基于PLC的自动生产线控制系统的设计
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基于PLC的⾃动化⽣产线控制系统设计⾃动化控制 ? Automatic Control120 ?电⼦技术与软件⼯程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】PLC ⾃动化⽣产线系统设计⾃动化⽣产线指的是操作者按照⼀定的⼯艺路线按照统⼀的⽣产速度来完成操作的⽣产过程。
随着科学技术的发展,⾃动化⽣产线的性能越来越向着⾼精度、⾼效化发展,由于采⽤⾼速CPU 芯⽚以及多CPU 控制系统和⾼分辨率的交流数字伺服系统,系统的精度⼤⼤提⾼。
⼯艺的复合性越来越⾼,以数控机床为例,在实际的⽣产过程中,在⼀台机床上⼀次装夹后,多⼯序的复合加⼯只需要通过换⼑、旋转主轴头的措施即可完成。
1 控制系统的硬件组成⾃动⽣产线控制系统的硬件由PLC 、传感器、执⾏部件、⽹络通信系统等构成。
PLC 的型号⽐较多,但是结构和⼯作原理基本相同,主要由电源、主机、I/O 接⼝、扩展器接⼝和外部设备接⼝等组成,PLC 具有可靠性⾼,抗⼲扰能⼒强;编程简单,使⽤⽅便;控制灵活;功能性强;系统设计⽅便等优点,尤其是程序编程采⽤了以继电器控制线路为基础的梯形图语⾔,程序编制直观、形象、简单易学。
传感器是⽣产线中的检测元件,感应到被测对象,按照⼀定的规律转变为电信号输出,主要有电感传感器、光纤传感器、磁性开关等。
⽣产线中的执⾏部件主要由变频器、伺服驱动以及电动机组成,主要控制⼯件的运⾏顺序、速度以及运动的⽅向和⾏程的⼤⼩等。
通信系统主要将⼯作的各个单元相互连接起来,形成⼀个整体,相互之间可以将信息进⾏交换,提⾼设备的控制能⼒,实现了集中处理,分散控制的⼯作要求。
2 ⾃动化⽣产线控制系统设计⽂章设计的⾃动化⽣产线系统,模拟的是企业进⾏⼯件加⼯的⽣产线流程。
⾃动化⽣产线模型主要由供料、运输、加⼯、分类仓储四个基本单元组成,通过PLC 作为控制系统的核⼼部件。
基于PLC 的⾃动化⽣产线控制系统设计⽂/吕志华2.1 供料单元供料单元的机械部分包括:⽀撑架、⼯件装料管、⼯件推出装置、阀组等,控制部分包括PLC 、电源等。
基于PLC技术的自动化生产线控制系统设计自动化生产线是现代工业生产中的关键技术之一,能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量和稳定性。
而PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)作为现代自动化控制系统的核心,具有可编程、多功能、高可靠性等特点,被广泛应用于各个行业的自动化生产线控制系统中。
设计基于PLC技术的自动化生产线控制系统需要遵循以下几个步骤:1.系统分析和规划:首先,需要对整个生产线的工艺流程进行分析和规划,确定需要自动化控制的环节和目标,确保自动化系统能够满足生产需求。
2.设计电气和机械硬件:根据分析和规划的结果,设计电气和机械硬件,包括传感器、执行器、电机、开关等元件的选型和布置,确保硬件的可靠性和稳定性。
3. PLC程序设计:根据工艺流程和硬件设计,编写PLC的控制程序。
PLC的控制程序可以使用各种编程语言,如传统的ladder diagram(梯形图)、structured text(结构化文本)等,根据需要选择合适的编程语言。
4.联机调试和测试:在控制程序编写完成后,将PLC与整个系统进行联机调试和测试,确保各个环节的传感器、执行器和PLC之间的通信和控制正常运行。
5.故障检测和维护:设计自动化生产线控制系统时,需要考虑到故障检测和维护的问题。
可以利用PLC的故障诊断功能,实时监测传感器和执行器的状态,并通过人机界面或网络等方式报警和通知工作人员。
在设计基于PLC技术的自动化生产线控制系统时,需要考虑以下几个方面的问题:1.系统可靠性:自动化生产线控制系统需要具有高可靠性,确保生产线的稳定运行。
因此,需要选择具有高可靠性的PLC设备,并设计备份和冗余系统以应对可能的故障。
2.通信与网络功能:现代自动化生产线控制系统通常需要与其他系统进行通信和数据交换。
因此,设计时需要考虑PLC的通信和网络功能,确保系统能够与其他设备进行数据传输和控制。
广州城建职业学院毕业设计题目_基于S7—1200 PLC自动化生产线控制系统的设计_所在系机电与信息工程学院____专业班级 14机电一体化2班____学生姓名 _程广通_____ _学生学号__1409010202_指导老师曾一新 _____ _ __广州城建职业学院教务处制基于S7—1200 PLC自动化生产线控制系统的设计14机电一体化2班程广通指导老师:曾一新摘要基于S7—1200 PLC自动化生产线控制系统是加工、组装的一套结合工业案例,按工业标准设计,集成主流、常用工业控制设备的教学仪器。
该系统设备采用西门子应用于制造行业中的SIMATIC S7-1200为核心,配合工业总线通讯接口,集成变频器、人机界面、通信网络、多种传感器(颜色、姿势、材质辨别等),实现自动化技术相关专业中PLC应用技术教学、训练和考核。
设备包含:自动送料功能模块、传送带功能模块、自动检测功能模块、气动、电动机械手功能模块、PLC与变频器控制系统、直流调速模块、步进驱动模块、报警功能模块、人机界面PLC网络通讯系统、气动控制系统等,构成自动分拣与姿势调整的主从工作站。
关键词S7—1200;西门子;PLC;自动化生产线目录引言 (5)第一章基于S7-1200PLC自动化生产线控制系统的概述 (6)一、自动化生产线控制系统的现状与发展 (6)二、自动化生产线控制系统的组成 (7)三、自动化生产线控制系统运行模式分析 (7)第二章PLC结构和工作原理及相关知识介绍 (8)一、PLC组成与基本结构 (8)二、PLC的系统结构 (8)三、PLC的基本工作原理 (9)四、西门子S7—1200系列PLC功能特点 (9)五、开放式用户通信简介 ........................................................... 错误!未定义书签。
六、步进电机的结构及原理 (12)七、西门子MM420变频器介绍控制 (13)第三章基于S7—1200PLC自动化生产线控制系统方案设计 (16)一、系统的工作原理 (16)二、设计分析 (16)三、可行性分析 (17)四、可行性试验 (17)五、PLC的选择 (18)第四章PLC的硬件和硬件组态设置 (20)一、步进电机驱动器设置 (20)二、变频器参数设置 (20)三、硬件组态 (22)第五章系统硬件开发设 (26)一、硬件系统的结构 (26)二、控制系统I/O地址分配 (26)第六章系统软件控制设计 (28)一、控制要求 (28)二、梯形图编程流程图 (31)小结 (35)参考文献 (36)引言本论文是考虑到目前的自动化生产线发展的实际情况,现代化的自动生产设备是现今生产中最为普遍的生产方式,以及最有发展前景的生产方式,由本论文作者结合相关资料编写的一遍毕业论文。
