MPS系统安装搬运站单元及立体存储站的设计与PLC控制

MPS系统安装搬运站单元及立体存储站的设计与PLC控制摘要MPS（Modular Production System）模块化生产加工系统，是一套开放式的设备，是由上海英集斯自动化有限公司研制的设备，用户可根据自己的需要选择设备组成单元的数量、类型。

多个单元组成的MPS系统可较为真实的模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。

本设计主要研究的是安装搬运单元及立体存储单元的动作和通信，安装单元在整个系统中，起着向其立体存储单元搬运加工好工件的作用，它的功能是按照要求将工件放置等待建工站加工后，并检测出工件的颜色，最后将其提升到输出工位，等待下一个工件单元来取。

其中，反射式光电接近开关用于检测工件的有无；漫反射式光电接近开关用于检测工件颜色。

该工作单元的执行机构是气动控制系统，其方向控制阀的控制方式为电磁控制或手动控制。

各执行机构的逻辑控制功能是通过PLC控制实现的。

关键词：MPS ；PLC；传感器；气动；步进电机1 绪论1.1 MPS模块化加工系统的简介模块化生产加工系统（MPS, Modular Production System）体现了机电一体化的技术实际应用。

MPS设备是一套开放式的设备，用户可以根据生产需要选择设备组成单元的数量、类型，最少是一个单元亦可自成一个独立的控制系统，而由多个单元组成的生产系统可以体现自动生产线的控制特点。

在由多个MPS工作单元组成的系统中，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）、电工电子技术、传感器应用技术、PLC控制技术、组态控制技术、信息技术等。

利用该系统可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学员在一个非常接近于实际的教学设备环境，使学员在学习过程中很自然的就将理论应用到了实际中，实现了理论与实践的完美结合，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。

1.2 MPS的基本组成及其功能多个单元组成的MPS系统可以较为真实的模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。

摘要随着国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。

自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。

本仓库模型控制系统是根据自动化立体仓库运行的基本原理而设计的。

在整个控制系统中以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动。

以步进电机每转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能。

另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。

本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本控制系统的核心——软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。

关键字：立体仓库可编程控制器（PLC）步进电机物流管理目录1.绪论 (2)1.1本课题设计的背景 (2)1.2 本课题设计的内容 (3)1.3本课题设计的目的和意义 (4)2.系统控制方案的确定 (4)2.1自动化立体仓库的概述 (4)2.2采用PLC控制立体仓库的优点 (5)2.3系统设计的基本步骤 (5)2.4 系统控制方案 (7)2.5立体仓库技术参数的确定 (9)3.系统硬件设计 (9)3.1 控制系统结构设计 (9)3.2可编程控制器(PLC)的选型 (10)3.2.1 PLC概述 (10)3.2.2 PLC的选型 (11)3.3步进电机的选择 (13)3.3.1 步进电机的原理 (13)3.3.2 步进电机的选择 (13)3.4步进电机驱动器的选择 (16)3.5传感器的选择 (18)3.6微动开关的选择 (20)3.7 PLC输入输出分配表 (20)3.8 电气原理图的设计 (21)4系统控制软件设计 (22)4.1 PLC梯形图概述 (22)4.2 三菱编程软件的特点 (23)4.3 系统流程图 (24)4.4梯形图的设计 (26)5.系统调试及结论 (26)5.1梯形图程序的下载（传送） (26)5.2程序运行过程记录 (27)5.3结论 (28)附录I PLC设计的梯形图 (29)参考文献 (39)·引言可编程控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC。

