mps柔性系统(编辑修改稿)

mps柔性系统(编辑修改稿)内容摘要：

与多种不同的 I/O 驱动器一起使用。 I/O 驱动器配置包括 ： ①  SCADA 配置； ②  I/O 驱动器种类； 图 系统配置应用序 10 ③  驱动器配置； ④  监视驱动器通讯。 ⑴ SCADA 配置 驱动器配置 ① 在 SCADA 服务器与过程硬件通讯前，需要定义并配置至少一种 I/O 驱动器， iFIX 在启动时最多可以装载 8 种 I/O 驱动器 ； ② 一些驱动器使用接口卡与过程硬件通讯，在这种情况下，需要配置相应接口卡； ⑵ SIM 驱动器 SIM 为 iFIX 仿真驱动器，它的基本功能如下： ① 产生临时值（提供 2020 个 16 位寄存器）； ② 产生仿真值（ 14 个信号发生器）； ③ 提供系统信息（报警及系统计数器）。 SIM 驱动器地址 ① 数据块可以从 SIM 驱动器地址中读、 写数据； ② 如果某一数据块写数据到同一地址，另一数据块则可以从该地址读数据； 表 21 I/O 驱动器举例 I/O 驱动器代码 版本 通讯方式 ABH 串口 (COM) ABC 驻留卡 GE9 以太网 MB1 串口 MBE 以太网 SIM 串口 S7 驻留卡或以太网 SL4 以太网 ROC 无线或 Modem 11 ③ 数据库重新载入时， iFIX 复位 SIM 地址； ④ 对于模拟量，寄存器范围为： 02020（位不能操作）； ⑤ 对于数字量，寄存器范围为： 02020（位范围为： 015）； ⑥ 精度为 5 位（标准精度位 7 位）； ⑦ 只能用于基于时间的扫描。 ⑶ GE9 驱动设置 在配置 SCADA 组态前，安装好所需的驱动，这里与 VersaMax 连接，所以需要 GE9 驱动。 安装 GE9 驱动后，要做到以下几点： ⑴ 将 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc 文件中的 hosts 文件用记事本打开，并进行修改，即在最后两行插入一些 PLC 与本机 IP 即可， 修改后的 Hosts 文件如图 ： 即 PLC IP 地址为 ，本机 IP 地址为。 ⑵ 打开 GE9 时，要添加 channeldevicedatablock 图 修改后的 hosts 文 件 12 其中 primary IP 修改为 PLC 的 IP， Delay 修改为 3。 ⑶ I/O Address Setup 设置如下： 图 添加 channeldevicedatablock 图 I/O Address Setup 设置 13 点击工具栏 上的 和 按钮，进行通讯测试，可以在 DataBlock 下看到测试信息，如 Data 项显示 Good，说明通讯成功。 ⑷ 保存 配置完成后，保存配置文件 ⑸ 点击右上角图标 ，并做修改 为： ⑹ 系统配置中仍没有 GE9，驱动配置即可 ： 图 PowerTool 设置 图 GE9 驱动配置 14 第 3 章 控制系统硬件 MPS 介绍 MPS（ Modular Production System） 模块化生产制造系统是一套采用美国先进技术、能高度模拟实际工业生产中大量复杂控制过程的教学培训装置。 其涉及的技术知识包括电气技术、 PLC 控制、传感器、工业机器人、气动装置、机械技术等，所用元件均为工厂实际使用的工业级产品，利用该系统进行实训，学生不仅可以进行各单科知识的学习和实践，而且还可以进行工厂环境的机电一体化系统综合训练，它是连接理论知识与生产实践的桥梁。 MPS 系统由五个单元组成，即：供料单元、检测单元、加工单元、机械手搬运单元、成品分拣单元，如图。 每个单元各有一套 PLC 控制 系统独立控制，既可各自独立动作，又可紧密相连形成一条自动生产线，完成零件的加工、检测、搬运和入库。 因此， MPS 系统能够为学生提供一个半开放式的学习环境。 虽然，各个组成单元的结构已经固定，但是，设备的各个执行机构按照怎样的流程运行、各单元之间如何配合、最终模拟怎样的生产过程、整个流水线按怎样的操作模式运转等，都可根据自己的理解，运用所学理论知识，设计出 PLC 控制程序，实现模拟流水线控制。 整个系统基本涵盖了加工、搬运、检测工件直至仓库的全部流程，体现了自动化生产线上物流、能量流、信息流的概念。 图 MPS 模块化生产制造系统 15 VersaMax 概述 VersaMax 是 GE 公司推出的新一代控制系统，其设计新颖、结构紧凑、通用性强、配置灵活、经济实用，为自动化控制系统提供了功能强大的系列产品。 VersaMax 是唯一具有 “ 三合一 ” 功能的系列产品，它既可以作为单独的 PLC 控制机，具有可接受的价格和优越的性能 ； 又可以作为 I/O 子站，通过现场总线 受控于其它主控设备，诸如 GE 90 70、 90 30 以及第三方 PLC、 DCS 或计算机系统；还可以构成由多台 PLC 组成的分布式大型控制系统。 VersaMax 产品为模块化和可扩展结构，构成的系统可大可小，为现代开放式控制系统提供了一套通用的、便于实施应用的、经济的解决方案。 