学文网自动化生产线设计篇1
【关键词】自动化生产线 设计 安装 调试
中***分类号： S611 文献标识码： A
随着我国社会经济的不断进步，制造业也得到了长足的发展。作为世界工厂的我国，在生产技术与设备的方面上也逐渐的从效率低下的人工生产线转变为集约程度高的自动化生产线。这样一来，生产效率与质量又促使自动化生产线不断的发展进步，而自动化生产线的安装以及调试的功能也在连续不断的开展着优化和完善的工作。
一、 自动化生产线安装与调试内容
近些年随着我国公民生活水平的不断提高，人们的消费水平也在不断提高，这也增长了人们对汽车、家电等工业制成品的需求。而同样经济危机也同样在影响着人们的消费行为，促使现代工业改变传统的粗放型生产模式，而取代的则是自动化高效率的精益生产方式。现代的自动化生产方式不但提高了生产效率，也节约了人力成本，改善了劳动条件。现代精益生产、工业机器人以及电子控制技术的高端结合也促使了自动化控制技术更好的工业生产中展开。本文则通过实例简要介绍自动化生产线的设计过程，并对设计过程中可能产生的问题进行举例，分析，解决。
自动化生产线多以全自动、半自动的形式体现，半自动化生产线会将一部分机器难以胜任或从成本上考虑并不经济的的操作由人工代替。以下对自动化生产线设计做以简要描述。
通过这种模拟学习，可以锻炼工作人员的团队协作能力和安装调试的能力，还能提高工作人员的安全意识，通过自动化生产线的模拟学习还能满足自动化技术专业核心技能培训的要求，突出技术的综合运用。
自动化生产线的安装跟调试与工业标准品使用要求贴合,能够从实际的工业现场出发，充分考虑了工业设计美学和安全规范要求，融合了机械、气动、电气、传感设备等诸多技术。
自动化生产线的整体结构采用拆装式跟开放式，它具有比较明显的拆装的培训功能。可以拆装到每个零部件以及细小的螺丝，这样就很好的锻炼了工作人员的熟练操作能力，从而让他们更快的适应工作。自动化生产线具有比较强的重组能力，可以根据不同的工业需求用不同的模块进行拼装组合。
二、 自动化生产线的组成部分与功能介绍
自动化生产线的整体是由十三个部分组成的。具体分为工料站、加工站以及装配站，另外还有搬运站、成品分拣站、变频器模块、电源模块、PLC模块，以及按钮模块和电机驱动器模块，还配备各种传感器等、最后还分配有电磁阀以及进出口的接口等等。通过这些部分，自动化生产线既可以进行生产的上料和加工过程，还能够完成分拣、装配以及运输的过程。
1 搬运站的组成以及具体功能
搬运站的主要功能是：搬运需要进行加工的各种配件。搬运站的组成部分一般有伺服电机驱动器、机械零部件、直线导轨，定位以及行程开关，在配备方面包括支架和六自由度的搬运机械手等。
2 工料站的组成以及具体功能
工料站的主要作用是：为自动化生产线的生产活动提供原材料。一般是由井式工件库、物料台、推料气缸，以及电磁阀、光电传感器和支架及各种机械部件组成。
3 加工站的组成以及具体功能
加工站主要作用是：对工件进行钻孔与切屑的加工工作。一般是由物料台以及物料的夹紧装置和二维运动装置组成主体部分，再添加上主轴电机、步进电机、相应的传感器，刀具以及驱动器、磁性开关、电磁阀、支架、滚珠丝杆等等来实现具体的加工功能。
4 装配站的组成与功能介绍
装配站的主要作用是：完成工件的紧合装配。装配站有以下几个主要的部分：供料单元、旋转工作台以及电感传感器、平面轴承、冲压装配单元、磁性开关、光电传感器、交流伺服电机跟驱动器、电磁阀、警示灯、支架以及机械部件。
5 分拣站的组成与功能介绍
分拣站的主要作用是：完成材料的检测、分类和入库。分拣站由以下几个部分组成：变频器、对射光纤传感器、交流减速电机、磁性开关、传送带、调压过滤器、电磁阀、光电、对射传感器、旋转气缸、支架、机械零部件。
三、确定产品生产线的设计方案
通过多个方案对比，寻找最优方案，要求方案简单易用，易于实现，尽可能少的人工操作，并在满足所有功能工况的前提下考虑成本、效率。确定方案后进行生产线的三维模型设计及模拟仿真，绘制二维工程***。
（1）根据产品的结构形式来确定生产线的传送方式及零部件的上下料方式。常用的主要有倍速链输送，皮带输送，转盘输送，滚轮输送，振动盘供料，机械手供料等；其次需要确定产品的分隔与换向，通常在工位上需要安装或检测零件时，对产品进行分隔且脱离传送并进行精确定位，以实现在没有其他外力干扰的情况下对产品进行装配、加工、检测。而产品的换向分为X、Y、Z三个自由度方向的变换，可通过转向气缸、分度盘、凸轮分度器及特定机械工装来实现旋转功能。分隔过程中由于各工位节拍不一致，会有等待现象，如果等待过长需要设计暂时存料的料垛。
