EAPS柔性生产线控制系统设计-机械设计制造及其自动化毕业论文.doc

昌理工学院本科生毕业论文
2013届本科生毕业论文 学 号：090202010143
成 绩：

院 部： 机电工程系
专 业： 机械设计制造及其自动化
姓 名： 胡小荣
指导教师： 刘耀元

二〇一三年四月

毕业论文诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的毕业论文《 EAPS100柔性生产线控制系统设计 》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人独自承担。

作者签名：
年 月 日

摘 要
近20 年来，气动技术的运用领域快速拓宽，特别是在各种自动化生产线上得 到广泛应用 电气可编程控制技术与气动技术相结合， 使整个系统自动化程度更高， 控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气 动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的入，促进了电气比例伺服技术的发 展，现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精 度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特 点，国内外都在大力开发研究
目前，电机在控制系统中的应用越来越广泛，由此凸现了电机控制的重要性。本文简单介绍了步进电机背景、现状以及未来的发展趋势，以及步进电机的各种控制方法及细分控制原理。通过分析步进电机控制的相关控制方法并以此为基础对本次设计有一个总体的规划，同时分析本次设计的重点以及难点，找出解决方法，最终得到整体的设计模块流程，完成本次设计。机械工业是国民的装备部， 是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消 费品的产业。 机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的 重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一 (张志献，2002)。新世纪，生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。 现代工业中生产过程的机械化， 自动化已成为突出的主题。 然而在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度非常大，有时还会 出现失误及伤害。显然这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。

【关键词】：柔性生产 气动机械手 机械工业化 自动化

Abstract
外文摘要内容与中文摘要对应：
he advantages of PLC control(控制优势 PLC 的控制优势)
Any control system goes through four stages from conception to a working plant. A PLC system brings advantages at each stage. The first stage is design; the required plant is studied and the control strategies decided. With conventional systems design must be complete before construction can start. With a PLC system all that is needed is a possibly vague idea of the size of the machine and the I/O requirements (how many inputs and outputs). The input and output cards are cheap at this stage, so a healthy spare capacity can be built in to allow for the inevitable omissions and future developments. Next comes construction. With conventional schemes, every job is a ‘one-off’ with inevitable delays and costs. A PLC system is simply bolted together from standard parts. During this time the writing of the PLC program is started (or at least the detailed program specification is written). The next stage is installation, a tedious and expensive business as sensors, actuators, limit switches and operator controls are cabled. A distributed PLC system using serial links and prebuilt and tested desks can simplify installation and bring huge cost benefits. The majority of the PLC program is written at this stage. Finally comes commissioning, and this is where the real advantages are found. No plant ever works first time. Human nature being what it is, there will be some oversights. Changes to conventional systems are time con summing and expensive. Provided the designer of the PLC system has built in spare memory capacity, spare I/O and a few spare cores in multicourse cables, most changes can be made quickly and relatively cheaply. An added bonus is that all changes are recorded in the PLC’s program and commissioning modifications do not go unrecorded, as is often the case in conventional systems. There is an additional fifth stage, maintenance, which starts once the plant is working and is handed over to production. All plants have faults, and most tend to spend the majority of their time in some form of failure mode. A PLC system provides a very powerful tool for assisting with fault diagnosis.
外文文献翻译： 外文文献翻译：
控制优势 PLC 的控制优势
　　任何控制系统从概念到进入工厂工作都要经历四个阶段。PLC系统在每一个阶段都有优势。第一阶段是设计，对工厂的需要进行研究和制定控制策略，传统的运行平台的设计和制造必须在设计进行前完成。PLC 系统仅仅需要的是一个模糊的关于机器的可能大小的想法和 I/O 数量的要求（多少输入和输出接口）。在这个阶段输 入和输出芯片十分便宜，所以可以内置一个很健全的备用容量，它允许用来补充 遗漏项目和为未来的扩充做准备。 其次是设计。传统的方案是，每一项工作都是“一次成型”这不可避免的造 成了工程拖延和增加成本。一个的 PLC 系统使用最简单的标准件螺栓连接在一 起。在这样的连接下开始编写 PLC 程序（或者至少是写入详细的程序规范） 。 下一阶段是安装， 安装是一种繁琐和昂贵的工作， 例如安装传感器、 执行器、 限制开关系统和主机的连接。分布式 PLC 系统使用串行链路式的预编译，测试界 面可以简化安装它带来了巨大的成本优势。PLC 的程序多数在这个阶段完成。 最后是调试，而这正是 PLC 真正的优势被发掘的部分。没有任何设备在第一 次就正常工作。人性就是这样，总会有一些疏漏。与传统的系统变动情况的耗时 和昂贵相比，PLC 的设计师提供了系的内置备用内存容量、备用 I/O 和一些备用 多芯电缆线，多数的变动能迅速和相对便宜的完成。另外一个好处是，所有的变 化 PLC 都有记录，程序的调试和修改不会因为没有被记录而遗失，这是一个经常 发生在常规系统中的问题。 还有一个额外的第五阶段，维护，一旦启动工作，并移交生产就产生了维护 的问题。所有设备都有缺点，大多数设备在错误的模式中度过了它们的大部分的 时间。 PLC 系统提供了一个非常强大的工具帮助诊断故障。