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Ｙ３ Ｙ轴 电机 电机 方 向控 制 Ｙ ４ 推料 杆推 出 电磁 阀 Ｙｌ Ｏ 开 始 指示
Ｙ１ １ 复位 指示 Ｙ２ ３通讯 ：向前站输 出本 站状 态
Ｘ１ ４ ：单／ 联切换开关
Ｘｌ ５ 停止 按钮 ｘ１ ６上 电按 钮 Ｘ２ ０从前 站 读人 的数 据（ 大 工件 颜色 信息 ）
输出 Ｙ０ Ｙ１ Ｙ ２ Ｘ轴 电机脉 冲输 出 Ｙ 轴 电机 脉冲 输 出 Ｘ轴 电机 电机方 向控 制
Ｘ３ 推 料杆 推 出到位磁 性开 关 Ｘ ４ 推 料杆 缩 回到位磁 性开 关 ＸＩ Ｏ 开 始 按钮
Ｘ１ １ 复位 按钮 ｘｌ ２ ：特殊 按钮 Ｘ１ ３ ：手／自切 换开 关
—
１引言
３立体 存储 站 的Ｐ Ｌ Ｃ 程 序设 计
图１ ＭＰ Ｓ 系统 组 成 框 图
图 ２ 立体 仓 库 的模 型 图 图 图 表１ Ｉ ／ Ｏ 地 址分 配表
图 ３ 立体 存 储 站 程 序 设 计 流 程 图 ３图 图
输入 Ｘ ０ Ｘ１ Ｘ２ Ｘ 轴驱动 块 回零位 置开 关 Ｙ 轴驱 动块 回零 位置 开关 竖 轴极 限位 置开 关
Ｘ２ １ 从 前站 读入 的数 据 （ 小 工件 颜 色信息 ）
作 者 简介 ： 彭 登峰 （ １ ９ ７ ３ 一 ） ， 男， 工 学硕 士， 湖 北 职 业 技 术 学 院汽 车 学 院副 教 授 ， 主要 研 究 电 气 自动 化 技 术 。

目录第一章绪论 (1)1.1 MPS模块化生产培训系统的应用 (1)1.2 课题背景及设计思想 (1)第二章系统控制要求 (3)第三章硬件设计 (4)3.1.自动机与自动线的构成 (4)3.2 模块化生产加工系统 (4)3.3 气动技术 (5)第四章用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (6)4.1 用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (6)4.2 用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (7)第五章 MPS搬运分拣站组态监控 (16)5.1组态动画的设计..................................................... (16)5.2组态数据库的建立................................ (17)5.3组态脚本程序的建立 (18)第六章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1 MPS模块化生产培训系统的应用MPS模块化自动生产系统是用于学习各种专业知识和多种技术技能的一套培训设备。

这套设备所有元件均为工厂实际使用的工业级产品。

通过这套设备可对学校和工厂的专业技术人员进行模拟工厂环境的技术培训。

MPS模块化生产系统是一套采用先进技术、能模拟实际工业生产中大量复杂控制过程的教学培训装置。

该教学系统集电气技术、PLC编程、传感器、气动等技术为一体，主要用于电气自动控制安装、调试、维修的技术人员的培训。

它具有模块化、综合性和易扩充性等特点。

该MPS模块加工系统采用现代气动技术及计算机控制技术，对生产线进行模块化及标准化，可对不同的生产装配线配备不同的标准化MPS气动模块，组成大型的加工、装配生产线。

模块包括：物料输送，工件装夹，机械加工，质量检测，产品分检等。

模块间通过现场总线互相通讯，可大大缩短设计、加工、安装及调试周期。

1.2 课题背景及设计思想复杂和加工精度高的零件的要求，随着计算机技术的的迅速发展，在实际生产中，由于大量存在一些以开关量控制为主的不复杂的中小型程序控制设备。

第一部分 PLC基础第一节可编程控制器概况可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。

与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。

国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器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。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。

用户程序由用户按控制要求设计。

第二节PLC的结构及基本配置一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。

但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O 点数又有若干规格。

对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。

无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。

PLC的基本结构框图如下：一、，它按PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。

目录第一章绪论 (1)1.1 MPS模块化生产培训系统的应用 (1)1.2 课题背景及设计思想 (1)第二章系统控制要求 (3)第三章硬件设计 (4)3.1.自动机与自动线的构成 (4)3.2 模块化生产加工系统 (4)3.3 气动技术 (5)第四章用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (6)4.1 用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (6)4.2 用PLC对MPS搬运分拣单元监控系统设计 (7)第五章 MPS搬运分拣站组态监控 (16)5.1组态动画的设计..................................................... (16)5.2组态数据库的建立................................ (17)5.3组态脚本程序的建立 (18)第六章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1 MPS模块化生产培训系统的应用MPS模块化自动生产系统是用于学习各种专业知识和多种技术技能的一套培训设备。

