一、设计思路 (4)
1.1设计任务 (4)
1.2设计思路 (4)
1.3工具设备要求和技术规范 (4)
二、设计过程与说明 (5)
2.1前期调研 (5)
2.2工作原理和工作过程) (5)
2.3各元器件的选择 (5)
2.4加工单元的PLC的外部接线图 (7)
2.5加工单元流程图 (8)
2.6设计过程中碰到的问题与解决措施 (9)
三、设计成果简介 (10)
3.1作品特点 (10)
3.2归纳与总结 (10)
3.3设计成果 (10)
3.4辅佐材料 (10)
四、致谢 (12)
五、参考文献 (13)一、设计思路
1.1设计任务
完成基于西门子S7-200系列PLC的YL-335亚龙自动化生产线加工单元程序设计。分析各个单元的基本功能和控制要求、完成I0查询，系统流程图绘制、编制PLC程序，并利用实验室设备进行调试、撰写设计成果
1.2设计思路
本设计共分三部分，其中第一部分对YL-335自动生产线做个简要介绍，并结合实地的考察经验对本次设计做了简要的分析依托YL-335亚龙自动化生产线实训设备及自动化生产线一体化教材和网络课程，制定详细的设计方案和阶段进度计划；详细记录设计过程及存在的设计问题，通过程序设计、模拟调试、常见故障与排除、修订完善，编制西门子S7-200系列PLC的YL-335亚龙自动化生产线加工单元程序，程序模拟调试具有自动化程度高，方便控制，稳定运行，分拣精度高的特点。根据不同的排序对象，可以稍微修改系统来满足要求
1.3工具设备要求和技术规范
（1）数字式万用表；
（2）一台装有STEP7-MicroWin和s7-200PLC；
（3）YL-335亚龙自动化生产线加工单元；
（4）GB/T51198-2018电子产品工艺设计规范；
（5）GB/T4728电子产品调试与检测标准；二、设计过程与说明
2.1前期调研
亚龙YL-335型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨实训台上安装送料，加工，装配，输送，分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动。变频驱动和步行电机位置控制等技术。系统的控制方式才用了每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS458串行通讯实现互连的分布式控制方式，因此YL-335综合应用了多种技术知识，如气动控制技术，机械技术机械传动，机械连接等，传感器应用技术，PLC控制和组网，步进电机位置控制和变频器技术等。利用了YL-335，可以摸拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程。使我们得到一个非常接近于实际的教学设备环境，缩短了理论教学与实际应用之间的距离.YL-335采用模块组合式的结构，各工作单元是相对模块，并采用了标准结构和抽屉式模块放置架。具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试
2.2加工单元的工作结构
加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的过程。加工单元装置侧主要结构组成为：加工台及滑动机构，加工冲压机构，电磁阀接线端口。图2.1所示
图2.1加工单元机械结构总成
2.3相关设备及型号
1.漫射式光电接近开关
加工单元中，用来检测工件有无的漫射式光电接近开关选用神视（OMRON)公司的CX-441(E3Z-L61)型放大器内置型光电开关（细小光束型，NPN型晶体管集电极开路输出），该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮和显示灯如图2.2所示。图中动作选择开关的功能是选择光动作或遮光动作模式当开关按顺时针方向充分旋转时就会进入检测模式
图2.2CX-441(E3Z-L61)光电开关的外形和调节旋钮、显示灯
2.气动控制回路
加工单元的气动控制元件均采用二位五通单电控电磁换向阀，各电磁阀均带有手动换向和加锁钮。它们集中安装成阀组固定在冲压支撑架后面。气动控制回路的工作原理如图3-7所示。1B1和1B2为安装在冲压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1为安装在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制冲压气缸、加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端。
图2.3加工单元气动控制回路工作原理
3.磁感应接近开关
气缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置，这两个极限位置都分别装有一个磁感应接近开关，如图2.4所示。磁感应接近开关的基本工作原理是：当磁性物质接近传感器时，传感器便会动作，并输出传感器信号。若在气缸的活塞（或活塞杆）上安装上磁性物质，在气缸缸筒外面的两端位置各安装一个磁感应式接近开关，就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。
当气缸的活塞杆运动到哪一端时，哪一端的磁感应式接近开关就动作并发出电信号。在PLC的自动控制中可以利用该信号判断推料及料缸的运动状态或所处的位置，传感动作时，输入‘1’LED亮传感器不动作时，输出信号‘0’LED不亮，因此磁性开关安装位置是可以调整的
图2.4磁感应接近开关
