生产培训系统(MPS，Modular Production training System)是一种模拟自动化生产加工单元。
它可以大量代替单调往复或高精度的工作，用以满足前沿产品和自动化设备更新的需要。
基于MPS 装置即模块化加工系统，其典型应用就是物料分拣过程，所涉及的内容包括传感器技术，自动控制原理，气动和电气控制，电气安装和机械安装以及PLC人机界面。
一个适合的物料分拣系统可以减轻工人的劳动强度，提高分拣的质量，提高劳动生产率。
通过MPS控制系统的研究与开发，进一步熟悉电子、机械、气动、传感器和PLC等方面的知识，达到了知识巩固与提高的目的，有增强了学生的动手能力。
《自动装配技术》实验指导书谢群马荣双编写机械工程学院2010-07目录1 MPS模块化集成生产系统自动装配演示实验 (2)2 自动化生产过程模拟实验 (14)MPS模块化集成生产系统自动装配演示实验实验目的：1）了解MPS九站模块化生产集成系统的组成功能；2）根据MPS九站模块化生产集成系统的功能，分析气缸自动装配系统的组成及自动装配过程；3）了解气动系统的组成、元件及工作原理；4）了解MPS九站模块化生产集成系统中传感器的类型、功能及应用选择；5）了解MPS九站模块化生产集成系统控制方式、控制器的型号及控制过程的实现；6）了解MPS九站模块化生产集成系统机器人的基本功能，工作原理及在自动装配系统中的作用。
实验内容：MPS九站模块化生产集成系统对气缸进行加工和自动装配的演示实验。
实验要求：1）认真观察实验，了解MPS九站模块化生产集成系统的组成、工作原理及气缸的自动装配过程；2）根据观察的情况结合实验目的认真写好实验报告。
实验装置：MPS九站模块化生产集成系统。
MPS系统是一套包含工业自动化系统中不同程度的复杂控制过程的教学培训装置，是适应于控制应用实践教学的模块化系统。
它具有综合性、模块化及易扩充等特点，可以从基础部分的简单功能及加工顺序，逐步扩展到复杂的集成控制系统。
该系统共有九个工作单元（也称九站），可以完成气缸缸体、弹簧、活塞和端盖的加工及完整气缸的装配。
九站式MPS系统每一个站都装在一个工作台中，PLC控制板装在台内，工作单元、控制面板盒及PLC控制板都配置了标准化的SysLink接口。
MPS 工作单元的控制最多需要8个二进制输入和8个二进制输出。
所有二进制信号通过SysLink插座连接到I/O接线端。
控制面板通过带有8个二进制输入和8个二进制输出的SysLink插座连接到PLC。
可以使用第二个SysLink插座将信号扩展至16个输入信号和16个输出信号。
还可以把其中的工作单元拆分到不同的培训项目中，以任意方式组合实现不同的功能。
ＦMS使用说明书一、产品概述:随着现代科技的日新月异，自动化生产线作为能实现产品生产过程自动化的一种机器体系，现代生产企业竞争的重要手段，扮演着越来越重要的角色。
所谓的自动化生产线,即通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸运输的机器设备，组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的生产。
是在连续流水线基础上进一步发展形成的，是一种先进的生产组织形式。
它的发展趋势是:提高可调性，扩大工艺范围，提高加工精度和自动化程序,同计算机结合实现整体自动化车间与自动化工厂。
与此同时,社会对自动化职业技能人才的日益见长,结合我们的当前社会需求和教学的需求，我公司的FMS模块话自动化设备应运而生。
其主要特色:一、灵活性：我公司FMS以其模块化大大的提高了其灵活性,更贴近现实生产实际过程，让学生在学校就能够了解实际生产实践的细节，填补了产学同步的空白。
二、综合性：我公司产品综合了现代实际生产中较流行的较先进的各种很实用的技术知识点，其中包括PLC 控制编程技术，ProｆiBｕs网络通讯技术，电气控制技术，气动应用技术,传感器技术，步进驱动控制技术,机器人应用技术等几大主要知识点。
三、创新性:由于采用了模块化的设计，学生可以发挥自己的创新思维，对原有的生产流程进行创新改造。
在掌握基础知识的前提下,进一步提高学生的积极性、动手能力和创新思维，为将来的就业和实现自己的人生价值打下坚实的基础。
综上可知,我司的FMＳ产品不但融合了现代先进的技术知识点,而且根据社会发展和教学的需要采用了较先进的设计理念。
本产品主要相关教材有《模块化生产加工系统应用教程》、《模块化生产加工系统应用技术》、《典型自动化设备及生产线应用与维护》等，适合广大中职、高职院校、技能鉴定机构单位等进行自动化方向的培训和教学等场合。
二、产品构成及参数：(1）ＭPS系统构成我司ＳX-8１5A-IＩI FMS柔性自动化由计算机系统单元、主站网络单元、供料单元、上下机械手单元、气动搬运单元、模拟加工单元、图像检测单元、成品装配单元、机器人单元、成品分拣单元、环形传送单元、立体仓库单元和分类网络监控单元等组成。
