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1、工程名称：SIMIT 方案-供料站掌握系统试验Siemens SIMIT 例程对象开发打算书1. SIMIT 例程简介MPS 模块化加工系统是结合现代工业特点开发研制的模拟自动化生产过程， 集机械、电子、通讯为一体高度集成的机电信息一体化的试验装置，涵盖了机械设计、传感器技术、自控技术、信息技术和计算机技术等多项学科的内容。它包括供料站、检测站、加工站、提取站、工件暂存站、机器人组装站、冲压站、成品检测站、分装站等多个加工单元。整个系统解决了学生不能在实际生产线上操作训练的问题，为教师和学生供给了一套符合实际状况的模拟教学环境。本例程选取供料站作为 SIMIT 例程，对其进展建模与仿真。图 1
2、MPS 中供料站外观图2. SIMIT 例程功能描述供料站一般作为 MPS 的第一站，为后续的各站供给物料及加工工件。供料站完成送料工作，将工件从料仓送到检测单元，其工作流程为开头前检测站是否复 位，没有复位，复位灯亮，假设已经复位，开头灯亮。按下开头按钮，摇摆气缸到下一站位置，检测料仓是否有工件，假设没有工件，料仓空灯亮，并且摇摆气缸回到料仓位置，假设料仓有工件，推出工件到位，摇摆气缸回到料仓位置，吸取工 件，到达设定的真空度后，假设下一站没有预备好，等待，假设已预备好，摇摆气缸到下一站位置，放下工件，循环完毕。3. SIMIT 对象与 PLC 的输入和输出接口表 1 数字量输入地址定义数字
3、量输入地址符 号定 义备 注I0.11B2伸缩缸在伸出位置I0.21B1伸缩缸在缩回位置I0.32B1工件被吸住I0.43S1摇摆缸在料仓位置I0.53S2摇摆缸到料仓位置I0.6B4料仓空I1.0S1开头按钮I1.1S2停顿按钮I1.2S3自动/手动I1.3S4复位I1.5Em_Stop急停按钮表 2 数字量输出地址定义数字量输出地址符 号定 义备 注Q0.01Y1工件被推出Q0.12Y1产生真空Q0.22Y2产生正压Q0.33Y1摇摆缸到料仓位置Q0.43Y2摇摆缸到下站位置Q1.0H1开头_灯Q1.1H2复位_灯Q1.2H3料仓空_灯4. 利用 SIMIT 对例程建模利用 SIMIT 对
4、例程建模思路：1. 选题原则：选题的原则力求完整性、真实性、有用性及颖性，所选题目来源于试验室建设，代表了掌握系统中的离散加工系统，具有肯定的代表性。2. 界面设计：界面设计包括两局部，即 MPS 供料站工作外观图与操作面板。此局部设计力求仿真对象界面美观、友好，能清楚并完整反映 MPS 供料站外观特点，同时操作者可以轻松把握操作方法。3. 后台设计：供料站后台设计中使用大量 RAMP 组件，实现被控对象中气缸的伸缩、抬放、旋转等动作；在工件设计方面，主要承受工件的可件/不行见属性，通过条件推断来实现工件的位置转变。4. 创点难点：创点的表达在于在设计中对仿真供料站运行过程中的出错状况进展仿真
5、，如气抓手吸取工件后的搬运过程中，在尚未到达正确位置的状况下，假设产生正压，工件便会掉落到其所在的垂直位置下方等。难点表达于仿真对象建模过程中动作的真实性及连贯性实现，如旋转气缸吸取工件的旋转过程等。建模过程与方法：1. SIMIT 环境下 MPS 的仿真模型包括前台动态界面设计、后台规律设计以及与掌握器的接口设计，而前台界面设计局部又包括可视化局部设计与操作面板局部设计，其构造如图 2 所示：图 2 SIMIT 环境下 MPS 的仿真模型构造2. 前台的动态界面主要依据真实 MPS 外形与作用进展设计，其与后台的规律模块间的设计是对应的，通过后台相应规律模块的使能来驱动前台界面产生动态效果或