【关键词】：PLC控制系统

目 录
第1章 柔性生产控制技术简介（小4号、黑体，行距1.5倍）
1.1柔性生产技术概况 ……………………………………………………
　 1.2 柔性生产设备控制系统 ……………………………………………
1.3 PLC控制技术 …………………………………………………………
第2章 步进电机及控制
2.1 步进电动机结构及工作原理 ………………………………………
　 2.2 PLC控制步进电机硬件 …………………………………………
2.3 PLC控制步进电机程序 …………………………………………
第3章传感器及气动技术
3.1 传感器技术 …………………………………………………………
　 3.2 气动元件 …………………………………………………………
3.3 气动回路 …………………………………………………………
第4章EAPS100柔性生产线PLC控制
4.1 设备介绍 ……………………………………………………………
　 4.2 PLC硬件接线 ………………………………………………………
4.3 器件清单 ……………………………………………………………
第5章 PLC软件设计
5.1 流程图和梯形图 ………………………………………………………
　 5.2传感器与PCL连接………………………………………………………
5.3 指令表 ………………………………………………………………
第6章 PLC软件调试
6.1软件介绍 ……………………………………………………………
6.2 程序调试 ……………………………………………………………
6.3 人机界面 ……………………………………………………………
第7章 设计小结 ……………………………………………………………
参考文献　 ……………………………………………………………………
附 录　　……………………………………………………………………
致 谢　 ……………………………………………………………………
第1章 柔性生产控制技术简介
1.1柔性生产技术概况
1.1.1 EAPS100柔性加工系统
EAPS100柔性生产加工系统是深圳科莱德公司引进德国技术研制的新一代自动化生产线实训设备，是一套完全工业级的自动化生产制造系统，包括plc，步进电动机，机械手，变频电动机，传感器，伺服电动机，同步电动机，机械运输结构等主要元件。整个生产线能够实现工件上料，冲压，清洗，组装，存储等多种复杂功能。图1-1是EAPS100柔性生产加工系统外形图

（图1-1）
1.1.2柔性制造技术
性制造技术也称柔性集成制造技术，是现代先进制造技术的统称。柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制作加工技术于一体，把以往工厂企业中相互孤立的工程设计、制造、经营管理等过程，在计算机及其软件和数据库的支持下，构成一个覆盖整个企业的有机系统
1.2 柔性生产设备控制系统
1.2.1柔性生产设备