第一章概述一、模块化生产加工系统简介模块化生产加工系统又叫MPS。
该系统是从德国费斯托公司引进的一套实训装置，用以模拟实际工业生产中大量复杂控制过程，包括分装站(distribution station)、检验站(testing station)、序列站(processing station)、装卸站(handling station)、缓冲站(buffer station)、机械手(robot station)、装配站(assembly station)、分类站(sorting stat ion) 8个工作站，具有模块化、综合性和易扩充等特点。
该实验装置的一大显著特点是：具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。
8个站可以分开单独运行，又可以将相邻的两站、三站…直至8站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
二、PLC简介2．1 可编程控制器的定义：可编程控制器（即P LC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向助用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
2．2 可编程控制器的特点：现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。
可编程控制器由于具有以下特点面深受工厂工程技术人员和工人欢迎。
1、可靠性高，抗干扰能力强；2、适应性强，应用灵活；3、编程方便，易于使用；4、控制系统设计、安装、调试方便；5、维修方便、维修工作量小；6、功能完善。
2．3 可编程控制器的分类PLC的类型多，型号各异，一般按以下原则进行分类：（1）按容量分类PLC的容量主要是指PLC的输入/输出（I/O）点数。
按照PLC 的输入/输出点数，可将P LC分为不型PLC（I/O总点数在256点以下），中型PLC（I/O总点数在256-2048点之间）和大型P LC （I/O总点数在2048点以上）三种。
先进控制技术综合训练MPS加工单元下位PLC 控制系统设计——设计说明书姓名：学号：班级：控制工程基地一班学院：电气工程与信息工程学院指导教师：***日期：2011 年12月2号________年____季学期摘要本设计主要完成MPS加工单元下位PLC控制系统的设计，加工单元用于在旋转平台上检测及加工工件。
即在具有四个工位的加工旋转平台上模拟钻孔加工、模拟检测加工质量，并通过旋转工作台模拟物流传送的过程。
对加工单元的控制实现主要是通过PLC来实现，本设计采用西门子S7-300来实现。
编程通过STEP7实现。
目录第一章：绪论 (5)第二章: MPS装置介绍 (6)第三章: S7300简介 (9)第四章:加工单元的组成及程序设计 (12)第五章:存在的问题及心得体会 (21)第六章:参考文献 (21)第一章绪论近年来，各国为实现提高系统的定位精度以适应工业需要，尝试了各种控制方式和控制策略，并对气动伺服系统做了大量工作。
当临时需要对各个单元进行新的分配任务或产品变化时，可以很方便地改动或重新设计其新部件，当位置改变时，只要重新编程，就能很快地投产，从而降低了安装和转换工作的费用1。
模块化生产培训系统(MPS，Modular ProductiontrainingSystem)是一种模拟自动化生产加工单元，它由德国FESTO公司结合现代工业企业的特点开发研制而成。
它可以大量代替单调往复或高精度的工作，用以满足前沿产品和自动化设备更新的需要。
基于MPS 装置即模块化加工系统，其典型应用就是物料分拣过程，在这个过程中所涉及的内容包括传感器技术，自动控制原理，气动和电气控制，电气安装和机械安装以及PLC人机界面，可为内容丰富，非常适合教学训练及开发。
随着计算机技术的发展加上PLC控制技术的不断提高，集计算机技术于一体的自动分拣智能控制系统，充分利用两者的优势进行互补，可靠性高，控制功能完善，实时性好，用户界面友好。
KNT-M501南京康尼科技实业有限公司安全注意事项为正确、安全地使用产品，防止事故的发生，请仔细阅读“安全注意事项”。
注意事项由“警告”和“注意”及其它内容组成，相应的详细说明内容请参考下面的“标志说明表”。
在使用产品前请务必认真阅读“安全注意事项”后再使用。
警告标志危险 [Danger]“高压危险”标志，有高压触电危险，如不按指示操作，可能造成严重伤害甚至死亡。
警告 [Warning]表示有潜在危险，如不按指示操作可能造成严重伤害甚至死亡。
注意 [Caution]表示有不可预知的潜在危险，如不按指示操作，可能会造成轻度伤害或产品出现损坏现象。
注释 [Note]有用的信息及内容的附加说明江苏省南京市新港经济技术开发区恒达路19号邮编：210038 1江苏省南京市新港经济技术开发区恒达路19号 邮编：2100382MPS 系统是一套包含工业自动化系统中不同程度的复杂控制过程的教学培训装置。
