MPS系统仓储单元的PLC程序控制+梯形图(2)
1.2.1 模块化生产模块化是一种柔性生产方式，它可以把一个复杂的系统分解为能够独立设计的子系统，也可以将独立的子系统连接起来构成更复杂的系统。这样通过模块化，一个复杂的系统就分解为可以各自运行的模块，同时这些子系统也具有自己特定的功能价值[3]。在模块化生产模式下，企业只需要在统一的产品标准下，将产品模块进行组合创新，这样就能够极大地提高生产效率，保证产品质量，降低企业成本，并且能够实现集约化大规模生产的要求，提高企业的竞争能力。总而言之，模块化的思想给柔性制造带来了新的制造理念，对整个制造业的发展都有着巨大的影响[4]。
1.2.2 模块化生产培训系统模块化生产培训系统（MPS，Modular Production training System）是一套包含工业自动化系统中不同程度的复杂控制过程自动化技术系统，是集机械、电子、通讯为一体高度集成的培训系统[5]。它涵盖了众多学科内容，包括自动控制技术、电子设计、机械设计、传感与接口设计、信息设计等。在模块化生产培训系统中，每个模块都可以按照设定的程序，单独进行生产调试，也可以将各模块组合成工作单元进而扩展为系统，有着很强的实用性。可以说，现代产业已进入模块化技术快速发展的阶段。本课题的模块化生产培训系统由供料单元、加工检测单元、提取安装单元、仓储单元、机械手和视觉检测等多个工作单元组成。通过构建此系统，来模拟实现从供料一直到工件被存放到仓库的整个过程，为我校学生的机电一体化学习提供一个可实际操作的实验平台。
1.3 PLC 技术1.3.1 PLC 简介可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller） ，是以微机技术为核心，综合了计算机、自动化和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置[6]。它是一种通过数字运算进行操作的电子系统，专门为了能够在工业环境下使用而设计。利用周期扫描和集中批处理的工作方式，对外部输入的信号进行采集，经过 CPU执行逻辑运算、定时、计数等一系列指令，生成逻辑运算结果后集中输出，再经过输出电路处理，用数字或者模拟量控制各种类型的机械或生产过程[7][8][9]。随着计算机技术和微电子技术的发展，我国在70 年代中期，开始开发采用位片式微处理芯片的可编程顺序控制器， 现在它的应用领域非常广泛。可以说PLC 在中国已成为工业控制的一种适用技术[10]。PLC 具有一系列优点，比如体积小、能量损耗低、功能性强、维护方便等，同时也因其易学易用广受欢迎。PLC 由于内部所采用的先进抗干扰技术和硬件所带有的故障自我检测功能，加上应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使得PLC 整个系统具有极高的可靠性[11]。
1.3.2 应用领域及发展趋势PLC 的应用范围涉及到社会以及生产生活中的众多行业。包括冶金行业、轻工行业、化工行业、建筑行业、石油行业、运输行业、环境保护以及机械制造、食品加工等行业。而它的具体的控制领域有： 开关量逻辑控制； 工业过程控制； 运动控制； 数据处理； 通信及联网[12]。目前，因为各企业对于 PLC 应用的需求度不同，为了适应客户需求，PLC 未来发展的主要方向主要有四个方面，微型化、网络化、PC化和开放性。这样也将有利于扩大 PLC 在工业自动化领域的应用范围。伴随着计算机网络的发展，随着软 PLC(Soft PLC)控制组态软件的进一步完善，PLC 作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用[13]。本课题通过运用 PLC 编程技术，来实现仓储单元的自动化运行过程，达到工件按照颜色不同进行仓位分配并送达至指定位置的目的。1.4 传感技术传感检测技术是实现自动化的关键技术之一，而传感器是能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，是实现传感功能的基本部件[14]。在以往 MPS系统的供料单元和提取安装单元都有用到相关传感器。 比如供料单元的料仓下端使用光纤传感监测装置检测工件的有无，直线气缸和摆动气缸的运动限位通过磁性接近开关检测；提取安装单元中使用光电检测装置来检测传送带模块上工件的出入信号，提取安装模块配备磁性开关和气压检测等传感检测元件来检测各种执行动作的状态。而本课题仓储单元会用到电感式接近开关和磁感应式接近开关，具体使用目的会在后续介绍。1.5 基于 MFC的串口通信程序设计1.5.1 MFCMFC（Microsoft Foundation Classes） ，微软基础类库，它是一个编程框架。在可视化集成开发环境中，VC++是编程环境的最好选择[15]。而 MFC 模式就是 Visual C++应用程序开发的其中一种。MFC 具有友好的界面环境，操作者只需要做简单的修改，就可以方便的处理大量的窗口事件。1.5.2 串口通信串口通信是指一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通信方式[16]。它具有实现简单、使用灵活方便、数据传递可靠等优点，被广泛应用于工业控制系统中[17]。在本实验设计中，采用基于 VC++平台下的 MSComm 串口通信控件的编程技术来实现PLC 与上位机之间的通信。1.6 本课题综述及具体任务在充分了解国内外已有的 MPS 模块化生产系统、相关的 PLC 技术以及串口通信技术以后，同时结合前几届同学完成的供料单元和提取安装单元的设计，本课题将继续对我校用于实验的模块化系统进行完善，针对 MPS 系统的仓储单元进行相关设计。该单元是 MPS 系统的最后一个单元。
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