基于PROFIBUS-DP总线的柔性制造系统的设计与研究

论文摘要

随着经济发展和人均消费水平的提高,人们对商品的需求不断增长,并且更加注重产品的更新和多样化。中小批量、多品种生产已成为当今机械制造业的一个重要特征,由此兴起并得到广泛应用的柔性制造系统（FMS）是一种高效率、高精度、高柔性的加工系统。同时将先进现场总线技术运用到柔性制造系统中,能够更好地克服传统意义上的通信难问题,使其更高效,更具柔性。目前,随着全球化市场的形成和发展,无论是发达国家还是发展中国家都越来越重视FMS的设计研发,因此它必将成为今后机械制造自动化发展的重要方向。基于柔性制造系统的发展前景,有必要在教学中让学生了解这一方面的知识,为此以实验室西门子工控设备为研发平台,旨在完成对基于PROFIBUS-DP柔性制造系统的研制与开发将是本次设计的主要目的。本文首先在与传统柔性系统的分析比较后,制定出更具优势的基于PROFIBUS-DP总线的柔性系统总体设计方案。其次,在熟悉硬件设备结构和功能的基础上,通过STEP 7梯形图编程语言编写主站及各从站控制程序,从而实现下位机各基站的模块化设计。再次,是对物流系统和监控系统进行设计研发,其重点是使用STEP 7对系统进行硬件组态和使用组态王对监控画面进行绘制两个方面。最后,在整体设计完成时,将对系统进行综合调试,并给出调试结果和效果评价。研究表明,基于PROFIBUS-DP总线的柔性制造系统能充分发挥现场总线的各种优点,从而很好地克服传统柔性制造系统的缺陷,对柔性制造技术的改善和提高起着积极的作用。而且一直以来,西门子工控产品在国内外有着较高的市场占有率,因此该课题对西门子工控产品及通信技术的应用研究有着非常重要的实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 柔性制造系统研究现状及发展趋势
• 1.3 课题来源及研究意义
• 1.4 论文的主要工作及章节安排
• 第二章 基于PROFIBUS-DP的柔性制造系统
• 2.1 柔性制造系统
• 2.1.1 柔性制造系统概要
• 2.1.2 柔性制造系统的组成及规模
• 2.2 PROFIBUS-DP总线
• 2.2.1 现场总线介绍
• 2.2.2 PROFIBUS-DP总线概述
• 2.3 基于PROFIBUS-DP的柔性系统整体设计方案
• 2.4 基于PROFIBUS-DP的柔性系统优势
• 2.5 本章小结
• 第三章 柔性系统下位机的硬件设计
• 3.1 可编程逻辑控制器简介
• 3.2 各基站功能介绍及硬件设计
• 3.2.1 供料检测站
• 3.2.2 操作手站
• 3.2.3 安装站
• 3.2.4 加工站
• 3.2.5 立体仓库站
• 3.3 本章小结
• 第四章 柔性系统下位机的编程设计
• 4.1 编程软件及编程语言介绍
• 4.2 各基站软件编程设计
• 4.2.1 供料检测站编程
• 4.2.2 操作手站编程
• 4.2.3 安装站编程
• 4.2.4 加工站编程
• 4.2.5 立体仓库站编程
• 4.3 本章小结
• 第五章 物流系统与组态监控系统设计
• 5.1 物流系统设计
• 5.1.1 智能小车
• 5.1.2 物流调度问题研究
• 5.2 组态系统设计
• 5.2.1 组态软件介绍
• 5.2.2 系统组态
• 5.3 监控系统设计
• 5.3.1 人机界面软件组态王
• 5.3.2 组态王的应用方案
• 5.4 本章小结
• 第六章 设备调试及运行结果
• 6.1 下位机各基站调试运行结果
• 6.2 上位监控运行结果
• 6.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