具有综合性、模块化、实用性及易扩充等特点。
模 块 化－生产加工中的各种单独功能或组装加工在小型化模块中得以再现。
因此MPS工作站可以转化为机电一体化单元使用。
每个模块都具有相应的培训内容加工重点－从大量的实际工业加工中选择培训所需的功能，学生将使用高品质的工业元器件完成学习和训练。
系统方法－MPS 以基础知识的培训为起点。
从气动技术基本原理或PLC 技术逐步扩展到复杂的机电一体化技术领域。
将模块组合成工作单元，工作单元扩展成系统，并提供多种组合模式。
MPS 从基础部分的简单功能及加工顺序，可以逐步扩展到复杂的集成控制系统。
随着工业技术的持续性发展，教育培训系统也针对机电一体化专业技术和相关专业提供了全范围的自动化技术课程。
本系统各单元安装在带有T型槽的铝平板上，各单元连接在一起组成一条自动加工生产线，该生产线采用三菱FX2N 系列PLC 作为控制系统，高度集成、高度开放、模块化，系统设有单机/联机两种操作模式，各单元软硬件均可独立调试操作，进行单项技术的研发，程序源代码开放。
MPS、MRP编程实验
实验目的：
1、深入理解MPS、MRP的原理
2、掌握MPS、MRP模块在企业生产管理中的功能及运行原理
实验要求：
1、BOM 的存储和修改功能，BOM资料可参考附录；
2、MPS对象（最终产品）的预测数据和合同（订单）数据的录入和修改功能；
3、MPS计算功能，根据之前录入的预测数据和合同数据，实现如下功能：
a)MPS对象的提前期能够从BOM数据存储中读取。
b)能够进行基本MPS计算并展示：毛需求量、预计库存量、净需求量、计划投入量。
c)程序运行时，能够修改MPS的当前时刻（当前周）。
d)程序运行时，需求时界、计划时界可以设置和改变。
e)可以固化在程序里的数据：MPS展望期（不小于5周）、时段、安全库存、批量数
据、毛需求量确定方法。
其中，毛需求量确定方法：在需求时区，毛需求量就是订
单需求；在计划时区，毛需求量是预测和订单需求中最大者；在预测时区，毛需求
量就是预测值。
4、根据MPS的运算数据，可以对任意一种自制或采购的物料进行MRP展开。
即进行MRP
计算并展示任意相关需求物料的：毛需求量、预计库存量、净需求量、计划投入（或采购）量。
实验结果：
1、程序源文件以及数据库；
2、基本的程序设计文档，包括对编程工具和数据库工具的简单说明，程序功能模块和数据
库设计的基本说明，团队成员的分工情况说明。
附录：
1、电子挂钟BOM（供程序测试参考使用）
物料号：10000 物料名称：电子挂钟期初库存：0。
工业工程综合实验指导书（MPS系统实验）电子科技大学机械电子工程学院工程训练中心目录实验一基本指令实验 (1)实验二上料检测单元（第一站）实验 (4)实验三操作手单元（第二站）实验 (6)实验四加工单元（第三站）实验 (8)实验五安装搬运单元（第四站）实验 (10)实验六安装单元（第五站）实验 (13)实验七立体存储单元（第六站）实验 (15)实验八FMS教学系统的AGV控制实验 (17)实验一基本指令实验—实验目的1.掌握常用基本指令的使用方法。
2.学会用基本逻辑与.或.非等指令实现基本逻辑组合电路的编程。
3.熟悉PLC的常用指令.定时器指令.计数器指令及RST.OUT指令的用法。
4.初步掌握利用现有指令编写PLC梯形图的方法，并加深理解这些指令的功能。
5.熟练使用STEP 7 MicroWIN软件编制.调试.运行PLC程序。
二实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。
3.PC与PLC的通信电缆一根。
4.按钮开关板（输入）及指示灯板（输出）各一块（可用六站中的任一站取代）三实验内容SIEMENS S7-200系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。
本次实验进行常用基本指令LD.LDN.A.AN. NOT.O.ON.ALD.OLD.= 指令的编程操作训练。
先简要介绍如下：1.取指令指令符：LD 梯形图符：数据：接点号。
除了数据通道之外，PC的其余继电器号都可以。
功能：读入逻辑行（又称为支路）的第一个常开接点。
2.取反指令指令符：LDN 梯形图符：数据：同LD指令功能：读入逻辑行的第一个常闭接点。
在梯形图中，每一逻辑行必须以接点开始，所以必须使用LD或LDN指令。
此外，这条指令还用于电路块中每一支路的开始，或分支点后分支电路的起始，并与其它一此指令配合使用。
3.与指令指令符：A 梯形图符：数据：接点号。
功能：逻辑与操作，即串联一个常开接点。
4.与非指令指令符：AN 梯形图符：数据：接点号，同A指令。
功能：逻辑与非操作，即串联一个常闭接点。
5.或指令指令符：O 梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。