基于PLC的自动化生产线控制系统设计与优化一、引言随着工业自动化的快速发展,自动化生产线控制系统在现代制造业中的作用日益凸显。
本文旨在探讨基于PLC的自动化生产线控制系统的设计与优化方法,以提高生产线的效率和稳定性。
二、PLC的基本概念PLC(可编程逻辑控制器)是一种数字化电子设备,用于控制企业生产过程中的机械和电气设备。
它具有灵活性高、反应速度快、可靠性强等特点。
在自动化生产线控制系统中,PLC作为核心控制装置,起着重要作用。
三、自动化生产线控制系统的设计1. 系统需求分析在设计自动化生产线控制系统之前,需要详细分析系统的需求。
这包括理清生产线的工艺流程、确定所需的设备和传感器以及梳理出控制系统中所需的逻辑和功能。
2. PLC程序设计根据系统需求分析的结果,进行PLC程序的设计。
根据控制逻辑,编写相应的程序代码,并进行调试和测试,确保控制系统的正常运行。
3. 硬件配置与电气布线根据自动化生产线的布局和控制要求,进行PLC的硬件配置和电气布线。
选择合适的PLC型号和模块,将其连接到相应的设备和传感器上,并进行电气连接,确保信号传输的稳定。
4. HMI界面设计设计人机界面(HMI),使操作人员能够直观地监控和控制整个生产线。
通过HMI界面,可以实时显示设备的状态、报警信息、生产数据等,方便操作和管理。
四、自动化生产线控制系统的优化1. 数据采集与分析利用PLC控制系统中的数据采集功能,实时获取生产线中的各种数据。
通过对数据的分析和统计,可以找出潜在的问题和改进的空间,为系统优化提供依据。
2. 节能与环保优化自动化生产线控制系统的同时,应注重能源的节约和环境的保护。
通过控制设备的启停、调整工作参数等方式,达到节能减排的目的。
3. 故障诊断与维护建立完善的故障诊断与维护机制,可以大大提高生产线的可靠性和稳定性。
及时发现并解决故障,减少生产线的停机时间,提高生产效率。
五、总结与展望基于PLC的自动化生产线控制系统设计与优化是提升制造业竞争力的重要手段。
基于PLC的自动化生产线的毕业设计自动化生产线是现代工业的重要组成部分,目前已经在各个行业广泛应用。
PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于控制生产线的电子设备,可以实现包括运动控制、逻辑控制、数据处理等多种功能。
本文将基于PLC的自动化生产线作为毕业设计的主题进行探讨。
首先,自动化生产线的设计需要明确其目标和功能要求。
例如,生产线的主要任务是生产什么产品,需要达到什么样的产量和质量要求。
接下来,需要对生产线进行流程规划和布局设计,包括原材料的供应、加工过程、产品的质检和包装等。
在这个阶段可以借助生产线仿真软件进行模拟和优化。
然后,根据设计要求,选择合适的PLC设备,并进行编程。
PLC编程可采用基于图形化编程语言的编程软件,如Ladder Diagram(梯形图)编程语言。
编程包括定义输入和输出信号、编写控制逻辑和算法、设置定时器和计数器等。
此外,还需要进行数据处理和通信模块的配置,以实现与上位机或其他设备的数据交互。
在设备的选择和配置过程中,需要考虑生产线的具体要求。
例如,如果需要进行运动控制,可以选择带有运动控制模块的PLC设备。
此外,还需要考虑生产线的安全性和可靠性,选择符合相关标准和要求的设备。
最后,进行生产线的实际搭建和调试。
在搭建过程中,需要对各个设备进行布置和接线,并进行调试和联调。
在调试过程中,需要验证控制逻辑和运行参数的准确性,以确保生产线的正常运行和工艺要求的满足。
在调试过程中可以测试各个部分的功能,进行故障排除和修复。
总结起来,基于PLC的自动化生产线的毕业设计需要进行需求分析、流程规划、PLC编程、设备选择和配置、实际搭建和调试等步骤。
在设计的过程中需要综合考虑生产线的功能要求、设备选型、安全性和可靠性等因素。
通过设计和调试可以实现生产线的自动化控制,提高生产效率和产品质量。
这样的毕业设计既能够理论与实践相结合,也符合工业自动化的发展趋势,对于学生的综合能力培养具有重要意义。
基于PLC的自动化生产线的设计毕业设计基于PLC的自动化生产线的设计毕业设计一、引言随着工业自动化的不断发展,PLC(可编程逻辑控制器)在自动化生产线中的应用越来越广泛。
PLC作为一种通用的工业自动化控制设备,具有高可靠性、灵活性好、易于维护等特点,适用于各种工业控制领域。
本文主要探讨基于PLC的自动化生产线的设计毕业设计。
二、背景自动化生产线的发展经历了多个阶段,从最初的机械式生产线到如今的数字化生产线,其发展历程见证了工业自动化的巨大变革。
PLC作为一种成熟的工业自动化控制技术,在数字化生产线中发挥着至关重要的作用。
PLC通过接收输入信号,进行逻辑控制和计算,然后输出控制信号,驱动执行机构完成自动化生产过程。
三、设计方案基于PLC的自动化生产线的设计方案包括硬件和软件两部分。
硬件部分主要涉及PLC的选型、输入输出模块的选择、传感器和执行机构的设计等。
软件部分则包括PLC控制程序的编写,如逻辑控制、顺序控制等。
1、PLC选型:根据自动化生产线的控制要求,选择合适的PLC品牌和型号。
考虑因素包括I/O点数、处理速度、存储容量等。
2、输入输出模块选择:根据生产线所需检测和控制的信号类型,选择合适的输入输出模块。
例如,选择模拟量输入模块、开关量输入模块等。
3、传感器设计:根据生产线的工艺要求,设计合适的传感器,如位置传感器、速度传感器等。
4、执行机构设计:根据生产线的工艺要求,设计合适的执行机构,如电机、气缸等。
5、软件设计:根据生产线的工艺流程,编写PLC控制程序。
程序应包括逻辑控制、顺序控制、过程控制等部分。
四、实验结果通过实验验证基于PLC的自动化生产线的性能。
实验结果显示,基于PLC的自动化生产线在提高生产效率、保证生产质量、降低劳动成本等方面具有显著优势。
具体数据如下:1、生产效率提高:采用基于PLC的自动化生产线后,生产周期缩短了20%,大大提高了生产效率。
2、生产质量稳定:通过PLC的精确控制,生产过程中的参数波动减少,生产质量稳定提升。
基于PLC的自动生产线控制系统的设计论文(DOC 28页)安徽机电职业技术学院毕业论文基于PLC的自动生产线控制系统的设计系部电气工程系专业机电一体化班级机电3082班姓名蔡丽莉学号 **********指导教师赵光艺2010~ 2011学年第一学期摘要随着科学技术的发展,人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高,产品更新换代的周期越来越短,产品的复杂程度也随之增高,传统的大批量生产方式受到了挑战。
