ВВЕДЕНИЕ 6
1 Анализ предметной области 7
1.1 Обзор устройства и принципа работы лабораторных стендов мехатронной
автоматизированной линии 7
1.1.1 Обзор системы лабораторного оборудования компании Festo-Didactic 7
1.1.2 Обзор мехатронной станции перемещения заготовок 9
1.1.3 Обзор мехатронной станции сортировки заготовок 14
1.1.4 Обзор мехатронной станции выдачи заготовок 20
1.1.5 Обзор мехатронной станции измерения заготовок 25
1.1.6 Обзор мехатронной станции сборки заготовок 28
1.2 Обзор средств управления 30
1.2.1 Обзор используемых средств управления 30
1.2.2 Обзор используемых средств ручного управления и визуализации 35
1.3 Обзор элементов систем управления 36
1.3.1 Обзор датчиков 36
1.3.2 Обзор промежуточных реле 43
1.4 Безопасность мехатронных станций 45
1.4.1 Общая безопасность работы оборудования 45
1.4.2 Выявление механических коллизий в мехатронных станциях 47
1.5 Цели и задачи выпускной квалификационной работы 50
1.5.1 Выявление недостатков работы и конструкции мехатронных станций. .. 50
1.5.2 Актуальность выпускной квалификационной работы 51
1.5.3 Постановка цели и задачи выпускной квалификационной работы 51
2 Модернизация аппаратной части оборудования 53
2.1 Модернизация планировки линии 53
2.2 Модернизация мехатронного модуля Pick-Alfa 56
4
2.2.1 Модернизация пневматической части мехатронного модуля Pick-Alfa ... 56
2.2.2 Модернизация электрической части мехатронного модуля Pick-Alfa 61
2.3 Модернизация мехатронного подъёмно-поворотного модуля 65
2.3.1 Модернизация пневматической части мехатронного подъёмно-поворотного модуля 65
2.3.2 Модернизация электрической части подъёмно-поворотного модуля 69
2.4 Модернизация мехатронного модуля Pick&Place 71
2.4.1 Модернизация пневматической схемы мехатронного модуля
Pick&Place 71
2.4.2 Модернизация электрической схемы мехатронного модуля Pick&Place . 73
2.5 Расчёт общего тока потребления мехатронных модулей и станций 75
3 Разработка системы управления 80
3.1 Разработка структурной схемы системы управления 80
3.2 Выбор языков программирования 82
3.3 Конфигурация оборудования ПЛК и сети 83
3.4 Архитектура программы 86
3.5 Разработка программных функций управления исполнительными
устройствами 88
3.5.1 Основные параметры функций 88
3.5.2 Разработка алгоритма управления исполнительными устройствами 90
3.5.3 Разработка программы управления 95
3.5.4 Разработка интерфейса оператора 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Автоматизация является одним из самых важных направлений, которое освобождает или частично уменьшает участие человека в производственных процессах. Благодаря автоматизации участие человека на в производстве уменьшается, повышается производительность труда. С уменьшением применения ручного труда снижается себестоимость производства, а значит и позволяет производить более высокотехнологичную и наукоёмкую продукцию.
Автоматизация - комплексный подход к решению задач, современная автоматизация практически полностью состоит из высокоинтеллектуальных компонентов - RFID меток, MES систем, систем децентрализованной периферии и т.д. Даже ранее самый простой дискретный датчик, сейчас связан с программируемым логическим контроллером (ПЛК) по промышленной сети. Такое сложное оборудование требует от обслуживающего персонала и операторов оборудования обладать очень большим уровнем знаний этих областей, для решения производственных задач. Но при этом перенос данных элементов и опробование на практике в учебном процессе затруднительно в виду их высокой стоимости и сложности.
Поэтому в целях обучения студентов данной области в дипломной работе разработана управляющая программа и проведена модернизация лабораторного стенда модели мехатронной автоматизированной линии. Данная линия позволяет в лабораторных условиях наглядно показать использование систем автоматизации в современном производстве, показать методы выполнения техническое обслуживание, ремонта мехатронных автоматизированных линий и продемонстрировать индустриальные стандарты разработки программного обеспечения для автоматизированных линий и показать связь системы управления предприятия и реального оборудования.
В рамках данной выпускной квалификационной работы разработана система управления лабораторного стенда модели мехатронной автоматизированной линии. Проведена модернизация стенда путём соединения разных станций в одну производственную линию и возможностью управления от операторской панели.
В результате были решены следующие задачи:
1) Проведена модернизация мехатронной автоматизированной линии путём объедения мехатронных станций в одну модель производственную линию.
2) Проведена модернизация мехатронной станции Перемещения материалов под технологический процесс модернизированной модели производственной линии.
3) Выявлены небезопасные последовательностей при работе мехатронных модулей и станций.
4) Разработаны меры по исключению небезопасных последовательностей при работе мехатронных модулей и станций, как в ручном режиме работы (в том числе с использованием ручного дублирования), так и в автоматическом режиме работы.
5) Разработана система управления модернизированной модели производственной линии.
6) Разработана программа управления модернизированной производственной линии.
