摘要：随着近几年来加工制造业的不断更新发展，柔性自动化生产线的运用和研究渐渐受到越来越多人的重视与关注，并逐渐广泛应用于工业生产的各个领域，是实现未来智能加工制造业的发展趋势和运行理念。自动化的加工用分拣仓储装置系统作为柔性自动化生产线系统的一个重要组成部分，它不仅有着很好的外部适应能力，同时也能够大大节约工厂生产线的人力成本，提高生产效率。通过对加工用分拣仓储装置进行分析和研究，对加大柔性技术的发展有着重要的作用和深远的意义。

本课题研究的加工用分拣仓储装置的PLC系统设计主要是基于柔性生产线中的分拣仓储单元实现对工件进行分类并进行入库的功能，模拟了加工制造业工厂生产线中的分拣仓储单元的应用。该系统的整体设计依托于天煌教仪THMSRX-2A型实训平台和西门子PLC以及MCGS监控组态的基础上对设计方案进行研究。在本设计的生产工程中，系统以PLC作为控制的核心，利用西门子S7-200来控制步进电机，通过电机带动XY轴的滚珠丝杠运动，进而实现气缸的上下左右的运动，在气缸前端放置有等待储仓的产品，等到气缸运动到指定位置后，气缸推杆将产品推入仓库，完成储仓工作。该设计系统具有较好的柔性，即每一个站点都分别有属于自己的一套PLC控制系统独立控制。本系统整体的组装结构较为简单，总体布置合理，运行安全可靠，可以根据实际需要增减设备，有着很好的应用价值。

关键词：柔性生产线，PLC，MCGS

目 录

摘 要

Abstract

第一章  绪  论-1

1.1 本课题研究的意义-1

1.2 研究领域现状-2

1.2.1 国外研究现状-2

1.2.2 国内研究现状-3

1.3 发展趋势-4

1.4 所做的主要工作-5

第二章  系统总体方案设计-6

2.1 方案设计要求-6

2.2 系统方案选择-6

2.2.1 PLC的选择-6

2.2.2 电机的选择-7

2.2.3 气缸选择-7

2.2.4 人机交互选择-8

2.3 总体方案设计-8

2.3.1 系统流程图-9

2.3.2 系统总体布局-10

2.4 本章小结-10

第三章  系统硬件设计-11

3.1 系统框图-11

3.2 西门子S7-200 PLC-11

3.3 系统传动机构-12

3.3.1 步进电机-12

3.3.2 步进电机驱动器-13

3.3.3 滚珠丝杆-16

3.4 系统气动装置-17

3.4.1 气动回路原理图-17

3.4.2 二位五通阀原理图-17

3.5 分拣仓储系统实物图-18

3.6 总体接线原理图-19

3.7 本章小结-19

第四章  系统软件设计-20

4.1 生产工艺工程的分析-20

4.2 PLC的CPU选型-21

4.3 I/O分配及PLC外部连接图-21

4.4 PLC程序设计-22

4.4.1 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9编程软件-22

4.4.2 系统主程序-23

4.4.3 初始化子程序-25

4.4.4 复位子程序-25

4.4.5 工件分类子程序-26

4.4.6 气动控制程序设计-27

4.5 本章小结-28

第五章  人机交互设计-29

5.1 人机界面与组态软件-29

5.2 触摸屏与PLC的连接-30

5.3 工程组态画面设计-30

5.4 工程联调-31

5.5 本章小结-32

第六章  总结与展望-33

6.1 总结-33

6.2 展望-33

6.3 经济性、安全性及社会和环境影响-33

参考文献-34

致谢-36