图1-2 上料单元
上料单元是整套系统的起始单元，自动将工件送到环型流水线进入下一工序加工。

图1-3 上料单元电气柜布局

图1-4 组装单元
组装单元为系统的第三单元，该单元是将工件放入工件盒中。

图1-5 环型流水线电气柜布局

1.2.2 柔性控制系统
随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，是终使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。
1.2.3柔性控制系统发展趋势
柔性制造系统的发展趋势大致有两个方面。一方面是与计算机辅助设计和辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。
1.3 PLC控制技术
可编程控制器（Programmable Logic controller ,简称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动化技术而开发的新一代工业控制器。它具有可靠性高、适应工业现场的高温、冲击和振动等恶劣环境的特点，已成为解决自动控制问题的最有效工具，是当前先进工业自动化的三大支拄之一。
PLC是工控系统最重要的核心组件，是整个系统的大脑。PLC的出现，是其以往的继电器连接控制，成为过去的时代。可编程控制器一体积小功能强大所著称，他不但可以很容易的完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、技术控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。
PLC更高层次的发展，需要不断努力来实现。PLC的实现已经改变了很多工控设备，为了更多的工控设备得到改善，发展PLC技术是重要途径之一。可编程控制器作为一种通用的工业控制器，他可以用于所有的工业领域。当前国内外已经广泛的将可编程控制器成功的应用到机械、冶金、石油、化工、纺织、交通、电力、军事等各领域，并且获得了可观的技术经济效益。而且它还代表当今电气控制技术的世界先进水平。

第2章 步进电机及控制
2.1 步进电动机结构及工作原理
2.1.1步进电动机的简介
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控
制系统方可使用。结构示意图如2-1所示

（图2-1）
2.2 PLC控制步进电机硬件
步进电机不是直接通过PLC驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC只要给步进驱动器提供脉冲信号和方向信号就可以了
2.2.1 步进电机驱动器
（1）步进电机驱动器。对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。本设计选用第三种方案，用PMM8713三相或四相步进电机的脉冲分配器、SI-7300A两相或四相功率驱动器，组成四相步进电机功率驱动电路，以提高集成度和可靠性其工作原理如图2.2所示

（图2-2）
（2）步进电机驱动器接线示意图如图2-3所示

（图2-3）

（3）PLC与步进驱动器的连接
为方便接线，系统只将步进驱动器“脉冲信号+”和“方向控制信号+”引到了控制台的面板，而“脉冲信号+”和“方向控制信号+”直接接到了开关电源的负极上。如图2-4所示

（图2-4）
2.2.2 步进电机的PLC程序的I/O分配图（1）I/O分配表：
SB1停止
I0.0
电机脉冲
Q0.0
SB2复位
I0.1
电机方向
Q0.1
SB3电机方向
I0.2

SB4定位
I0.3

SQ1限位
I0.4

根据I/O分配表画出如图2.5所示的I/O分配图（步进电机与步进电机驱动器的连接）

2.3 PLC控制步进电机的软件程序
2．3.1根据I/O分配图进行编写程序：步进电机的定位程序
步进电机定位主程序

步进电机定位子程序

中断程序

.3.2步进电机复位程序

步进电机复位主程序

步进电机复位子程序

中断程序

第3章传感器及气动技术
3.1 传感器技术
3.1.1传感器的概念：
传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节
3..1.2光感传感器
1. 光电传感器（光电开关）如图（3-1）

图3-1 对射型光电传感器接线图
对射型光电传感器是在探测物体挡在发射器与接收器之间使接收器不能接收到足够的光线时输出信号。如图（3-2）

图3-2 漫反射型光电传感器接线图
漫反射型光电传感器是在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出信号。可以通过调节灵敏度调节VR调节检测的距离。其对不同颜色的检测距离不相同，反射性能越好检测距离越远。
光电传感器又分为NPN集电极开路输出和PNP集电极开路输出两种类型。其简要原理图3—3如下：