这套设备所有元件均为工厂实际使用的工业级产品。

通过这套设备可对学校和工厂的专业技术人员进行模拟工厂环境的技术培训。

MPS模块化生产系统是一套采用先进技术、能模拟实际工业生产中大量复杂控制过程的教学培训装置。

该教学系统集电气技术、PLC编程、传感器、气动等技术为一体，主要用于电气自动控制安装、调试、维修的技术人员的培训。

它具有模块化、综合性和易扩充性等特点。

该MPS模块加工系统采用现代气动技术及计算机控制技术，对生产线进行模块化及标准化，可对不同的生产装配线配备不同的标准化MPS气动模块，组成大型的加工、装配生产线。

模块包括：物料输送，工件装夹，机械加工，质量检测，产品分检等。

模块间通过现场总线互相通讯，可大大缩短设计、加工、安装及调试周期。

1.2 课题背景及设计思想复杂和加工精度高的零件的要求，随着计算机技术的的迅速发展，在实际生产中，由于大量存在一些以开关量控制为主的不复杂的中小型程序控制设备。

“NET” 灯亮 ---联网模式。 “SINGLE”灯灭 ---单站模式。 “SPECIAL” ：工作站选择“SINGLE”单站操作模式时，开始动作。 “STOP” ：待扩展。
1.2 MPS 下位机操作步骤
在 MES 生产管理软件和组态王开始下订单和调度生产任务前，下位机 PLC 各工作站必须复位完成并且处于开始准备状态。具体操作步骤如下： 1) 先依次连接下位机 PLC 各个单元的电源，并且依次顺时针旋开各个单元的“急
1.1 操作面板按钮功能说明................................................................................... 3 1.2 MPS 下位机操作步骤......................................................................................3 1.3 工作站其他按钮动作介绍 ..............................................................................4 第 2 章 系统操作说明 ............................................................................................... 5 2.1 组态王监控软件操作步骤............................................................................... 5 2.2 Delta 触摸屏的操作步骤 ..............................................................................12 第 3 章 各站的结构与控制 ..................................................................................... 15 3.1 供料站的结构与控制.................................................................................... 15 3.2 检测站的结构与控制.................................................................................... 20 3.3 加工站的结构与控制.................................................................................... 26 3.4 安装搬运站的结构与控制............................................................................. 31 3.5 安装站的结构与控制..................................................................................... 36 3.6 提取安装站的结构与控制............................................................................. 41 3.7 操作手站的结构与控制................................................................................. 44 3.8 立体存储的结构与控制................................................................................. 48

mps自动化生产线搬运单元课程设计
1. 搬运需求分析：分析自动化生产线中需要进行搬运的物品、重量、尺寸等特征，确定搬运需求。

2. 设备选型：根据搬运需求和生产线情况，选择适合的搬运设备，比如传送带、机械臂、AGV（自动导引车）等。

3. 设备布局：确定设备的布局方案，考虑到生产线的流程和空间限制，合理安排设备的位置和路径。

4. 控制系统设计：设计搬运设备的控制系统，包括传感器、执行器和控制算法等部分，保证设备的准确性和安全性。

5. 故障排除和维护：考虑到搬运设备的运行过程中可能出现的故障情况，设计合理的故障排除和维护策略，确保生产线的正常运行。

MPS第二站（搬运站） MPS第二站（搬运站）
班级：0839班 班级：0839班 学号：47号 学号：47号 设计者：徐伯海 2010年11月 2010年11月
MPS系统组成及工作原理 MPS系统组成及工作原理
• MPS系统是由六套各自独立而又紧密相连的工作站组成。 这六站分别为：上料检测站、搬运站、加工站、安装站、 这六站分别为：上料检测站、搬运站、加工站、安装站、 安装搬运站和分类站。 安装搬运站和分类站。 • 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。在基本单元模块培训完 成以后，又可以将相邻的两站、三站……直至六站连在一 起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。 • 由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电 机驱动、气动、PLC（可编程控制器）、传感器等多种技 术，给我们提供了一个典型的综合科技环境，使我们将学 过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识。
MPS系统总结构 MPS系统总结构
• 一、实物图
MPS系统总结构 MPS系统总结构
• 二、系统框图
MPS第二站的控制 MPS第二站的控制
• 系统结构
MPS第二站的控制面板 MPS第二站的控制面板
• 各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工 作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。 • 各开关的控制功能定义为： • 带灯按钮，绿色 开始 X10 Y10 • 带灯按钮，黄色 复位 X11 Y11 • 按钮，黄色 特殊功能按钮 X12 • 两位旋钮，黑色 自动/手动 X13 • 两位旋钮，黑色 单站/联网 X14 • 按钮，红色 停止 X15 • 带灯按钮，绿色 上

