1引言

　　近年來，各國為達到提高系統的定位精度以適應工業需要，嘗試了各種控制方式和控制策略，并對氣動伺服系統做了大量工作。當臨時需要對各個單元進行新的分配任務或產品變化時，可以很方便的改動或重新設計其新部件，當位置改變時，只要重新編程，就能很快地投產，從而降低了安裝和轉換工作的費用。模塊化生產培訓系統（MPS，ModularProductiontrainingSystem）是一種模擬自動化生產加工單元，它由德國FESTO公司結合現代工業企業的特點開發研制而成。它可以大量代替單調往復或高精度的工作，用以滿足前沿產品和自動化設備更新的需要。本文所研究的內容，國際上以德國、日本、韓國等最具代表性，技術上已經趨于成熟，但其產品價格昂貴，且在技術上對用戶封鎖，致使用戶無法結合自己的需要進行二次開發。

　　目前，國內已有幾家教學設備生產企業開始仿造國外的MPS部分產品，主要有上海英集斯自動化技術有限公司生產的“MPS/FMS模塊化生產培訓系統”；浙江亞龍教儀有限公司生產的“亞龍YL－MPS模塊化生產培訓系統”。本文將采用上海英集斯自動化技術有限公司生產的MPS教學設備，結合本實驗室（國家示范性中央財政支持重點建設實驗室）的實際需求，給出了基于PLC的MPS上料檢測單元PLC控制系統設計的完整解決方案。

2 上料檢測單元的結構、功能與氣動控制回路

　　上料檢測單元可作為MPS系統中的起始單元，向系統中的其它單元提供原料。

　　2.1上料檢測單元的結構、功能

　　上料檢測單元主要由I/O接線端口、料盤模塊、氣源處理組件、工件檢測組件、提升模塊等部件組成。它的具體功能是：將放置在料盤中的待加工工件按照需要自動地取出，并檢測出工件的黑白顏色，最后將其提升到輸出工位，等待下一個工作單元來取。

　　2.2上料檢測單元的氣動控制回路

　　上料檢測單元的執行機構是氣動控制系統，其方向控制閥的控制方式為手動控制或電磁控制。在上料檢測單元的氣動控制原理圖中，1A為雙作用提升氣缸；1Y1為雙作用氣缸電磁閥的控制信號；1B1和1B2為磁感應式接近開關。氣動控制回路如圖1所示。

　　圖1上料檢測單元氣動控制回路

3 基于PLC的MPS上料檢測單元控制系統的設計方案

　　基于PLC的MPS上料檢測單元控制系統的控制任務設計：接通設備電源與氣源、運行PLC后，首先執行復位動作，即提升氣缸驅動的工件平臺下降到位。料盤旋轉輸出工件，當料盤檢測到工件平臺中有工件后停止旋轉，提升氣缸動作，將工件平臺提升至輸出工位，檢測工件的顏色并保存下來。按下“特殊”按鈕，表示工件被取走。隨后工件平臺下降到位，料盤繼續旋轉輸出工件，重復以上流程。

　　下面介紹該方案的關鍵環節。

　　3.1分配上料檢測單元PLC輸入輸出地址

　　PLC的輸入輸出與執行機構的對應關系如表1所示。

　　表1上料檢測單元PLC輸入輸出與執行機構的對應關系

　　3.2編寫程序并調試

　　上料檢測單元的手動控制程序框圖如圖2所示。

圖2上料檢測單元的手動控制程序框圖

　　上料檢測單元的PLC梯形圖程序如圖3所示。

圖3上料檢測單元的PLC梯形圖程序

　　經調試，該程序能順利完成本單元的控制任務。

4 結束語

　　本文對上料檢測單元的結構與功能、氣動控制回路分別進行了詳細分析，然后對上料檢測單元的PLC控制系統進行二次設計與實現，首先編寫了PLC輸入、輸出分配表，進而編寫出其程序流程圖及梯形圖，最后上機調試，驗證了基于PLC的MPS上料檢測單元控制系統的二次設計與實現的可行性。并總結出兩點結論：（1）在設計各單元的控制任務時，要根據各單元的基本功能，編寫符合實際的控制任務，最大限度的合理開發其使用功能，但一定要符合其機械設計，否則會讓設備之間發生沖突，造成元器件的損壞；（2）在設計梯形圖程序時，移位指令和數據傳送指令的合理配合使用，以及RS觸發器指令的巧妙使用，會大大縮短梯形圖程序設計時間，又會達到良好的控制效果。從而快速對上料檢測單元的PLC控制系統進行二次設計與實現。