图3-3 光电传感器简要原理图
在本系统中只使用了NPN集电极开路输出的。

3.2 气动元件
1）．电磁阀、气缸如图（3-4）

图3-4 简单气路图
上图为一个简单的气路图。上图中的电磁阀全称为先导式电磁换向阀。它是得用电磁力的作用推动阀心换向，从而改变气流的流动方向。从上图可以看出，在电磁阀未通电时高压气体从A流向气缸的左气腔（有杆气腔），气缸处于收缩状态。当电磁阀通电时A、B的气流流向发生改变，高压气体从B流向气缸的右气腔（无杆气腔），气缸处于升长状态。因此控制电磁阀的通断就可以控制气缸升缩。

2）预备知识
为方便接线，系统只将电磁阀的正极引到了控制台的面板，而负极直接接到了开关电源的负极上。
3）电磁阀与PLC的连接如图（3-5）

图3-5 参考接线图
关掉控制台电源，按参考接线图连接好实训导线。连接PLC电源线。打开总电源、电磁阀电源。
4）编辑、下载、调试程序
I/O分配表：
SB1（启动抓工件）
I0.0
SB2（启动放工件）
I0.1
上限位
I0.2
下限位
I0.3
升降气缸
Q0.0
机械手
Q0.1
在实际操作中可以先分配I/O表再确定接线图，也可以根据接线图来确定I/O表。
编辑并下载下面的参考程序：如图（3-6）

图3-6 参考程序
在程序较长、使用的软元件较多时只用地址标注软件元件，其易读性比较差，程序设计和调试也是很费力的。STEP 7—Micro/WIN 32可以自定符号来标注软元件。

图3-7 自定符号标注软元件
利用符号表和查看菜单中的一些选项就可以实现了。同时还可以给软元件书写注释。在设计程序时可以先定义软元件的符号，在编辑程序时可以直接用符号代替软元件地址进行输入。

图3-8 符号表

图3-9 查看菜单中关于符号表的选项
参考程序的动作：按下SB1（启动抓工件）→机械手下→机械手合（抓取工件）→机械手上→按下SB2（启动放工件）→机械手下→机械手开（放下工件）→机械手上。
第4章EAPS100柔性生产线PLC控制
4.1 设备介绍
（1）上料单元工作过程。EAPS100柔性生产加工系统上料单元如图1-1所示，该单元有3个上料汽缸、2个定位汽缸、一条皮带线、1台步进电机、1个机械手及传动臂，有3个传感器检测工件的到位情况，2个限位开关控制传动臂的限位。该上料单元的主要功能是通过上料一汽缸将加工工件从料仓取出，并通过皮带、机械手、传动臂将工件转移到环形流水线小车上，经过流水线运输到下一个单元。
PLC输入输出元件分配表

4.2 PLC硬件接线

4.3 器件清单
第5章 PLC软件设计
5.1 流程图和梯形图
具体控制过程是：启动系统后，上料一汽缸将加工工件从料仓取出，启动运输皮带线输送工件，当工件到达上料二汽缸，皮带线停止，工件检测传感器一动作，上料二后汽缸和上料二前汽缸依次动作，将钢珠送到工件上，接着启动皮带线将工件送到机械手位置，工件检测传感器二动作，机械手升降汽缸带动机械手下降，下降到下限位，接着机械手将工件加紧，工件夹紧后机械手带动工件上升，上升到上限位，启动步进电动机，步进电动机带动机械手向前运动，将机械手送到传送臂前限位，即环形流水线上方位置，接着机械手下降，下降到下限位，机械手将工件松开，将工件放到环形流水线上，经过流水线运输到下一个工作单元。然后机械手又上升，上升到上限位，步进电动机启动，带动机械手向后运动，将机械手送到传动臂后限位，即上料单元的原位，这样就完成一次工件上料的全过程，若再上料，则重复前面的过程。
系统的软件设计。根据系统上料的控制要求，设计梯形图包过主程序、子程序和中断程序。如下图所示：

