摘要：当今社会，小到手表手机，大到汽车飞机，不论是日常生活用品的小批量生产，还是军用飞机的零部件制造，都离不开生产线这一重要部分。柔性自动化生产线具有能够对环境、要求等变化快速做出响应的能力，它能够快速应对各种突发情况下产品加工的需要，这能有效地提高人民的生活水准、促进社会经济的快速发展，同时还可以为增强我国军事力量做出不可比拟的贡献，因此柔性工艺是极具发展意义的。

本次设计就是针对柔性生产线的加工检测模块展开的，首先对PLC、传感器、电机三个重要组成部分的工作原理、过程及算法进行研究，接着根据任务书的要求进行类型的选择和参数的计算，最终选定西门子S7-200系列PLC、电感传感器和步进电机作为本次设计的硬件设备。接下来根据指导书的原理图和接线图确定PLC每个接口的功能并连接好PLC、步进电机和工作台的导线，并在合适的位置装好电感传感器。然后根据要实现的功能，用STEP 7软件进行控制程序的编写，并用S7-200仿真软件对程序进行仿真、修改和完善。最后使用MCGS组态软件设计一个虚拟控制窗口实现工作台的远程操控。

本文通过STEP 7软件进行控制程序的编写，可以仿真模拟加工检测单元的一般工作流程，并对每个接口的实时情况进行监测和预警，即使在运行过程中突然出现问题，也能及时的定位出现问题的具体位置，进行故障排除。还通过MCGS设计了一个简单的动态窗口，可以在上位机上远程操作加工站进行工件自动加工及复位功能。

关键词：柔性生产线，自动化，PLC，传感器

目 录

摘 要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2国内外研究现状-1

1.2.1 国外研究现状-1

1.2.2 国内研究现状-3

1.3研究的主要内容和方法-4

第二章 系统主要器件选择-5

2.1PLC模块-5

2.1.1 PLC概述-5

2.1.2 PLC的基本结构-5

2.1.3 PLC的工作原理-6

2.1.4 西门子S7-200系列PLC-7

2.2传感器模块-9

2.2.1 传感器的组成-9

2.2.2 电感式传感器的工作原理-10

2.2.3 LG和LE系列接近开关-11

2.3电机模块-12

第三章 系统硬件设计-14

3.1加工检测单元介绍-14

3.1.1 主要组成部分及功能-14

3.1.2 主要技术指标-15

3.2步进电机驱动设计-16

3.2.1 控制信号接口电路-17

3.2.2 驱动器与电机接线-17

3.3控制系统设计-18

3.3.1 电气控制-18

3.3.2 气动控制-18

3.4硬件设备总体接线设计-19

第四章 系统软件设计-22

4.1加工检测单元I/O口分配-22

4.2控制程序编写-23

4.3程序运行流程-24

第五章 上位机组态设计-26

5.1组态软件MCGS-26

5.1.1 嵌入版的主要特点-26

5.1.2 组态模型一般设计步骤-27

5.2上位机界面设计-28

第六章 总结与展望-33

6.1总结-33

6.2经济性、安全性、社会和环境影响的分析-33

6.2.1 经济性分析-33

6.2.2 安全性分析-33

6.2.3 社会和环境影响分析-33

6.3展望-34

参考文献-35

致  谢-36