这种挑战不仅对中小企业形成了威胁,而且也困扰着国有大中型企业。
因为,在大批量生产方式中,柔性和生产率是相互矛盾的。
众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。
为了同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化系统便应运而生。
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。
本论文主要是模拟工业自动生产线通信系统实现以下各站功能。
然后利用Profibus总线进行八站通信连接使之成为一条自动生产线控制模拟系统。
关键字:PLC、自动生产线、Profibus通信分。
它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。
柔性生产线适合于年产量1000~100,000件之间的中小批量生产。
3、柔性自动化生产线的优点柔性生产线是一种技术复杂、高度自动化的系统,它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来,理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
基于PLC的自动化生产线控制系统软件设计郝勇摘要:自动化生产线由5个单元组成,分别是:送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元。
每个单元都有控制本单元工作过程的PLC。
控制系统要求,每个都要上电时先复位,然后才能工作;按了停止按钮后,每个单元都要把本单元的流程进行完,然后停止;按下急停按钮,立即停止工作,急停按钮回复,寻找断点继续工作。
研究以上控制要求的编程思路,并且以自动线供料单元为例,研究复位、停止、急停等控制要求编程的方法。
关键词:PLC;自动线;控制;软件设计1PLC技术的介绍1.1PLC技术的含义通常来说,PLC是一种可编程的逻辑控制器,普遍用于工业的控制工作当中。
PLC能够较好地取代继电器的位置来有效地进行逻辑控制,并且通过储存程序来完成一定的指令工作,其中主要是一些顺序控制、计算操作和逻辑运算的工作。
此外,PLC真正用途还在于能够使用数字和模拟的形式来输入或者输出,从而较好地控制不同型号的机械装置。
PLC的硬件结构由电源、CPU、存储器、功能模块等组成,在这一点上像极了微型的计算机。
1.2PLC系统的主要特征(1)PLC系统控制灵活。
PLC是将集成度高和体积小的优点集一身的高性能处理器。
在控制系统中引入PLC,对改良自动化饮料生产线有很大的作用,它可以替换掉原有系统中繁琐的电路和连线。
因为PLC系统控制比较灵活,所以PLC技术在自动化饮料的生产线很适用,它可以紧跟时代的发展步伐进行实时的更新,在更新时不需要大规模的变更,只需将原有的PLC拆卸换上新的处理器即可。
(2)安全性高。
PLC系统的出现,很大程度上减轻了人的工作量。
在一些工程监控中,不在需要人为的监控,只需PLC提供相应的感应器,将工程现场的具体情况传输到PLC处理器中,就可以详细的将工程的数据参数进行有效的监控,这种工作模式,大大减少了工作中出现的失误情况,提高准确性。
1.3PLC技术使用的原理PLC技术在实际使用的过程中,需要通过采样的输入、执行相应程序、输出并刷新3个步骤,3个步骤组成了一个完整的扫描周期。
基于PLC的自动化生产线控制系统设计与实现随着技术的不断进步和工业化的发展,自动化生产线在现代工业中扮演着越来越重要的角色。
自动化生产线的设计与实现中,PLC(可编程控制器)技术被广泛应用,其稳定性和可靠性使之成为自动控制的首选。
本文将探讨基于PLC的自动化生产线控制系统的设计与实现。
1. 控制系统框架设计在基于PLC的自动化生产线控制系统中,一个常见的框架设计包括输入模块、输出模块、PLC控制器、执行器和人机界面。
其中,输入模块通过各类传感器将传感信号转换为电信号输入给PLC;输出模块通过电信号将PLC的控制信号转换为动作信号输出给执行器;PLC控制器是系统的核心,负责处理输入信号,根据程序逻辑进行计算控制,并通过输出模块输出相应的动作信号给执行器;执行器负责根据PLC的控制信号进行相应的机构运动;人机界面则通过触摸屏或者其他交互方式与控制系统进行人机对话和监控。
2. PLC程序设计PLC程序的设计是控制系统设计中的关键一环。
根据自动化生产线的需求和具体控制逻辑,编写PLC程序可以实现自动化的逻辑控制。
通常,在PLC程序设计中,可以使用Ladder图、功能块图或者指令表等方式进行梯形逻辑的表示和运算。
根据具体控制要求,逻辑图中可以包含计数器、定时器、比较器等功能模块,实现对传感信号的监测、计数和定时控制等功能。
3. 实时监测与报警处理在自动化生产线控制系统中,实时监测和报警处理是非常重要的环节。
通过PLC与各类传感器的连接,可以实时监测生产线中的各项参数和状态。
一旦出现异常情况,PLC可以及时发出报警信号,并通过人机界面向操作员提示异常信息。
同时,PLC还可以与其他设备进行联动控制,实现故障自动排除或者设备自动停机等功能,保证生产线的安全和稳定运行。
4. 网络通信与数据分析随着信息化的发展,自动化生产线控制系统的网络通信与数据分析功能也变得越来越重要。
通过将PLC与上位机或者云平台进行网络连接,可以实现远程监控和管理。
基于PLC控制的自动化生产系统【摘要】基于PLC控制的自动化生产系统在工业生产中起着至关重要的作用。
本文从PLC技术在自动化生产中的应用、PLC控制系统的工作原理、基于PLC控制的自动化生产系统设计、优势和应用案例等方面进行了详细探讨。
通过分析这些内容,可以更好地了解基于PLC控制的自动化生产系统在提高生产效率、降低成本、提升产品质量等方面的优势,以及其在不同行业中的应用案例。
未来,基于PLC控制的自动化生产系统将会继续发展,更加智能化、高效化。
本文旨在为读者提供对基于PLC控制的自动化生产系统的全面了解,并展望其未来发展的趋势。
【关键词】基于PLC控制、自动化生产系统、研究背景、研究意义、PLC技术应用、工作原理、设计、优势、应用案例、未来发展趋势、总结与展望。
1. 引言1.1 基于PLC控制的自动化生产系统简介基于PLC控制的自动化生产系统通过将传感器、执行器等设备与PLC连接,将生产过程的控制逻辑通过程序的方式加载到PLC中,实现对生产过程的实时监控和控制。
这种系统具有快速响应、高精度、可靠性高等优点,能够提高生产效率、节约人力资源、降低生产成本。