开始复位子程序

工件转移子程序

复位完成中断程序

转移完成中断程序

5.2传感器与PCL连线
1．CPU数字输入/输出点

图3—1 DC24V输入点的基本原理图（漏型接法）

图3—2 DC24V输入/输出点的基本原理图（源型接法）
对于大多数输入来讲，都是24VDC输入，因为S7-200的数字量输入点内部为双向二级管，可以接成漏型（图3—1）或源型（图3—2），只要每一组接成一样就行。对于数字量输入电路来说，关键是构成电流回路。输入点可以分组接不同的电源，这些电源之间没有联系也可以。

图3—3 CPU226外围典型接线图
2．三线制传感器
磁性传感器、机械行程开关本身就是一个开关器件，是一个典型的数字输入设备。而光电传感器、电容传感器、电感传感器都具有开关特性（详见实训二），可以当作开关器件用作数字输入设备。
1．预备知识
三线制传感器的+V和0V在设备上已经接到24V电源的24V端和0V端。PLC也是将其输入/输出、电源及公共端全都引到了控制台的面板。当控制台上的“系统选择”开关选择“三菱”时，所有NPN型三线制传感器不加上拉电阻。当“系统选择”开关选择“西门子”时，所有NPN型三线制传感器加上拉电阻。
2． PLC电源接线

图3—4 PLC电源接线图
3． S7-200 PLC输入点与各检测元件的接线

图3—5 磁性开关与S7-200 PLC的接线

图3—6 机械行程开关与S7-200 PLC的接线

图3—7 NPN型三线制传感器与S7-200 PLC的接线
将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察PLC相应输入点的指示灯以及传感器自身的指示灯。
将相应机械行程开关按下，观察PLC相应输入点的指示灯。
用手、工件或其他物体放在传感器检测位置，观察PLC相应输入点的指示灯以及传感器自身的指示灯。

5.3 指令表
第6章 PLC软件调试
6.1软件介绍
6.1.1熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
1．STEP—Micro/WIN 32编程软件

图4—1 STEP 7—Micro/WIN 32 V4.0 SP6程序主界面
新版本编程软件 STEP 7-Micro/WIN V4.0 在安装时不再需要选择语言。安装完成后用户可以在 Tools（工具）菜单的 Options（选项）中，在 General（常用）分支中选择界面语言。
2．编程通信
通过PC/PPI电缆的编程通信是最为常见的S7-200编程方式。要进行S7-200的编程通信，必须注意使通信双方（即安装了Micro/WIN的PC机和S7-200的CPU或通信模块上的通信口）的通信速率、通信协议符合、兼容。否则不会顺利连通。特别是S7-200 CPU通信口的速率、通信电缆的通信速率、由Micro/WIN 决定的PC机通信口（RS232口）的通信速率应一致。
6.1.2连接PLC电源线
连接编著程电缆。将PC/PPI电缆的DB9F（母头）连接到PC机的COM口，将PC/PPI电缆的DB9M（公头）连接到S7—200 PLC的编程口。

图4—2 PC/PPI
在Micro/WIN主界面的左侧浏览条中用鼠标单击“通信”图标；或者在指令树、“查看”菜单中打开通信设置界面：

图4—3 通信设置界面
通信设置区：“本地”显示的是运行Micro/WIN的编程器（PC机）的网络地址。默认的地址为0。使用“远程”下拉选择框可以选取试图连通的远程CPU地址。缺省的地址为2。
鼠标双击可以开始刷新网络地址，寻找通信站点。系统默认只搜索9.6Kbps波特率。如果9.6Kbps的波特率搜索没能搜索到PLC的话，可以把“搜索所有波特率”选上再搜索。若还是未能搜索到则可以检查本地计算机通信口设置，通信口应与实际所用通信口一致。

