基于PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的模擬生產(chǎn)線(xiàn)的設計與實(shí)現

　　廣東技術(shù)師范學(xué)院自動(dòng)化系主要從事工業(yè)電氣自動(dòng)化方面的教學(xué)、科研任務(wù)，現已配備有60臺套S7-200系列可編程控制器，10臺TD200文本顯示器，4臺TP-07觸摸屏，6臺變頻器，建有一個(gè)PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)驗室，實(shí)驗室配有WINCC、STEP7、WINAC等軟件和一個(gè)基于PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的模擬生產(chǎn)線(xiàn)，每年為社會(huì )培養約200名本專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生，畢業(yè)生遍布珠三角地區。
　　本項目旨在建立自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)當中的實(shí)踐環(huán)節，讓學(xué)生能夠參與生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程控制的實(shí)踐，把實(shí)際生產(chǎn)與理論教學(xué)緊密地聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)為教師科研提供一個(gè)平臺。這條由廣東技術(shù)師范學(xué)院自動(dòng)化系、天津龍洲科技儀器有限公司共同研制的自動(dòng)化模擬生產(chǎn)線(xiàn)，采用了SIEMENS公司的PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，選用了SIEMENS的S7-300做主站、S7-200做從站，配備了STEP 7編程軟件和WIN CC監控軟件?？刂葡到y中包括七個(gè)從站點(diǎn)：送料單元、加蓋單元、穿銷(xiāo)單元、溫度控制系統、檢測單元、分檢單元（氣動(dòng)機械手）、疊層立體倉庫（見(jiàn)圖1）。

　　系統介紹
　　這條多站點(diǎn)連續生產(chǎn)線(xiàn)上的工藝過(guò)程如下：送料單元（站點(diǎn)1）工件托盤(pán)經(jīng)傳送帶從此站前端開(kāi)始進(jìn)入下料倉出口，下料倉出口處的傳感器檢測到托盤(pán)到位后，定位氣缸動(dòng)作將托盤(pán)對準下料倉出口，此時(shí)直流減速電機工作，通過(guò)同步送料帶將裝配主體下落到托盤(pán)，經(jīng)傳感器檢測到裝配主體下落到位后，定位氣缸動(dòng)作放行，托盤(pán)帶裝配主體沿傳送帶向下站運行。加蓋單元（站點(diǎn)2）托盤(pán)帶裝配主體進(jìn)入本站后，托盤(pán)到站傳感器和氣缸到位傳感器動(dòng)作，擺臂機構擺動(dòng)將上蓋裝在主體中，上蓋檢測傳感器檢測到上蓋裝好后，定位氣缸動(dòng)作放行，托盤(pán)帶裝配主體沿傳送帶向下站運行。穿銷(xiāo)單元（站點(diǎn)3）托盤(pán)帶裝配主體進(jìn)入本站后，經(jīng)直線(xiàn)推動(dòng)機構，將銷(xiāo)釘準確裝配到上蓋與工作主體中，使三者成為整體，成為工件。銷(xiāo)釘分為金屬與非金屬二種。當銷(xiāo)釘傳感器檢測到位后，托盤(pán)帶工件沿傳送帶向下站運行。模擬單元（站點(diǎn)4）工件進(jìn)入本站檢測到位后，進(jìn)行加熱和溫度控制，完成PID調節后，工件沿傳送帶向下站運行。檢測單元（站點(diǎn)5）工件進(jìn)入檢測單元，進(jìn)行銷(xiāo)釘材質(zhì)的檢測（金屬、塑料）和工件顏色檢測（深色、淺色）以確定工件是否合格，深色帶銷(xiāo)釘的為合格品，其余為不合格品。本站的檢測結果作為下兩站動(dòng)作的依據。分檢單元（站點(diǎn)6）工件進(jìn)入本站后，首先由短程氣缸下落，皮碗壓緊工件，真空泵開(kāi)關(guān)動(dòng)作，排除皮碗內的空氣，短程氣缸上升，吸起工件讓托盤(pán)繼續前進(jìn)，工件由擺動(dòng)缸轉動(dòng)90度，若是合格品則工件下落到傳送帶繼續沿傳送帶向下站運行，若是廢品，無(wú)桿缸橫移將廢品投入廢品槽。疊層立體倉庫（站點(diǎn)7）該單元由升降梯與立體疊層倉庫二部分組成，升降梯由升降臺和鏈條提升部分組成，由步進(jìn)電機做驅動(dòng)?？筛鶕z測單元檢測結果（金屬、塑料、深色、淺色），按類(lèi)將工件傳送到立體疊層倉庫中。連續生產(chǎn)線(xiàn)示意圖如圖２。

　　這條模擬生產(chǎn)線(xiàn)由一個(gè)主站S7-300和七個(gè)從站S7-200并通過(guò)WINCC監控軟件實(shí)現對整個(gè)模擬生產(chǎn)線(xiàn)的控制，所用主要設備型號、數量、控制對象列表如下表。