在当前工业4.0时代,基于PLC控制的自动化生产系统已成为工厂智能化生产的重要手段。
通过不断优化和升级PLC控制系统,可以实现生产过程的数字化、网络化、智能化,提升企业的竞争力和生产效率。
深入研究基于PLC控制的自动化生产系统具有重要的实践意义和发展前景。
1.2 研究背景在当今工业生产领域,自动化技术已经成为提高生产效率、降低成本、提高质量的重要手段。
PLC(可编程逻辑控制器)作为自动化控制系统的核心设备之一,广泛应用于各种工厂的自动化生产系统中。
随着科技的不断发展和工业生产需求的不断提高,PLC技术也在不断升级和发展。
在传统的自动化生产系统中,PLC控制系统已经成为不可或缺的一部分。
它能够实时监测和控制生产过程中的各种参数,提高生产效率、减少人为错误、降低能源消耗等。
基于PLC控制的自动化生产线程序设计摘要:随着社会的发展与进步,重视基于PLC控制的自动化生产线程序设计对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍基于PLC控制的自动化生产线程序设计的有关内容。
关键词控制;自动化;生产线;程序;设计;系统;Abstract: With the development and progress of society, attention to the PLC-based control of automated production lines designed for real life is of great significance. This paper describes the design program based on PLC-controlled automated production lines.Keywords control; automation; production line; program; design; system;引言基于PLC控制的自动化生产线仿真示教设备。
该设备选用美国AB公司的ControlLogix系统,采用RsLogix5000编程软件为顺序控制提供梯形图编程,为运动控制提供完整的编程、调试及故障诊断,通过试验,达到了较好的效果。
一、设备系统的组成设计该系统遵循通用、简明和具有代表性的原则,整个设备由工作台、机械手、检测部分和控制部分等组成,做到功能分工明确,布局合理,操作方便。
如图1所示。
l一加工装置:实现零件的加工2、5、8一上料机械手:实现对工件的上料3、6一剔除装置:将上料不到位的工件剔除4、7一工件到位检测开关9一检测开关:控制工作台的运动10一卸料机械手:实现合格工件的卸料11一剔除装置:不合格工件剔除12一检测装置:对加工后的工件进行质量检测二、自动化生产线工作流程分析启动/复位→A、B、C皮带运转→皮带故障灯(若有故障则亮)→允许上料灯亮→上料工位传感器输入→工件到达上料位→工件到达钻床加工工位→钻床加工工位传感器信号输入→上料应答完成→上料应答完成、钻床加工工位空闲→钻床加工子程序开关( M0.6)→调用钻床加工子程序后且M0. 6 =“ON”→启动钻床主轴电机( M1.0)→延时 2 秒→钻床机架电机正转→带动钻床机架下降→钻床加工指示灯亮→钻床加工10 秒→钻床机架电机反转→带动钻床机架上升→到达钻床上限开关→钻床加工完成→钻床加工指示灯灭→钻床加工完成且磨床加工工位空闲→工件到达磨床加工工位传感器→磨床加工子程序开关( M2.5)→调用磨床加工子程序后且M2. 5 =“ON”→启动磨床主轴电机( M4.0)→延时2秒→磨床横向机架电机正转→带动磨床机架床前进→前进2 秒→磨床纵向机架电机正转→带动磨床机架床下降→磨床加工指示灯亮→延时15 秒→磨床纵向机架电机反转→带动磨床机架床上升→延时2秒→磨床横向机架电机反转→带动磨床机架床后退→磨床加工完成→磨床加工指示灯灭→磨床加工完成下料工位空闲→允许下料灯亮→工件到达下料工位→下料工位传感器输入→下料应答完成→允许下料灯灭。
基于PLC的自动化生产线控制系统设计自动化生产线控制系统设计是现代工业生产的重要组成部分,其通过使用计算机和程序控制装置,实现对生产线上各个设备的协调运行和监控。
在本次任务中,我将介绍基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动化生产线控制系统设计。
首先,我们需要了解PLC的基本概念和工作原理。
PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制设备,具有高速、可靠和灵活的特点。
它由CPU、输入/输出模块和通信模块等组成,可以通过编程来实现对各个输入和输出模块的控制。
接下来,我们需要进行自动化生产线的布局设计。
根据生产线的具体需求,我们可以将其分为不同的工作区域,每个区域包括一组设备和工作站。
在设计过程中,需要考虑设备之间的物料流动、工作站的工艺要求以及工作效率等因素,以确保生产线的流程畅通和产能最大化。
然后,我们可以开始进行PLC程序的设计。
根据生产线的工艺流程和操作要求,我们可以编写程序来控制各个设备的启停、速度调节、报警监测等功能。
为了提高生产效率和故障诊断能力,我们可以使用事件触发、定时器和计数器等技术来实现自动化控制。
在设计PLC程序时,我们需要合理划分输入和输出模块,将输入模块用于接收传感器的信号,如温度、压力和位置等,将输出模块用于对执行元件的控制,如电机、气缸和阀门等。
此外,我们还需要考虑数据的传输方式和通信协议,以确保各个设备之间的数据交互和信息共享。
在PLC程序设计完成后,接下来是PLC系统的调试和测试。
我们可以使用仿真软件来验证程序的正确性和可靠性,在确保没有异常情况和逻辑错误后,将程序下载到实际的PLC设备中进行实时运行和调试。
在调试过程中,可以使用在线监控功能来实时查看PLC的运行状态,以确保生产线的正常运行。
最后,我们需要对自动化生产线控制系统进行优化和改进。
根据实际运行情况和需求变化,我们可以不断对PLC程序进行优化和改良,以提高系统的稳定性和可靠性。
此外,我们还可以采用数据采集和分析技术,对生产线进行监测和优化,以实现最佳生产效率和质量。
基于PLC控制的机器人自动化生产线设计1. 引言1.1 概述基于PLC控制的机器人自动化生产线设计在工业生产中,机器人自动化生产线已经成为生产效率和质量的重要保障。
而基于PLC控制的机器人自动化生产线设计,则是实现生产线智能化和自动化的关键。
PLC控制系统能够精确控制机器人的运动轨迹和操作,使得生产过程更加稳定和高效。
通过PLC控制,机器人可以按照预设的程序完成各种复杂的操作,从而替代人工完成重复性高、繁琐的工作。
PLC在机器人自动化生产线中的应用已经得到广泛应用,包括汽车制造、电子工业、食品生产等领域。