6、是采集前台掌握信息；与掌握器接口的设计的主要任务为选择恰当的网关，并在网关下建立与掌握程序相全都的外部变量名称与确定地址，在供料站的 SIMIT 设计中，网关承受 PLCSIM；后台与网关的连接则通过后台组件库中的外部设备组件进展关联。因此，SIMIT 环境下建立 MPS 仿真模型的大致流程如图 3 所示：图 3 SIMIT 环境下建立 MPS 仿真模型的流程3选择 PLCSIM 网关并建立外部变量图 4 SIMIT 中供料站输入网关设计图 5 SIMIT 中供料站输出网关设计4. 后台规律设计后台规律设计主要通过外部输出来驱动各个组件的动作，并最终反映到前台界面中去，在这一局部中主要包括资源
7、安排治理、执行器与传感器设计、工件位置转换设计、出错模块设计。a.资源安排治理资源安排治理局部实现外部变量与后台规律的关联，通过后台规律与前台按钮的关联，最终实现外部变量与前台掌握面板的通讯。图 6 所示为供料站的资源安排治理局部设计：图 6 供料站的资源安排治理局部设计b.执行器与传感器设计MPS 的各单元中使用了大量的气动执行元件，SIMIT 的任务为对这些执行器进展功能上的仿真。在供料站的仿真模型下，执行器与传感器的设计主要包括推出气缸、摇摆气缸、真空气缸的动态设计，传感器包括工件有无检测、工件颜色检测、限位开关等。在设计过程中，使用了大量的“RAMP”“AND”等常用组件，图 7 所示
8、为后台规律中有关摇摆缸转动的局部程序：图 7 后台规律中有关摇摆缸转动的局部程序c.工件动作设计工件的动态设计局部主要表达在向料仓添加工件、工件被推出、工件随摇摆气缸动作、工件被去除等。这些动作及动作间的切换均通过工件的动作规律块及工件间的切换显示属性来实现。在设计过程中，为完成一个工件参加料仓、被推出、被摇摆缸送到下一站位置以及被去除的动作，分别通过三个工位间的显示属性来实现。其中大量使用了“RS”、“R_TRIG”组件，由于需要考虑的使能条件较多，因此后台规律较为庞杂，图 8 所示为工件设计的一局部后台规律：图 8 工件设计的局部后台规律设计d.出错模块设计出错模块的设计是为了表达 SIM
9、IT 设计中完全仿真被控对象的思想，即无论掌握程序如何编写，当某一环节编写出错时，SIMIT 上仍旧可以反响这个出错的动作。在供料站的模型设计中，出错模块的设计主要表达在摇摆气缸吸取工件尚未到达平台位置时，真空吸盘产生正压的状况下，工件掉落在其正下方的动作。图 9 所示为此局部出错模块的后台规律设计：图 9 出错模块的后台规律设计5. 利用 SIMIT 设计例程操作界面图 10 供料站操作界面操作步骤：1. 在 STEP 7 中翻开“供料站”工程；2. 翻开 PLCSIM，把 PLC 程序下载进去，将 PLCSIM 置于 RUN-P 状态； 3翻开 SIMIT, 双击翻开“distributi
10、ng”工程，在列表中双击Simulation；4开头仿真：步骤 1：单击“Power”“Gas” 按钮，表示通电，给气；步骤 2：添加工件，按下“add parts”按钮，当工件已参加时， “Part_AV”传感器有信号；步骤 3：依据供料站的工艺流程进展掌握面板的操作；步骤 4：当要去除工作台上以及掉落到地上的工件时，可以按下界面上相应的按钮进展操作。留意：“Next station present”按钮是模拟下站的的反响信号，当需要用到下站预备好信号时，可以人工手动给其信号来模拟这个信号。6. SIMIT 对象的 PLC 掌握程序开发PLC 掌握程序流程见图 11。图 11 PLC 掌握程序流程图