4.PLC选型
本单元中传感器信号（包括1个光电开关、5个磁性开关、1个光纤传感器）共占7个输入点；急停按钮和启/停按钮及方式切换开关作为本地主令信号占用4个点。输出有3个阀和3个指示灯则所需PLC I/O点分别为11点输入、6点输出，如表 3.1所示。选用西门子S7-200-224CN AC/DC/RLY作为主单元，共14点输入和10点输出。
图 2.5S7-200系列PLC的实物图
2.4加工单元的PLC的接线分配表及外部接线图
表2.1加工单元装置侧的接线端口信号端子的分配表
表2.2加工单元PLC的I/O分配表
图2.6加工单元的PLC的I/O接线图原理图
2.5加工单元流程图
只考虑加工单元作为设备运行时的情况，具体的控制要求为：
1、初始状态：设备上电和气源接通后，滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置，加工台气动手爪松开的状态，冲压气缸处于缩回位置，急停按钮没有按下。若设备在上述初始状态，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2、若设备准备好，按下启动按钮，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始
下一周期工作。
3、在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。
4、加工单元自成一个的系统时，其设备运行的主令信号以及运行过程中状态信号，来自于该工作单元如图2.8所示
图 2.8加工单元流程图
2.6设计过程中遇到的问题与解决措施
以下是我们设计过程中遇到的问题与解决措施：
我们在大二的时候会有PLC课程的实训课气缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置，这两个极限位置都分别装有一个磁感应接近开关，磁感应接近开关的基本工作原理是：当磁性物质接近传感器时，传感器便会动作，并输出传感器信号。若在气缸的活塞（或活塞杆）上安装上磁性物质，在气缸缸筒外面的两端位置各安装一个磁感应式接近开关，就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。当气缸的活塞杆运动到哪一端时，哪一端的磁感应式接近开关就动作并发出电信号。在PLC的自动控制中可以利用该信号判断推料及料缸的运动状态或所处的位置，传感动作时，输入‘1’LED亮传感器不动作时，输出信号‘0’LED不亮，因此磁性开关安装位置是可以调整的虽说在设计过程中我们遇到了很多困难，但在我们共同努力下都得到了妥善解决。
三、设计成果简介
3.1作品特点
亚龙YL-335型自动生产线系统由送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其中，每一工作单元都可自成一个的系统，同时也是一个机电一体化相关技术的训练系统。在亚龙YL-335设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。在控制方面，亚龙YL-335采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式，组建成一个小型的PLC 网络。
3.2归纳与总结
通过过指导老师赵老师的精心指导完成了本次的毕业设计，学到了很多。毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对学生的学习能力和思考及工作能力也是一种培养，同时毕业设计也是一个重要的环节，是我们步入社会参与实际工作的一次极好的演示，也是对我们自学能力和解诀问题能力的一次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。
3.3设计成果
加工单元程序图
图2.9加工单元程序图
四、总结
三年的大学生活即将结束，属于我们的大学校园生活就要画上一个完整的句号，心中还是有很多说不出的不舍，离开校园就意味着将要踏上人生的一个新的旅程，回想这三年来取得了些许小成绩成长了许多，在这里我要特别感谢我的指导老师赵冬梅老师她的严谨细致负责认真的教导，在此次毕业设计历时三个月的时间里是她给了我指明灯的作用，让我很快的就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我还要感谢我的同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料没有他们的鼓励和加油这次毕业设计就不会如此的顺利进行。
感谢我身边所有朋友多年来一直对我进行鼓励还支持，使我端正了学习和生活的态度使我有恒心和毅力在三年的时间里伴我度过充实而美好的大学时光
你们对我的帮助再次对你们说声谢谢。
五、参考文献
[1]PLC原理及应用设计.
[2]王也仿.可编程控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2003.
[3]吕景泉.自动化生产线安装与调试
[4]李道霖张仕军李彦海李雪梅.电气控制与PLC原理及应用（西门子系列）[M].电子工业出版社.2004.
[5]高明远.Prote1dxp基础及应用科学出版社.2007
[6]亚龙YL-335实训指导书.
1.1设计图纸
图1-1加工单元气动控制回路工作原理
图1-2加工单元的PLC的I/O接线图原理图1.2程序流程
图1-4加工单元流程图1.3设计成果
加工单元程序图