PLC控制系统不仅能够提高生产线的生产效率,还可以降低生产成本,提高产品质量和稳定性。
越来越多的企业选择基于PLC控制的机器人自动化生产线设计,以应对市场竞争的挑战,提升生产力和产品竞争力。
基于PLC控制的机器人自动化生产线设计是未来工业制造的发展方向之一,其应用前景十分广阔。
通过不断改进和创新,可以进一步提高生产效率和产品质量,推动工业智能化和自动化水平的提升。
的重要性不言而喻,它将为现代工业生产带来更大的发展空间和机遇。
1.2 PLC在机器人自动化生产线中的应用通过PLC控制,机器人可以实现多轴联动、路径规划、协作控制等功能,提高工作精度和速度。
在机器人自动化生产线中,PLC可实现对机器人的运动控制、任务调度、故障检测等功能,同时可以与其他设备进行数据交换和通信,实现整个生产线的无缝衔接和协调运行。
在机器人自动化生产线中,PLC的应用不仅可以实现对机器人的精确控制,还可以对整个生产流程进行监控和调控,保证生产过程的稳定性和可靠性。
通过PLC控制,机器人可以实现自动化装配、无人化生产等,大大提高生产效率和产品质量。
PLC在机器人自动化生产线中的应用已经成为现代制造业的重要趋势,其应用范围将不断扩大,为制造业的发展提供更多可能性和机遇。
1.3 机器人自动化生产线设计的重要性机器人自动化生产线设计的重要性在于提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和可靠性,同时减少人为操作对环境和人体的危害。
基于PLC技术的自动化生产线控制系统设计摘要:自动化的生产线具备着组装灵活、安全性高以及构造较为简单等多优点,可以根据实际需求和车间的大小来增减设备,这也使其成为了现代化企业中建造生产线的重要选择。
在自动化生产线控制管理领域中,PLC技术应用广泛。
本文针对PLC技术在自动化生产线中的应用进行研究。
对PLC技术的主要结构以及技术特点进行概括总结后,与自动化生产线相结合,探讨PL技术应用后的自动化生产线,构建模式以及自动化生产中对于PLC技术的功能选择,对PLC技术在自动化生产领域中的应用进行探讨。
关键词:PLC技术;自动化;生产线;设计引言随着机电一体化技术和信息技术的不断发展,制造生产行业已经逐渐发展成一个囊括机械、电气、信息等技术于一体的综合工业工程。
这类复杂工业产线需要依赖计算机自动化技术进行控制。
在科学技术不断发展的过程中,工业自动化生产线中开始积极地应用PLC技术,在此技术应用的基础上,更好地对一些复杂设备进行控制,使得设备运营问题可以得到解决,以保障生产的效率。
本文主要针对PLC技术在自动化生产线中的应用进行深入的探究。
1自动化生产线控制系统的整体架构自动化生产线内部的控制系统主要是由PLC、位置传感器、工业计算机、电机驱动器以及工业摄像头等所构成。
在整体控制系统当中,三自由度的滑台是其内部的核心部件,其是由X、Y、Z三个不同方向的线性模组以及与之对应的步进电机组成,完全能够通过PLC来为驱动器发送准确的控制信号,有效控制滑台当中的三个分支,使其能够按照规定中的坐标来进行移动。
通常情况下,X轴方向应当尽量与流水线内部的传输带维持一种平行的状态,可以利用齿轮带动皮带这一简单的驱动方式使得X轴对应的步进电机能够更好的发挥出自身的驱动作用,实现高速运转的直线行驶,保证定位的准确性、平稳性。
而其中的横向机构就可以由Y轴步进电机进行驱动,其整体驱动方式与X方向基本一致,主要目的就在于能够更好的配合X方向来完成坐标的定位工作。
自动化控制 • Automatic Control120 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】PLC 自动化 生产线 系统 设计自动化生产线指的是操作者按照一定的工艺路线按照统一的生产速度来完成操作的生产过程。
随着科学技术的发展,自动化生产线的性能越来越向着高精度、高效化发展,由于采用高速CPU 芯片以及多CPU 控制系统和高分辨率的交流数字伺服系统,系统的精度大大提高。
工艺的复合性越来越高,以数控机床为例,在实际的生产过程中,在一台机床上一次装夹后,多工序的复合加工只需要通过换刀、旋转主轴头的措施即可完成。
1 控制系统的硬件组成自动生产线控制系统的硬件由PLC 、传感器、执行部件、网络通信系统等构成。
PLC 的型号比较多,但是结构和工作原理基本相同,主要由电源、主机、I/O 接口、扩展器接口和外部设备接口等组成,PLC 具有可靠性高,抗干扰能力强;编程简单,使用方便;控制灵活;功能性强;系统设计方便等优点,尤其是程序编程采用了以继电器控制线路为基础的梯形图语言,程序编制直观、形象、简单易学。
传感器是生产线中的检测元件,感应到被测对象,按照一定的规律转变为电信号输出,主要有电感传感器、光纤传感器、磁性开关等。
生产线中的执行部件主要由变频器、伺服驱动以及电动机组成,主要控制工件的运行顺序、速度以及运动的方向和行程的大小等。
通信系统主要将工作的各个单元相互连接起来,形成一个整体,相互之间可以将信息进行交换,提高设备的控制能力,实现了集中处理,分散控制的工作要求。
2 自动化生产线控制系统设计文章设计的自动化生产线系统,模拟的是企业进行工件加工的生产线流程。
自动化生产线模型主要由供料、运输、加工、分类仓储四个基本单元组成,通过PLC 作为控制系统的核心部件。
基于PLC 的自动化生产线控制系统设计文/吕志华2.1 供料单元供料单元的机械部分包括:支撑架、工件装料管、工件推出装置、阀组等,控制部分包括PLC 、电源等。
基于PLC的生产线控制系统设计一、引言(200字)PLC(Programmable Logic Controller)是一种模拟电子技术和数字计算机技术相结合的控制装置,广泛应用于工业领域。
生产线控制系统是一种自动化系统,用于管理和控制产品的生产过程,提高生产效率和产品质量。
本文将基于PLC技术设计一种生产线控制系统,并进行详细介绍。
二、PLC的基本原理(200字)PLC由控制器、输入/输出模块、操作界面和通信模块等组成。
控制器是PLC的核心部件,负责处理输入信号、执行程序逻辑并输出控制信号。
输入/输出模块用于连接外部设备和PLC,接收传感器信号并输出控制信号。
操作界面提供给操作员进行人机交互,通信模块用于与其他设备进行数据交换。
三、生产线控制系统设计(400字)生产线控制系统通常包括物料输送、加工、检测、包装等环节。
在PLC的控制下,可以实现自动化控制和监测。
首先,通过传感器获取输入信号,包括物料状态、温度、压力等信息。
然后,对输入信号进行处理并执行相应的逻辑控制程序。
最后,通过输出模块输出控制信号,驱动执行机构完成各个环节的任务。
例如,假设一些生产线生产食品,并且需要自动包装。
首先,通过传感器检测食品的品质和数量,并将这些信息输入PLC。