功能：逻辑或操作，即并联一个常开接点。
6.或非指令指令符：ON 梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。
功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。
7.非指令指令符：NOT 梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。
功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。
8.输出指令指令符：= 梯形图符：数据：继电器线圈号。
功能：将逻辑行的运算结果输出。
9.电路块与指令指令符：ALD 梯形图符：无数据：无功能：将两个电路块串联起来。
10.电路块或指令指令符：OLD 梯形图符：无数据：无功能：将两个电路块并联起来。
说明：LD.A.O：称为常开触点指令；LDN.AN.ON：称为常闭触点指令；当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。
四实验步骤1.实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU224主机的PORT1端口连好，然后对实验单元通电。
主机的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
2.进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3.根据程序，进行相应的连线。
4.下载程序并运行，观察运行结果。
5.设I1.0为“开始”按钮，I1.1为“复位”按钮，I1.2为“特殊”按钮，Q1.1为“复位”灯编写一段程序并调试，要求实现以下功能：按下“开始”按钮时，“复位”灯亮；按下“复位”按钮时，“复位”灯闪烁（亮10ms，熄灭10ms）；按下“特殊”按钮时，“复位”灯熄灭。
按下“开始”按钮6次，“复位”灯亮；按下“特殊”按钮，相当于按下“开始”按钮2次；按下“复位”按钮，计数清零，“复位”灯熄灭。
练习1：Network 1LD I1.0O Q0.0AN I1.1= Q0.0练习2：Network 1LD I1.0A I1.1ON I1.2= Q0.0练习3：在程序中要将两个程序段（又叫电路块）连接起来时，需要用电路块连接指令。
每个电路块都是以LD或LDN指令开始。
ALD指令：Network 1LD I1.0A I1.1LD I1.2AN I1.3OLD= Q0.0OLD指令：Network 1LD I1.0A I1.1LDN I1.2AN I1.3OLDLD I1.4AN I1.5OLD= Q0.0实验二上料检测单元（第一站）实验一实验目的1.了解掌握PLC控制系统I/O分配.硬件构成.程序调试等。
2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。
利用所学的指令完成上料检测单元程序的编制。
3.本实验是六单元中的第一站，通过熟悉第一站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。
二实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。
3.PC与PLC的通信电缆一根。
4.上料检测单元（第一站）的设备。
三实验内容1.控制任务当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，提升气缸驱动的工件平台下降到位。
然后进入工作运行模式，料盘旋转输出工件，当检测到工件平台中有工件后，料盘停止旋转，提升气缸动作，将工件平台提升至输出工位，对工件的颜色进行检测并保存下来，如果是白色工件，L1灯亮；如果是黑色工件，L2灯亮。
按下“特殊”按钮，表示工件被取走，工件平台下降，料盘继续旋转输出工件，重复以上流程。
2.编写程序下面有该单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。
3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。
电气接口地址：MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。
各接口地址已经固定。
各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。
l.将PC与PLC按正确方式连接。
2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。
3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。
