王冠英（中國有色（沈陽）泵業(yè)有限公司,沈陽　110000）

基于PROFIBUS現場總線的PLC自動裝配系統(tǒng)研制

王冠英
（中國有色（沈陽）泵業(yè)有限公司,沈陽110000）

摘要：PROFIBUS是一種用于工業(yè)級監(jiān)控和設備層數據通信與控制的過程現場總線。它可實現現場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數字控制和現場通信.本文主要開發(fā)和設計了一套基于PROFIBUS現場總線的PLC自動裝配系統(tǒng)。自動裝配系統(tǒng)由工位轉盤等組成。實現自動送料、裝配、倉儲（合格品入合格出口）。采用S7-300系列PLC作為控制系統(tǒng)和數據采集，PROFIBUS—DP現場總線實現自動裝配系統(tǒng)主站和從站的聯網通訊。

關鍵詞：PROFIBUS;PLC;現場總線;自動裝配系統(tǒng);主站;從站

1　自動裝配系統(tǒng)控制方案總體設計

在器件工件基底上放置三個不同的配件，用工位轉盤輪流操作的方式進行配件疊加放置，然后檢驗測試產品是否合格，合格品從合格品通道傳送到下一工序，不合格品從不合格品通道送出收集。

需要考慮的問題：

（1）啟動初期，工位轉盤上沒有配件，需先放上配件1、2、3，再開始裝配元件；（2）按下停止按鈕時，工位轉盤上剩下的工件需依次裝配完成再停下；（3）遇到緊急情況需要急停，可以做斷電處理。

首先，工件基底從1號工位推出，基底隨轉盤先后轉到2、3、4位時，各工位分別推出配件1、2、3，裝配好的器件到達5號工位進行檢測，檢測合格的，器件從5號位推出，否則作為不合格器件運轉到6號位推出。

本自動裝配系統(tǒng)機構采用PLC，系統(tǒng)主站從站采用西門子系列S7-300。機構通過PROFIBUS現場總線串行連接，自動實現產品裝配動作。機構間通信采用PROFIBUS網絡實現，并通過其硬件及軟件將自動裝配系統(tǒng)機構連接起來。配備多種傳感器等信號采集器來監(jiān)視系統(tǒng)中每一執(zhí)行機構的運行情況，經判斷后發(fā)出下一步的執(zhí)行指令。人機界面用來顯示系統(tǒng)的運行情況、運行記錄，以及用來由操作者向系統(tǒng)發(fā)指令?？傮w設計方案分為硬件設計和軟件設計兩大部分，是以S7-300系列PLC來進行控制和數據的處理與傳輸，同時配以響應硬件電路來控制轉盤動作，來實現裝配機構的全自動運行。

2　設計步驟

（1）I/0設備選擇：根據用戶要求，確定系統(tǒng)所需輸入，輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、開關、傳感器等。常用的輸出設備有繼電器、觸器等;（2）根據I/O點數選型PLC;（3）分配I/0點，分配PLC的輸人輸出點，編制端子接線圖;（4）設計本自動裝配系統(tǒng)的梯形圖，設計梯形圖程序（整個系統(tǒng)的核心）;（5）將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)更加完善;（6）裝配系統(tǒng)整體調試，在PLC軟硬件設計;（7）進行整個系統(tǒng)的聯機調試，直至調試成功。

3　各工作機構控制部件組成

（1）放置機構控制部件:斷路器、直流電源、可編程控制器：采用西門子S7-300系列的組合式PLC、脈沖過濾器、啟動停止按鈕。（2）裝配機構控制部件：斷路器、直流電源、可編程控制器：采用西門子S7-300系列PLC、脈沖過濾器、啟動停止按鈕。（3）存儲機構控制部件：斷路器、直流電源、可編程控制器采用西門子S7-300系列、啟動停止按鈕。

4　PLC　程序設計

（1）按下啟動按鈕后，開始往轉盤上裝配件1、2、2，Q0.1-Q0.3順序亮；（2）待配件裝上后，整個裝配流水線開始工作，推出工件基底，順序裝上配件1、2、3，并判斷是否合格。整個過程是并行運行的，即當工件基底在裝配件1的同時，Q0.0推出下一基底。

設計主站過程控制的塊包括OB、FC、SFB等，DB數據塊存儲的是全局數據，所有的FC、FB或OB都可以從共享數據塊中讀取數據，或將數據寫入共享數據塊。

本自動裝配系統(tǒng)采用WinCC組態(tài)軟件開發(fā)實現。首先用一個圓盤來代替轉盤，轉盤上有6個出口，從最底下那個開始逆時針方向，分別代表工件基底，配件1、配件2、配件3、合格出口、不合格出口。當系統(tǒng)開始運行時，我們可以從畫面上看到工件在轉盤上的傳輸過程。另外，在轉盤旁邊還有一個指示燈，用于顯示產品合格與否的判斷結果。

5　結束語

本文探討了自動裝配系統(tǒng)的研制。本實物設備正常運行時基本達到可靠性控制要求。系統(tǒng)由工位轉盤等組成；可以實現穩(wěn)定可靠的傳送物料放置，產品裝配效果較好，成品定位精度達到預期的設定要求；主從站通訊性能較好，沒有信息延遲產生。

參考文獻：

[1]吳衛(wèi)榮.傳感器與PLC技術[M].中國輕工業(yè)出版社，2010.

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