然后,PLC根据事先设定的程序逻辑,控制输送带的运行,并定时投放包装材料。
随后,PLC控制机械臂将食品放置在包装材料中,并移交到下一个环节。
最后,PLC发送信号,控制称重装置进行称重,并根据称重结果自动封装,并输出包装好的产品。
四、生产线控制系统优势(200字)与传统的生产线控制方式相比,PLC生产线控制系统具有以下优势:首先,具有高度的可靠性和稳定性,可以确保生产过程的高效运行。
其次,可根据实际需求进行灵活调整和修改,从而提高生产线的适应性和效率。
此外,PLC可以实现远程监控和故障诊断,及时发现和解决问题。
最后,PLC的开放性和通用性使其成为与其他设备和系统进行集成的理想选择。
基于PLC的自动化装配生产线控制系统设计与实现自动化装配生产线在现代工业领域中被广泛应用,它能够提高生产效率,减少人力资源成本,保证产品质量的一致性。
在自动化装配生产线中,PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)被用于控制系统设计与实现。
本文将讨论如何基于PLC实现自动化装配生产线的控制系统,并分享设计和实现的相关经验。
1. 系统总体架构设计自动化装配生产线控制系统的总体架构设计是确保系统稳定性和可靠性的关键。
该系统的总体架构包括输入和输出模块、中央处理单元、人机界面和通信模块。
输入模块负责接收外部传感器的信号,例如温度、压力、位置等。
输出模块则控制执行器,如机械臂、气缸等。
中央处理单元是整个系统的核心,负责处理输入信号并根据预设的逻辑和控制策略,产生相应的输出信号来控制执行器的动作。
人机界面提供操作员与系统之间的交互界面,以监测和调整系统的运行状态。
通信模块用于与其他设备或系统进行数据交换。
2. 硬件选择与布局设计在选择PLC硬件时,需要考虑所需的输入输出数量、通信接口类型以及系统的扩展性。
常见的PLC硬件品牌有西门子、施耐德、欧姆龙等,根据具体需求选择合适的型号。
布局设计应考虑硬件设备的合理安装位置,以便于检修和维护。
适当的线缆管理和标识是必要的,以降低维修和故障排除的难度,并确保系统的稳定运行。
3. 编程与逻辑控制设计PLC的编程是控制系统实现的核心,通常使用基于图形或文本的编程语言,如ladder diagram(梯形图)和structured text(结构化文本)。
编程时需要根据具体的装配过程和系统运行逻辑,编写相应的控制程序。
例如,当传感器检测到产品位置时,PLC应该根据预设的逻辑判断,控制执行器完成相应的操作,如抓取、对位、紧固等。
4. 系统调试与运行系统调试是控制系统实施过程中不可或缺的环节。
在调试过程中,需要逐个验证每个控制功能的正常运行,并根据需要进行调整。
基于PLC的自动化生产线控制系统软件设计摘要:自动化生产线由送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。
每个单元都有控制本单元工作过程的PLC。
控制系统要求,每个都要上电时先复位,然后才能工作;按了停止按钮后,每个单元都要把本单元的流程进行完,然后停止;按下急停按钮,立即停止工作,急停按钮回复,寻找断点继续工作。
研究以上控制要求的编程思路,并且以自动线供料单元为例,研究复位、停止、急停等控制要求编程的方法。
关键词:PLC;自动线;控制;软件设计1.自动化生产线概述自动化生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的,它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及工艺过程,使产品成为合格的制品;而且要求在装卸工件、定位夹紧、工件在工序间的输送、工件的分拣甚至包装等都能自动地进行。
按照规定的程序自动地进行工作,这种自动工作的机械电气一体化系统就是自动生产线(简称自动线)。
自动线一般由送料、加工、装配、输送和分拣五个单元组成。
工作目标是将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台,完成加工操作后,把加工好的工件送往装配单元的物料台,然后把装配单元料仓内不同颜色的小圆柱工件嵌入物料台上的工件中,完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出,分拣站根据工件的材质、颜色进行分拣。
文中研究的自动线由送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。
工作目标是将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台,完成加工操作后,把加工好的工件送往装配单元的物料台,然后把装配单元料仓内不同颜色的小园柱工件嵌入到物料台上的工件中完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出,分拣站根据工件的材质、颜色进行分拣。
自动化生产线主要完成的是顺序动作,其控制器多选用可编程控制器。
可编程控制器根据检测传感部分送来的信号,按照预先设计好的控制程序,控制执行机构完成相应的动作。
文中主要研究自动线控制软件设计。
自动化生产线由以下系统组成:(1)自动加工系统,这个系统是指生产线的基础系统,是整个生产线的框架。
基于PLC的自动化生产线控制系统设计随着科技的进步和发展,自动化生产已经成为各行各业中越来越广泛的应用,PLC作为控制自动化技术中的核心组成部分,也越来越受到各个领域的青睐。
本文将围绕基于PLC的自动化生产线控制系统的设计,介绍该系统的组成、工作原理、应用场景以及设计过程中需要注意的事项等方面进行探讨。
一、系统组成基于PLC的自动化生产线控制系统主要由以下几个部分组成:PLC控制器、输入模块、输出模块、通讯模块、信息采集装置、HMI人机界面、执行机构等。
其中PLC控制器是整个系统的核心,它负责接收输入信号、进行逻辑运算、控制输出信号,实现对整个生产线的智能化控制。
输入模块则负责将物理量(如温度、压力、位移等)转换成数字量,供PLC控制器进行处理。
输出模块则负责将PLC 控制器输出的指令信号转换成相应的物理量,控制执行机构进行动作。
通讯模块则负责将PLC控制器与上位机、下位机、其他PLC控制器等连接起来,使整个系统实现联网通讯。
信息采集装置则负责采集生产线上的相关数据,供PLC控制器进行分析处理。
HMI人机界面则负责将PLC控制器的运行状态、数据等以直观的方式展现给操作员。
二、工作原理基于PLC的自动化生产线控制系统的工作原理与一般的自动化生产线控制系统差别不大。
系统会根据生产线的实际情况设计出相应的控制流程,当生产线运行时,PLC控制器会不断接收输入信号并进行处理,根据处理结果控制相应的执行机构进行动作,控制生产线的各个环节协同运作。