图4—4 搜索连接的PLC

图4—5 选择本地通信口

图4—6 搜索完成
搜索到PLC之后按“确认”。程序将把通信信息、CPU类型等内容保存到项目中。
2．编辑程序
阶梯逻辑（LAD）是一种与电气继电器图相似的图形语言。当您在LAD中写入程序时，您使用图形组件，并将其排列成一个逻辑网络。下列元件类型在建立程序时可供使用：
触点代表电源可通过的开关。电源仅在触点关闭时通过正常打开的触点（逻辑值一）；电源仅在触点打开时通过正常关闭或负值（非）触点（逻辑值零）。
线圈代表由使能位充电的继电器或输出。
方框代表当使能位到达方框时执行的一项功能（例如，定时器、计数器或数学运算）。
网络由以上元素组成并代表一个完整的线路。电源从左边的电源杆流过（在LAD编辑器中由窗口左边的一条垂直线代表）闭合触点，为线圈或方框充电。
1、首先用鼠标选中要放置软元件的位置，再在指令树中找到要放置的指令双击完成放置，也直接拖到要放置的位置。还可以从“程序”工具条中放置。

图4—7 放置软元件
2、在软元件上方的??.?中输入软元件的地址I0.0。

图4—8 输入地址
3、回车确定。

图4—9 一个软元件放置完成
串联的元件同上述步骤操作。
4、将鼠标选中触点“I0.0”下方，如下图：

图4—10 选择位置
5、再在指令树中找到要放置的指令双击完成放置，也直接拖到要放置的位置。。

图4—11 放置软元件
6、选中要并联的指令，如下图。

图4—12 选择串联点
7、通过“程序”工具条中的“向上连线”工具可向上连线。首先选择要关闭的点，再单击“向上连线”工具。地址输入同上。

图4—13 向上连线
8、通过“程序”工具条中的“向下连线”工具可向下连线。首先选择要打开的点，再单击“向下连线”工具。

图4—14 向下连线
9、放置一个通电延时定时器。

图4—15 放置定时器
10、在定时器的上方的????输入定时器的编号T37，在定时器的PT位置输入定时器的时间值100。即定时为100ms×100=10s。

图4—16 定时器

定时器类型
分辨率
最大值
定时器号码
TONR
1毫秒
32.767秒
T0, T64
10毫秒
327.67秒
T1-T4, T65-T68
100毫秒
3276.7秒
T5-T31, T69-T95
TON、TOF
1毫秒
32.767秒
T32, T96
10毫秒
327.67秒
T33-T36, T97-T100
100毫秒
3276.7秒
T37-T63, T101-T255
将程序按上述方法编写完整。如下：

图4—17 参考程序
Micro/WIN的编程器中编写参考程序（也可自己设计）。具体操作请参考相关资料。
程序编缉完成后保存。选择菜单“文件”→“保存”可保存工程。如下图所示,我们保存工程为项目1.mvp。按下“保存”即可。

图4—18 保存项目

图3—19 参考接线图
关掉控制台电源，按参考接线图连接好实训导线。连接PLC电源线。打开总电源。
11．下载、调试程序
做好以上两步后就可以将程序下载到PLC了。
首先编译程序，如下图：

图4—20 编译
如果程序有错误，程序不能下载。错误会在“输出窗口”显示，双击将会跳到错误所在的地方。

图4—21 错误
编译通过后就可以下载了，如下图：

图4—22 下载程序
注：S7-200 CN CPU 必须配合 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 或以上版使用。STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 配合 S7-200 CN 使用时，必须设置语言环境为中文才能正常工作。
运行PLC。在编程软件中运行PLC时，PLC必需是在“RUN”或“TERM”档。如果是在“STOP”则会出现错误提示。