目录1 绪论 (1)1。

1 课题研究背景及意义 (1)1.2 MPS系统整体介绍 (1)1。

3 课题研究方向 (2)1.4 课题研究的目标 (3)2 MPS生产系统的总体方案设计 (3)2。

1 生产线方案的选择 (3)2.2 各单元的系统硬件设计 (9)3 MPS控制系统的设计 (18)3.1 总体控制系统方案的设计 (18)3。

2 各单元控制系统设计 (18)3。

3 PLC的选型 (19)3。

4 MPS系统各单元的I/O地址表 (21)3.5 PLC原理图 (25)3。

6 通讯接线板PCB板设计 (28)3.7 地址接线板PCB板设计 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪论经过各种制造系统的不断发展和演替，目前最主流的制造系统是融合了机械控制和电气控制技术为一体的综合性自动化控制系统—MPS系统。

该系统运用了电机驱动、气动、PLC、传感器等多种技术,实现了机电一体化技术在工业控制中的实际应用。

通常该系统有6个工作站, 为供料、检测、加工、搬运、分拣和分类存储。

MPS系统一般由多个可单独编程的工作单元组成，每个单元之间的握手信号可以通过I/O方式实现，也可以通过总线方式实现.PLC是在电气控制技术和计算机技术的基础上，专门为工业过程控制而设计的控制设备，在工业控制领域中应用非常广泛,被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC﹑机器人﹑CAD／CAM）之一。

本课题的研究将采用应用广泛的西门子S7—200系统作为模块化生产线的控制系统。

1。

1 课题研究背景及意义在全球机械行业竟争日益激烈的大背景下，国外的发达国家纷纷将柔性制造系统作为发展的重要战略，全球的制造业正在进入模块化生产的时代,我国应顺应制造业的潮流,在制造业中大力发展及应用模块化系统。

因此，模块化系统在机械行业中越来越显得尤为重要.MPS综合应用了气动控制、机械、电工电子、传感器、PLC控制技术等。

它可以模拟出跟实际生产相似的控制过程。

控制提取缸上下的动作
信号特征
信号为1：1号气缸缩回到位
信号为1：1号气缸伸出到位
信号为1：2号气缸缩回到位
信号为1：2号气缸伸出到位 信号为1：夹爪已打开
信号为0：夹爪夹紧 信号为1：夹爪下降到位 信号为1：夹爪上升到位 信号为1：1号气缸伸出 信号为1：1号气缸缩回 信号为1：2号气缸伸出 信号为1：2号气缸缩回 信号为1：夹爪打开 信号为1：夹爪闭合 信号为1：夹爪下降
气缸3A动作，完成夹紧工件，经延时后，令4Y1断电，气缸 4A换向，手臂抬起，直至4B2输出；此时令2Y2通电，气缸 2A动作，手臂转安装工位，使得2B1输出，这时接通4Y1， 手臂实现下降动作，直到4B2输出后，令线圈3Y1通电，实现 夹爪气缸3A动作输出，释放工件；当3B1有输出后，4Y1断 电，气缸4A换向，手臂抬起，直到4B2输出。
11.1.2 安装搬运单元的结构组成
安装搬运单元主要由提取模块、工件平台、直线转圆周运动 装置、气源处理组件、I/O接线端口、阀组等组成。
1. 提取模块 该模块实际上也是一个“气动机械手”，主要由一个直线气
缸（上下摆动）、摆臂和气动夹爪等组成。 摆臂相当于气动机械手的“手臂”，只是在这时不能伸缩，
文件 编号
搬运 单元
共1页
工序工时
MPSGY011
第1页
描图 描校 底图号 装订号
工步 1 2 3 4 5 6 7
工步内容 先安装到4040型材到车体上，配角连接件（40-40，事先处理）附M8×20/25螺钉弹平垫片锁紧，安装4040角连接件附M8×20螺钉弹平垫片锁紧。
安装无杆缸固定块到3030型材上M6×10十字沉头螺钉固定但不拧紧，用M4×30螺钉将无杆缸CY1RG15H-560-A93S固定到无杆缸固定块上（依图样）无杆缸与型材须居中 对齐，位置调整后，拆下无杆缸将十字沉头螺钉拧紧，然后再将无杆缸装上固定牢靠。