同时,系统还会不断采集各种相关数据进行分析处理,并将分析结果展示在人机界面上,为操作人员提供直观的监控信息。
这样,系统可以保证生产线的高效稳定运行,提高生产效率、降低生产成本。
三、应用场景基于PLC的自动化生产线控制系统具有广泛的应用场景。
首先,在重复性较高的生产过程中,该系统可以取代人力完成繁琐的操作,不仅减轻了人力负担,而且降低了操作风险,提高了生产效率,降低了生产成本。
基于PLC的自动化生产线控制系统设计与优化一、引言随着科技的不断进步和工业生产的不断发展,自动化生产线成为了各行各业的重要组成部分。
自动化生产线的控制系统是其中的关键要素之一,PLC(可编程逻辑控制器)作为一种常用的自动化控制设备,被广泛应用于各种生产线中。
本文将探讨基于PLC的自动化生产线控制系统的设计与优化。
二、PLC的基本原理与工作方式PLC是一种具有高性能的微型工控机,它由CPU、输入输出模块、通信模块、继电器输出模块等组成。
PLC的基本工作原理是通过扫描、解码和执行程序,来实现对生产线上各种设备的控制。
PLC的输入可以是传感器的信号,也可以是人机界面的输入,输出可以是控制执行机构的指令。
PLC在生产线控制中起到了关键的作用,它能够实现自动化控制、逻辑运算、数据处理等功能。
三、自动化生产线控制系统的设计与优化1. 设计原则在设计自动化生产线控制系统时,需要遵循以下原则:(1)安全性原则:确保系统的安全运行,保护操作人员和设备的安全。
(2)可靠性原则:确保系统的可靠性和稳定性,避免故障和停机导致的生产损失。
(3)灵活性原则:系统应具有一定的灵活性,能够适应不同的生产需求和变化。
(4)节能环保原则:系统应尽量减少能源消耗和环境污染,提高资源的利用效率。
2. 控制策略在自动化生产线控制系统的设计中,选择适当的控制策略非常重要。
常用的控制策略有:(1)开环控制:通过对生产线上的设备进行定时、定量的控制,实现对生产过程的控制。
(2)闭环控制:通过传感器对生产过程的参数进行实时监测,根据反馈信号对控制系统进行调整,以实现对生产过程的精确控制。
(3)模糊控制:将模糊逻辑和控制技术相结合,根据输入和输出之间的关系进行智能化的控制。
3. 优化方法为了提升自动化生产线控制系统的效率和性能,可以采取以下优化方法:(1)优化控制算法:选择合适的控制算法,对生产线进行精确的控制,提高生产效率和质量。
(2)优化传感器的选择和安装:选择合适的传感器,并合理安装在生产线上,实现对生产过程的精确监测。
安徽机电职业技术学院毕业论文基于PLC的自动生产线控制系统的设计系部电气工程系专业机电一体化班级姓名学号指导教师2010~ 2011学年第一学期摘要随着科学技术的发展,人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高,产品更新换代的周期越来越短,产品的复杂程度也随之增高,传统的大批量生产方式受到了挑战。
这种挑战不仅对中小企业形成了威胁,而且也困扰着国有大中型企业。
因为,在大批量生产方式中,柔性和生产率是相互矛盾的。
众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。
为了同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化系统便应运而生。
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。
本论文主要是模拟工业自动生产线通信系统实现以下各站功能。
然后利用Profibus总线进行八站通信连接使之成为一条自动生产线控制模拟系统。
关键字:PLC、自动生产线、Profibus通信目录第一章绪论 (1)1.1自动化生产线的介绍及发展 (1)1.2工业自动化生产线体系结构 (4)第二章可编程控制器 (5)2.1可编程控制器的定义 (5)2.2可编程控制器的发展概况 (5)2.3可编程控制器的基本组成及特点 (6)第三章自动生产线实训系统设计与实现 (7)3.1工业自动生产线系统结构 (7)3.2工业自动生产线单站功能及系统程序设计 (9)3.3工业自动生产线通信系统设计 (20)第四章论文总结 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第一章绪论1.1自动化生产线的介绍及发展1、自动化生产线介绍自动化生产线是指劳动对象按照一定的工艺路线,顺序的通过各个工作地,并按照统一的生产速度(节拍)完成工艺作业的连续的重复的生产过程。
产品生产过程所经过的路线,即从原料进入生产现场开始,经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。
自动化生产线是按对象原则组织起来的,完成产品工艺过程的一种生产组织形式,即按产品专业化原则,配备生产某种产品(零、部件)所需要的各种设备和各工种的工人,负责完成某种产品(零、部件)的全部制造工作,对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。
随着科学技术的发展,人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高,产品更新换代的周期越来越短,产品的复杂程度也随之增高,传统的大批量生产方式受到了挑战。
这种挑战不仅对中小企业形成了威胁,而且也困扰着国有大中型企业。
因为,在大批量生产方式中,柔性和生产率是相互矛盾的。
众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。
为了同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化系统便应运而生。
2、自动化生产线的基本构成(1)自动加工系统自动加工系统,指以成组技术为基础,把外形尺寸(形状不必完全一致)、重量大致相似,材料相同,工艺相似的零件集中在一台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。
(2)物流系统物流系统,指由多种运输装置构成,如传送带、轨道、转盘以及机械手等,完成工件、刀具等的供给与传送的系统,它是柔性生产线的主要组成部分。
(3)信息系统信息系统,指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈,并通过电子计算机或其他控制装置(液压、气压装置等),对机床或运输设备实行分级控制的系统。
(4)软件系统软件系统,指保证柔性生产线用电子计算机进行有效管理的必不可少的组成部分。
它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。