图4—23 在编程软件中运行或停止PLC
执行程序状态监控。执行程序状态监控后PLC中所有软元件的状态都会在编程软件中显示。

图4—24 状态监控
要查看软元件当前的状态也可以用状态表监控。

图4—25 状态表监控
参考程序按SB1启动程序，SB2停止程序。程序运行结果为HL1亮10秒→HL2亮20秒→HL3亮30秒→HL1亮10秒循环。
6.2 程序调试
（1）步进电机的复位程序。步进电机的复位控制是自动线加工系统中每个单元运行开始都要进行的操作，例如一些机械手的复位等
程序分为主程序、子程序和中断程序3部分。主程序完成子程序调用和确定步进电机的运动方向。按下SB2，I0.1接通，开始调用子程序，子程序完成高速脉冲指令PLC的控制字节设定，脉冲周期的设定以及输出脉冲个数，把十六进制16#85送到SMB67，16#85意思是启用PTO/PWM更新脉冲和周期，SMB67表示选择PTO操作。SMW68是PTO的周期设定值为50ms,SMD72是脉冲计数值，个数为30.接着连接和开放中断，最后Q0.0输出高速脉冲，驱动步进电机运行。Q0.0输出脉冲完成后执行中断：当步进电机没有运行到原点时，机械手后限位I0.4不动作，继续调用子程序，Q0.0继续发脉冲，步进电动机继续运行：当运行到原点时，I0.4动作，执行中断返回指令RET1，同时使复位指示灯Q1.0亮，步进电机完成复位。为了保证步进电机准确复位，需要在子程序中Q0.0输出地脉冲个数设置的尽量少。
（2）步进电机的定位程序。步进电机的定位控制是指高速脉冲输出一定数量的脉冲。就带动机械运行一定的距离，进行机械设备的定位控制。定位程序的步进电机驱动器、驱动器与PLC的连线及PLC编号与复位程序相同。不同的是，在子程序中,Q0.0输出脉冲完成后执行中断，中断程序不在调用子程序，而是直接执行中断返回指令RET1，同时定位指示灯Q0.2 亮，步进电机定位完成。其工作原理与复位程序的工作原理基本相同。

6.3 人机界面
6.3.1电动机顺序启停的触摸屏组态开发
电动机顺序启停的硬件设计
（1）控制要求：拿下启动按钮SB2，电动机M1启动，2S之后，电动机M2启动，2S之后，电动机M3启动，按下停止按钮SB1，电动机M3停止，2S之后，电动机M2停止，2S之后，电动机M3停止。
（2）主电路图如图4.3所示

图4.3

（3）I/O分配表
停车按钮
I0.0
启动按钮
I0.1
过载保护FR1
I0.2
过载保护FR2
I0.3
过载保护FR3
I0.4
电动机M1
Q0.0
电动机M2
Q0.1
电动机M3
Q0.2

根据I/O分配表，画出I/O分配图，如图4.4所示

图4.4

6.3.2 电动机顺序启停的软件设计

根据I/O分配图编写电动机顺序启停控制的梯形图如下图所示：

6.3.3 电动机顺序启停的触摸屏软件设计

电动机顺序启停的触摸屏软件做法和交通灯触摸屏软件做法相同，最终做出的界面图如图4.5所示：

图4.5

6.3.4 电动机顺序启停控制的系统调试

按下启动按钮SB2或是触摸一下触摸屏的启动按钮，可以看到PLC的输出Q0.0亮，继电器KM1得电，2S之后，Q0.1亮，继电器KM2得电，再过2S后，Q0.2亮，继电器KM3得电，在触摸屏上可以看到电动机M1、 M2、M3依次启动。
按下停止按钮SB1或是触摸一下触摸屏的停止按钮，可以看到PLC的输出Q0.2灭，继电器KM3失电，2S之后，Q0.1灭，继电器KM2失电，再过2S后，Q0.0灭，继电器KM1失电，在触摸屏上可以看到电动机M1、 M2、M3依次停止
第七章 设计小结
（1）了解了EAPS100柔性生产加工系统是深圳科莱德公司引进德国技术研制的新一代自动化生产线实训设备，是一套完全工业级的自动化