目录1、绪论 (1)1.1 立体仓库发展的意义 (1)1.2 立体仓库的概述 (1)2、系统工作原理 (2)3、立体仓库的硬件配置 (2)3.1 PLC简介 (2)3.2 CPU处理模块 (2)3.3 立体仓库的I/O分配 (3)3.4 立体仓库的外部接线 (4)4、立体仓库软件设计 (5)4.1编程软件介绍 (5)4.2立体仓库程序设计及分析 (6)4.2.1程序的设计 (6)4.2.2程序分析 (6)5、立体仓库监控界面的设计 (7)5.1 组态软件的概述 (7)5.2 定义数据词典 (8)5.3 用户界面的制作 (8)5.4命令语言的编写 (9)6、程序调试 (10)7、实验体会 (11)参考文献 (11)附录程序梯形图 (12)立体仓库控制系统张保明沈阳航空航天大学北方科技学院摘要：立体仓库控制系统也称自动存取系统，通常指采用几层至几十层高的货架，并用自动化物料搬运设备进行货物出、入库作业的仓库。

本文主要采用PLC实现对立体仓库的下位机控制，并通过组态软件对上位机进行实时监控。

文中首先介绍了PLC和立体仓库的工作原理，在设计硬件的基础上，对软件进行设计，采用组态软件建立人机监控界面，包括组态界面的制作方案，功能语言的实现，最后对系统进行调试，并给出相关的参考程序，使自动存取过程得以实现，并能实时的监控输送过程。

关键词：立体仓库；自动存取；PLC；组态软件；实时监控1、绪论1.1 立体仓库发展的意义立体仓库的特点在于以高层立体货架为标志，以成套先进搬运设备为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，高效率地利用仓储空间，节约时间和人力进行各种作业，具有巨大地社会效益和经济效益，因此被普遍应用于机器制造业、电器制造业、航空港、轻工和化工企业、商储业、军需部门等各行各业。

其中自动化的立体仓库更是具有广阔市场前景。

它集机械、电子、控制、计算机技术于一体，具有科技含量高，货物存取效率高和自动化程度高等优点，在物流监控技术、计算机应用技术、通信技术、货位优化管理等技术领域都有很好的应用。

绘制分类检测站PLC的输入输出地址分配接线图1．查找按钮面板上各按钮至PLC的输入地址分配解决方法：在系统通电的状态下，反复按某个按钮，仔细观察PLC面板上的输入指示灯的亮灭情况，从而判断该按钮是接到PLC的哪个输入端子。

2．查找传感器和磁性接近开关至PLC的输入地址分配解决方法：在系统通电通气的状态下，按下电磁阀的手动按钮，使气缸伸缩，同时仔细观察PLC面板上的输入指示灯的亮灭情况，从而得出该气缸上的磁性接近开关是接到PLC 的哪个输入端子。

3．判断PLC输出端子的功能作用解决方法：在系统通电通气的状态下，用编程软件对PLC输出端口依此编写按钮点动控制的程序，然后将程序下载到PLC后运行，仔细观察输出端口动作时驱动外设的工作情况，从而得知该输出端子的功能作用。

4．填写安装搬运站输入输出地址分配表表分类站输入、输出地址表5．根据地址分配表绘制分类检测站PLC输入输出接线原理图。

程序参考：注释：1．按下复位钮，20000继电器线圈得电自锁，进行复位程序。

当按下停止钮或进入第一步后，复位结束。

2．在原位状态时按下开始扭，进入第一步，将第一个工件推入第一个料仓。

3．当第一个料推入完毕后，进入第二步，推料气杆缩回。

注释：4．当推料气杆缩回到位后，自动进入第三步（20003线圈得电），当检测到第二个工件放置在平台之后，平台右移。

5．右移到第二个料仓入口处时，自动进入第四步（20004线圈得电），推料气杆再次伸出，将第二个工件推入第二个料仓轨道。

6．当推料完毕后，进入第五步，推料气杆缩回，同时平台左移回原位，等待第三个工件的到来。

注释：7．当第三个工件放置到平台之后，进入第六步，平台准备将工件运送到第三个入料仓口，先右移，再下降。

8．当平台下降移到位后，进入第七步，把工件推入第三个入料口。

9．当推料完毕后，进入第八步，推料气杆缩回，同时平台回原位操作。

注释：10．当平台回原位后，等待第四个工件放置到平台后，进入第九步，平台带着工件下移。

工业工程综合实验指导书（MPS系统实验）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 (9)实验五安装搬运单元（第四站）实验 (13)实验六安装单元（第五站）实验 (17)实验七立体存储单元（第六站）实验 (21)实验八FMS教学系统的AGV控制实验 (24)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。

