裝配流水線是多種企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品裝配的主要設(shè)備，當(dāng)前企業(yè)傳統(tǒng)裝配線上存在的主要問題在于裝配線不平衡、效率低、現(xiàn)場管理混亂等。隨著自動化水平的提高，以PLC為控制核心的自動裝配流水線逐漸代替了傳統(tǒng)的傳送帶。集提取、裝配、輸送等功能于一體的自動裝配流水線，成為生產(chǎn)自動化中不可或缺的環(huán)節(jié)，在企業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。用PLC控制裝配流水線具有程序設(shè)計簡單、易于操作和理解，能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能等優(yōu)點(diǎn)。

    在PLC控制下，流水線上的每一個工步，定位更精確，生產(chǎn)效率高，人力投入少，運(yùn)行成本低。它傳送距離長，運(yùn)輸能力強(qiáng)，能同步完成多工步自動裝配操作。本實例將就西門子S7-200PLC在裝配流水線中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹，希望通過本實例的詳解，讀者能掌握設(shè)計類似種類的裝配流水線的控制思想。

    一、裝配流水線工藝概述

    本實例主要介紹PLC在裝配流水線傳送帶控制中的實際應(yīng)用，該裝配流水線的控制工藝圖如圖8-16所示。傳送帶共有16個傳送標(biāo)志，工件從1號標(biāo)志裝入，從左至右依次經(jīng)過2號標(biāo)志、3號標(biāo)志到達(dá)16號標(biāo)志。在傳送過程中，共有4個傳送速度顯示裝置，分別為D、E、F、G燈，設(shè)定為1s有序循環(huán)顯示。共有4個工作崗位，其中3個裝配崗位，工件分別在A位置操作(A燈亮)5s，然后在B位置操作(B燈亮)5s，接著在C位置操作(C燈亮)5s，3個崗位完成3種裝配操作。此外，該傳送系統(tǒng)還有1個人庫崗位H，裝配完的工件經(jīng)最后一個入庫崗位H（H燈亮）操作5s后，進(jìn)行包裝入庫。速度顯示指示燈D、E、F、G各顯示Is，循環(huán)顯示速度指示燈共亮4s，20s工作時間，一個工作周期共需24s，可停止復(fù)位。

    圖8-16    裝配流水線控制工藝圖

    二、裝配流水線控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

    1．輸入/輸出信號分析

    輸入信號：根據(jù)前述對裝配流水線控制工藝的分析，可知該流水線需要一個啟動系統(tǒng)工作的按鈕，一個控制系統(tǒng)工作的按鈕，以及一個復(fù)位按鈕，因此，需要使用3個輸入端子。

    輸出信號：A、B、C和H操作位置各需一個操作指示燈，需4個輸出端子；D、E、F和G燈處需要使用4個速度顯示燈，需4個輸出端子，所以共需要8個輸出端子。

    2．PLC輸入/輸出分配表

    根據(jù)上述對該裝配流水線輸入/輸出信號的分析情況，可編制如表8-3所示的PLC輸入/輸出分配表。

    表8-3    PLC的輸入/輸出分配表

序號	地址	名稱	功能說明
3路數(shù)字輸入信號
1	I0.0	按鈕	啟動系統(tǒng)運(yùn)行
2	I0.1	按鈕	控制系統(tǒng)工作
3	I0.2	按鈕	系統(tǒng)復(fù)位
8路數(shù)字輸出信號
1	Q0.0	A燈	為1時，操作指示燈A亮5s，執(zhí)行A操作
2	Q0.1	B燈	為1時，操作指示燈B亮5s，執(zhí)行B操作
3	Q0.2	C燈	為l時，操作指示燈C亮5s，執(zhí)行C操作
4	Q0.3	D燈	為1時，速度顯示燈D亮1s
5	Q0.4	E燈	為1時，速度顯示燈E亮1s
6	Q0.5	F燈	為1時，速度顯示燈F亮1s
7	Q0.6	G燈	為1時，速度顯示燈G亮1s
8	Q0.7	H燈	為1時，操作指示燈H亮5s，執(zhí)行H操作

    3．PLC選型

    根據(jù)上述的輸入/輸出分配表，本實例中PLC選用西門子公司的S7-200系列小型PLC CPU222。

    4．裝配流水線PLC接線圖

    根據(jù)表8-3所示的PLC輸入/輸出分配表，可設(shè)計如圖8-17所示的PLC硬件接線圖。

    圖8-17    裝配流水線PLC接線圖

    三、程序設(shè)計

    為使讀者對該裝配流水線的PLC控制方法有一個整體的了解，本部分以一個完整的操作流程來介紹PLC在裝配流水線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。該操作對應(yīng)的流程圖如圖8-18所示，對應(yīng)的過程如下所述：

    圖8-18    裝配流水線控制接線圖

    (1)啟動系統(tǒng)：啟動該裝配流水線系統(tǒng)，產(chǎn)生周期Is的脈沖，使M0.0為1。

    (2)開始工作：每5s使M10.0為1，每秒M10.0右移一位，從M10.1依次移至M10.5；D、E、F、G燈順序各亮1s，M10.0為1使M1.1為1、M20.0為1。

    (3)工作后第5s M10.5為1使M1.0為1，每5s M20.O右移一位，從M20.1依次移至M20.4。

    (4)工作后第5s執(zhí)行A操作，即第5s，M20.0右移使M20.1為1，進(jìn)行A操作；3s后M0.2為1（持續(xù)1.5s），即第8s M0.2為1使M10.6為1，循環(huán)右移，每秒M10.6右移一位，從M10.7依次移至M11.1，使D、E、F、G燈順序亮。

    (5)工作后第10s執(zhí)行B操作，即第10s，M20.0右移使M20.2為1，進(jìn)行B操作；3s后M0.3為1（持續(xù)1.5s），即第13s M0.3為1使M12.0為1，循環(huán)右移，每秒M12.0右移一位，從M12.1依次移至M12.5，使D、E、F、G燈順序亮。

    (6)工作后第15s執(zhí)行C操作，即第15s，M20.0右移使M20.3為1，進(jìn)行C操作；3s后M0.4為1（持續(xù)1.5s），即第18s M0.4為1使M12.6為1，循環(huán)右移，每秒M12.6右移一位，從M12.7依次移至M13.1，使D、E、F、G燈順序亮。

    (7)工作后第20s執(zhí)行H操作，即第20s，M20.0右移使M20.4為1，進(jìn)行H操作；3s后M0.5為1（持續(xù)1.5s），即第23s M0.5為1，使M10.0為1，循環(huán)右移，每秒M10.0右移一位，從M10.1依次移至M10.5，使D、E、F、G燈順序亮，M20.4為1使M1.2為1，M20.0為1，為下一輪循環(huán)提供有效值，8s后M1.2消失。

    (8)工作后第25s再次執(zhí)行A操作，開始循環(huán)操作。

    上述裝配流水過程的PLC控制程序如圖8-19所示。

    圖8-19    裝配流水線梯形圖