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(wèn)題在于裝配線不平衡、效率低、現(xiàn)場(chǎng)管理混亂等。隨著自動(dòng)化水平的提高，以PLC為控制核心的自動(dòng)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(dòng)裝配流水線，成為生產(chǎn)自動(dòng)化中不可或缺的環(huán)節(jié)，在企業(yè)生產(chǎn)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。用PLC控制裝配流水線具有程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(gè)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(zhǎng)，運(yùn)輸能力強(qiáng)，能同步完成多工步自動(dòng)裝配操作。本實(shí)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(guò)本實(shí)例的詳解，讀者能掌握設(shè)計(jì)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(shí)例主要介紹PLC在裝配流水線傳送帶控制中的實(shí)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(gè)傳送標(biāo)志，工件從1號(hào)標(biāo)志裝入，從左至右依次經(jīng)過(guò)2號(hào)標(biāo)志、3號(hào)標(biāo)志到達(dá)16號(hào)標(biāo)志。在傳送過(guò)程中，共有4個(gè)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(gè)工作崗位，其中3個(gè)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(gè)崗位完成3種裝配操作。此外，該傳送系統(tǒng)還有1個(gè)人庫(kù)崗位H，裝配完的工件經(jīng)最后一個(gè)入庫(kù)崗位H（H燈亮）操作5s后，進(jìn)行包裝入庫(kù)。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(shí)間，一個(gè)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(jì)

    1．輸入/輸出信號(hào)分析

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

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

    2．PLC輸入/輸出分配表

    根據(jù)上述對(duì)該裝配流水線輸入/輸出信號(hào)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(hào)	地址	名稱	功能說(shuō)明
3路數(shù)字輸入信號(hào)
1	I0.0	按鈕	啟動(dòng)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(hào)
1	Q0.0	A燈	為1時(shí)，操作指示燈A亮5s，執(zhí)行A操作
2	Q0.1	B燈	為1時(shí)，操作指示燈B亮5s，執(zhí)行B操作
3	Q0.2	C燈	為l時(shí)，操作指示燈C亮5s，執(zhí)行C操作
4	Q0.3	D燈	為1時(shí)，速度顯示燈D亮1s
5	Q0.4	E燈	為1時(shí)，速度顯示燈E亮1s
6	Q0.5	F燈	為1時(shí)，速度顯示燈F亮1s
7	Q0.6	G燈	為1時(shí)，速度顯示燈G亮1s
8	Q0.7	H燈	為1時(shí)，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(shí)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(jì)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(jì)

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

    圖8-18    裝配流水線控制接線圖

    (1)啟動(dòng)系統(tǒng)：?jiǎn)��?dòng)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(kāi)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(kāi)始循環(huán)操作。

    上述裝配流水過(guò)程的PLC控制程序如圖8-19所示。

    圖8-19    裝配流水線梯形圖