柔性生产线适合于年产量1000~100,000件之间的中小批量生产。
3、柔性自动化生产线的优点柔性生产线是一种技术复杂、高度自动化的系统,它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来,理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
具体优点如下。
第一,设备利用率高。
一组机床编入柔性生产线后,产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍。
第二,在制品减少80%左右。
第三,生产能力相对稳定。
自动加工系统由一台或多台机床组成,发生故障时,有降级运转的能力,物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。
第四,产品质量高。
零件在加工过程中,装卸一次完成,加工精度嵩,加工形式稳定。
第五,运行灵活。
有些柔性生产线的检验、装卡和维护工作可在第一班完成,第二、第三班可在无人照看下正常生产。
在理想的柔性生产线中,其监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。
第六,产品应变能力大。
刀具、夹具及物料运输装置具有可调性,且系统平面布置合理,便于增减设备,满足市场需要。
4、自动化生产线发展趋势性能发展方向:(1)高速高精高效化,速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。
由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化,以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。
数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。
数控技术轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。
而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。
技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。
在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、控制、前馈控制等。
例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。
功能发展方向(1)用户界面图形化,用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。
由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。
当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。
图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)可视化,科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语言表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。
可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。
在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化,多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。
多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC,数控系统内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形图或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能。
编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例,用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用,多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。
在数控技术领域,应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
1.2工业自动化生产线体系结构1、集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD 以及专用集成电路ASIC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。
应用FPD 平板显示技术,可提高显示器性能。
平板显示器具有含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点,可实现超大尺寸显示,成为和CRT抗衡的新兴显示技术,是21世纪显示技术的主流。
应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。
通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,提高系统的可靠性。
2、模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。
根据不同的功能需求,将基本模块,如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。
3、无人化机床联网可进行远程控制和无人化操作。
通过机床联网,可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行,不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
4、通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构,便于裁剪、扩展和升级,可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。