目录1绪论 (1)1.1课题来源 (1)1.2设计MPS工件安装单元的目的 (1)2可编程控制器概述 (2)2.1 PLC的发展概况 (2)2.2 PLC的分类及特点 (2)2.2.1 PLC的分类 (2)2.2.2 PLC的特点 (3)2.3 PLC的基本组成以及应用领域 (4)2.3.1 CPU的构成 (4)2.3.2 I/O模块 (5)2.3.3电源模块 (5)2.3.4底板或机架 (5)2.3.5 PLC的外部设备 (5)2.3.6 PLC的通信联网 (6)2.4 PLC的结构和工作原理 (6)2.4.1 PLC的模块结构 (6)2.4.2 PLC的运行过程分析 (7)2.5 S7-200PLC系列的介绍 (7)3MPS单元 (11)3.1 MPS模块化加工系统 (11)3.2 MPS的基本组成 (11)3.3 MPS的基本功能 (11)3.4 电机的执行机构 (13)3.4.1 传感器的分类和选型 (13)3.4.2 传感器的工作原理及其应用 (14)3.5控制面板连线 (15)3.6气动元件的特点以及选型 (16)3.6.1 气动元件的特点： (16)3.6.2安装单元气动元件种类及结构符号 (16)4安装单元的结构与控制设计 (20)4.1 I/O接线端口 (20)4.2料仓模块 (20)4.3转运模块 (20)4.4气动控制回路 (21)4.5安装站PLC控制回路设计 (22)4.6程序控制 (24)4.6.1控制任务 (24)4.6.2编写程序 (24)4.6.3下载调试 (24)5安装站系统控制程序的设计 (26)5.1安装站的动作顺序 (26)5.2安装站的I/O分配 (26)5.3安装站单元顺序功能流程图 (26)5.4安装站的梯形图 (28)致谢 (29)1绪论1.1课题来源MPS英译为MultiProcessins System，即多处理器模块化加工系统。

它是为高端工作站或文件服务器而设计的。

设备故障诊断与维修基于PLC 控制的MPS供料单元系统设计综合实训姓名学号班级院系组号指导老师目录第一章任务描述 (4)1.1 实训意义 (4)1.2 任务 (4)1.3 任务实施 (5)第二章调研 (6)2.1 国内外概况 (6)2.2 调研结论 (7)第三章方案设计 (9)3.1 机械结构方案 (9)3.3 电气方案 (10)3.2 气动方案 (10)3.4 控制方案 (11)第四章技术设计 (13)4.1 机械零件设计 (13)4.2 气动元件选型 (13)4.3 电气原件选型 (15)4.4 重要部件描述 (18)第五章硬件设计 (20)5.1电气原理图 (20)5.2 电路 (21)5.3 I/O接线表 (21)5.4 电源 (22)第六章软件设计 (24)6.1 顺序功能图 (24)6.2 PLC程序 (25)第七章调试 (35)7.1 调试计划 (35)7.2 过程 (35)7.3 故障 (36)第八章体会 (37)第九章参考文献 (38)第一章任务描述1.1 实训意义MPS 是FESTO 公司结合现代工业特点开发研制的模拟自动化生产过程，集机械，电子，通讯为一体高度集成的机电一体化教学装置，这套装置的设计目的旨在培养能够综合应用自动化领域相关知识的专业技术人才，将给授训者提供一个很好的锻炼平台以更好的理解和掌握自动化领域的相关专业知识。

具体可使受训者从下列几个方面得到提高：一、对气动自动化的学习本设计拟采用气动自动化控制技术作为MPS 执行机构的控制方案，所以要求受训者要重视和加强对气动自动化控制技术相关知识的学习。

二、对PLC 知识的学习由于本设计下位控制器拟采用PLC 控制，所以要求受训者学习PLC 相关知识，包括PLC 的选型、编程、调试等，所以将使受训者在PLC 方面得到提高。

三、对自动化技术新的认识本设计还将用到传感器、执行器等知识。

通过这个设计过程，必将使我们对自动化控制技术有一个总体的把握和全新的认识，对我们以后的学习和工作具有重要帮助。