VersaMax 特点 ⑴ 使用方便，经济实用 ① I/O 模块和通讯模块都可带电插拔； ② 自动配置 I/O 地址和参数； ③ 真正的即插即用； ④ 模块安装、扩展不需要任何工具； ⑤ 无机架的紧凑结构，安装方便。 图 VersaMax 16 ⑵ 高可靠性和连续性； ① 遵照“六西格玛”原则进行优化设计； ② 先进的故障诊断； ③ 可恢复的电子短路过载保护 （ ESCP） ； ④ 拔掉模块的状态可 预先设定。 VersaMax 结构 VersaMax 主要有六个基本单元组成 ⑴ CPU CPU执行用户程序，直接控制本地 I/O 模块或通过现场总线控制分布 I/O 模块，还可以与其它 PLC 通讯。 本单元所选 CPU（ 型号为 IC200CPUE05） 带有两个串口 (RS232 和 RS485 接口 )和一个内置的以太网接口，并有 7 个状态显示灯 ： 电源灯 (PWR)、系统自检正常灯 (OK)、运行灯 (RUN)、故障灯 (FAULT)、强制灯 (FORCE)、通讯端口 1 灯(PORT1)和通讯端口 2 灯 (PORT2)，并且在指示 灯侧面的盒盖打开后有运行(RUN/ON)、停止 (STOP/OFF)操作开关，正常情况下将此开关设置在运行位置，上电后， CPU 上的 PWR、 OK、 RUN 指示灯亮。 ⑵ NIU NIU 提供从站通讯协议将 I/O 模块和主机通过现场总线连接起来，主机可以是 PLC，也可以是一台 PC 机或 DCS 系统。 ⑶ I/O 模块 VersaMax 提供了多种类型的 I/O 模块，除了常规的开关量、模拟量模块外，还有热电阻 RTD、热电偶 TC 和高速计数器 HSC 等特殊模块，以满足用户的广泛需求。 按照组态的顺序将输入输出模块插入 CPU 的 右边，所有模块的正面上有一个 颜色编码条，蓝色代表直流模块，红色代表交流模块，金色代表混合 (既有输入又有输出功能 )模块等等。 I/O 模块支持带电热插拔，自动地址分配，设定总线地址通过旋转地址开关，无须特殊工具组态。 每回路均有绿色 LED 指示灯，以显示该输入 /输出点的开 /关状态。 17 ⑷ I/O 底座 I/O 底座支持所有类型的 VersaMax I/O 模块的安装，背板总线通讯和现场接线端子。 I/O 模块装卸时无须变动现场接线。 ⑸ 通讯模块 提供了 VersaMax PLC 与其他设备的通讯。 目前支持的通讯模块有： Genius，DeviceNet（主）， Profibus DP（从）。 ⑹ 电源及电源辅助底座 电源模块通过背板总线向 I/O 模块供电。 在系统配置中， 当 CPU 或 NIU 上的电源支持的负载电流能力不能满足配置的 I/O模块需要时，可增加一个或多个电源，其安装在电源辅助底座上。 传感器 成品分拣动作的时机需要传感器来给予，本设计主要用到的传感器为：电感接近开关。 其主要用于判断工件在传送带上的位置。 对射式光电接近开关 对射式光电接近开关是指光发射器与光接收器处于相对的位置工作的光电接近开关。 其原理如图 所示。 本设计中对射式光电接近开关主要用于检测工件有无，当工件进入发射端与接收端之间时，工件被检测到，为后面相应导向缸动作提供信号。 图 对射式光电接近开关原理 18 反射式光电接近开关 反射式光电接近开关的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且发光器与光接收器为一体化的结构，在其相对的位置上安置一个反光镜，光发射器发出的光经反光镜反射回来后由光接收器接收。 其原理如图 所示。 使用反射式传感器来控制工件是否进入滑槽，如果传感器检测到工件经过，则有相应的信号输出，从而证明工件已入槽。 光纤式传感器 光纤电缆由一束玻璃纤维或由一条或几条合成纤维组成。 光纤能将光从一处传导到另一处，甚至绕过拐角处。 其工作原理是通过内部反射介质传递光线。 光线通过具有高折射率的光纤材料和低折射率护套内表面，由此形成的光线在光纤内反射式传递。 光纤由芯部（高折射率）和护套（低折射率）组成。 在光纤内，光被不断来回反射，因而光能通过曲线路径。 光纤式传感器外形如图 所示。 图 反射式光电接近开关原理 19 控制指标及总体结构设计要求 系统的功能要求 及技术指标 ⑴ 成品分拣单元应实现的基本功能如下： ① 分拣出金属和非金属； ② 分拣出非金属中某一颜色块（绿、黑）。 ⑵ 系统技术指标 ① 输入电压： 220V/380V； ② 执行驱动电压： 24V/5A； ③ 环境温度： 0— 55℃ （工作） ， 20— 70℃ （保存） ； ④ 相对湿度 : 35— 85%（无冷凝） ； ⑤ 接地 : 第三种接地 ； ⑥ 气源 : — ； ⑦ 工作环境 : 禁止 与 腐蚀性 、 可燃性气体接触，防止导电尘埃 ； 成品分拣单元的总体设计 本单元主要由供料工序平台、过滤调压组件、传送模块、导向模块、挡料模块、直流步进电机、 PLC 模块、 I/O 接线端口、继电器、对射式光电传感器、反射式光电传感器等组成。 以下介绍本单元的总体设计。 图 光纤式传感器外形图 20 成品分拣单元概述： 分拣滑槽有黑色、绿色和金属滑槽，根据颜色可以在各自的滑道上储。