基于PROFIBUS現場總線的PLC自動裝配系統研制

王冠英（中國有色（沈陽）泵業有限公司,沈陽　110000）

基于PROFIBUS現場總線的PLC自動裝配系統研制

王冠英
（中國有色（沈陽）泵業有限公司,沈陽110000）

摘要：PROFIBUS是一種用于工業級監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控的分散式數字控制和現場通信.本文主要開發和設計了一套基于PROFIBUS現場總線的PLC自動裝配系統。自動裝配系統由工位轉盤等組成。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作為控制系統和數據采集，PROFIBUS—DP現場總線實現自動裝配系統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;主站;從站

1　自動裝配系統控制方案總體設計

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。

本自動裝配系統機構采用PLC，系統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機構連接起來。配備多種傳感器等信號采集器來監視系統中每一執行機構的運行情況，經判斷后發出下一步的執行指令。人機界面用來顯示系統的運行情況、運行記錄，以及用來由操作者向系統發指令。總體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的梯形圖，設計梯形圖程序（整個系統的核心）;（5）將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統更加完善;（6）裝配系統整體調試，在PLC軟硬件設計;（7）進行整個系統的聯機調試，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。

本自動裝配系統采用WinCC組態軟件開發實現。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。系統由工位轉盤等組成；可以實現穩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]吳衛榮.傳感器與PLC技術[M].中國輕工業出版社，2010.

[2]SIEMENSSIMATICS7-300可編程控制器安裝手冊[Z].2002.

[3]西門子（中國）有限公司.SIMATICHMIWINCC系統描述版本5.0[Z].2002.

[4]Siemens.WinCC組態手冊[K].

[5]周美蘭.PLC電氣控制與組態設計[M].北京：科學出版社，2003.