4.设计状态功能转移图.梯形图。
5.调试运行。
五分析与讨论1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？2.上述程序改用移位指令如何实现？3.试根据梯形图写出指令表。
实验三操作手单元（第二站）实验一实验目的1.了解掌握PLC控制系统I/O分配.硬件构成.程序调试等。
2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。
利用所学的指令完成操作手单元程序的编制。
3.本实验是六单元中的第二站，通过熟悉第二站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。
二实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。
3.PC与PLC的通信电缆一根。
4.操作手单元（第二站）的设备。
三实验内容1.控制任务当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，旋转气缸驱动的摆臂左转到最左端，摆臂缩回到位，夹爪打开，提取气缸上升到位。
然后进入工作运行模式，按启动按钮，操作手单元先摆臂气缸后提取气缸依次伸出，提取气缸伸出到达下端后夹爪夹取工件，夹紧工件后，再按照先提取气缸后摆臂气缸的顺序依次缩回，然后摆臂气缸摆到右端，等待工件送出信号。
再次按下启动钮，工件送出，摆臂气缸.提取气缸依次伸出，然后放下工件，再按照逆过程返回到初始位置。
2.编写程序下面有操作手单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。
3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。
电气接口地址：MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。
各接口地址已经固定。
各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根四实验步骤l.将PC与PLC按正确方式连接。
2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。
3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。
4.设计状态功能转移图.梯形图。
5.调试运行。
五分析与讨论1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？2.上述程序改用移位指令如何实现？3.试根据梯形图写出指令表。
实验四加工单元（第三站）实验一实验目的1.了解掌握PLC控制系统I/O分配.硬件构成.程序调试等。
2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。
利用所学的指令完成加工站程序的编制。
3.本实验是六单元中的第三站，通过熟悉第三站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。
二实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。
3.PC与PLC的通信电缆一根。
4.加工单元（第三站）的设备。
三实验内容1.控制任务当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，钻孔电机上升缩回到位，检测头缩回到位，夹紧头缩回到位，旋转工作台旋转到位。
然后进入工作运行模式，在输入工位上有工件的情况下，当按触启动按钮时，旋转工作台转动，将工件传送到加工工位进行钻孔加工；钻孔加工后，旋转工作台再转动一个工位，将工件送到检测工位进行钻孔质量的检测；最后工件被送到输出工位。
输出工位的工件由人工取走。
2.编写程序下面有加工单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。
3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。
电气接口地址MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。
各接口地址已经固定。
各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根四l.将PC与PLC按正确方式连接。
2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。
3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。