（2）对于涉及到多个型号产品的自动化装备线需要考虑增加快换工装，对于日后更新新产品来说不仅可以节省生产成本，还可以快速反应产品的需求，以减少库存，降低累积成本。快换工装通过定位销及销套来实现精准定位。
（3）绘制气动原理***，确定各工位的举升、夹紧、直线运动、转动等方案后，需要依工作站的运行方式绘制气动原理***，对于举升等受重力因素影响或在紧急停电停气的情况下禁止工装运动的场合需要在气动元件进出气口增加气控单向阀，同样阀片需要选择三位五通中泄阀，这样可以避免在停电停气的情况下气动元件误操作造成危险。
（4）绘制现场工艺布局***，依照产品的生产工艺，确定产品装配的各工位后，需要依照现场情况合理布局各工位位置，绘制现场工艺布局，将各个工位有序的串联或并联到一起。同时需要依据客户需要布局现场气源气路、电控线槽等的走线方式，大致分为地面线槽布线和桥架上布线，需要计算气管、电线、线槽等的有效长度，在采购时通常需预留10%，以避免在实际生产过程中不能有效利用出现短缺。
（5）设计原则，在满足功能的前提下，需要考虑人工操作舒适化，工艺步骤最少化，设计过程最简化，设计成本最小化。通常设计过程中需要采购的定位销、销套、把手、传感器、plc等外购标准件尽量统一，便于统一管理、互换，且美观。
（6）特殊专机应用，对于拧紧螺钉需要采购专用的拧紧***；铆接铆钉用专用的铆钉***；特殊铆钉需要用专用的压机；助力需要用平衡吊；适时距离需要用伺服电机带动滚珠丝杠；这些特殊用途专机有专门厂家生产，可以直接采购，避免设计周期超时和经验上的不足。
结束语
工业生产中采用自动化生产线所生产的产品应当由足够大的生产数量，产品在设计以及生产工艺的方面，要保持前瞻性和稳定的特质，并且需要在一段期间中保持其特质。采用自动化生产线的技术就可以在大批量的工业产品的生产中减少工作人员的工作压力，降低工厂占用面积，稳定提高产品质量并且减少生产的必要成本。采用自动化生产可以有效的缩短生产周期，并且能够保证生产的均衡性，这样就比较有效的带来可观的经济效益。
参考文献
[1]李虹.如何利用项目教学法开展“自动化生产线的调试与维护”教学[J].科技信息，2010（29）：38-45.
自动化生产线设计篇2
我校自主研发的自动化生产线是一套基于PLC控制的教学系统,也是一套模块化的生产实训系统。它集电气控制、PLC应用、传感器、气动等多种技术于一体, 由自动上料、传输检测、真空分拣、颜色分拣、位置调整、配件供给和装配下料等七个工作站组成。装配下料站的功能是对部件进行压装并完成自动下料动作。
2系统的硬件设计
2.1动作过程
装配下料单元主体由气动机械手、压装气缸和下料气缸组成。主要功能是控制气爪,把经传输带传送过来的由位置调整和配件供给单元配对成功的工件成功抓取,然后放到压装缸下。压装缸把配对成功的工件压紧,然后下料缸将压装完毕的工件打到工件盒内。
2.2气动回路设计
***1中气动机械手可实现手臂平移、升降、摆转、抓取和松放动作。由安装每个气缸上的磁性接近开关来检测直线气缸的两个极限工作位置。4个二位五通的带手控开关的双电控电磁阀集中安装在汇流板上,分别控制机械手的手臂进行平移、升降、摆动、气爪的夹紧和松开动作。汇流板中两个排气口末端均连接了消声器。
2.3 PLC控制
自动化生产线设计篇3
一、课程设计的基本思想
美国着名的教育心理学家和杰出的教学设计理论家加涅提出“为学习设计教学”,意指是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程,是在教学之前对教学过程中的一切预先筹划、安排教学情境,以期达到教学目标的系统设计。现代教学设计突出以学生学习活动为中心,重视对学生学习心理的分析和研究,依据学生学习的规律设计教学活动,从而最大幅度地提高学生学习效率,促进学生科学素养的全面发展。
基于工作过程的课程设计以行动体系为基础,将学习领域转化为行动领域,让受训者经历完整的工作过程,在完成典型的具有综合性的工作任务过程中获取工作过程知识,解决“在工作中学习”和“在学习中工作”的问题。基于此理论确立课程设计的基本思想为:以实际岗位为参照,按照“校企合作、工学结合、专业教育与职业教育融通,工学交替、实境育人”的思路,根据专业职业岗位能力要求,以仿真工业现场——实训平台为载体,采用项目化教学,强调以工作任务为依托组织教学内容,以学生为主体开展教学活动,确立学生的中心角色和教师的主导作用,以服务专业能力的培养为中心。
二、课程设计
(一)典型的工作任务分析
通过开展电气自动化专业毕业生就业岗位的调研,并结合行业、企业和本地区对人才需求的状况,归纳出柳州铁道职业技术学院电气自动化技术专业首次就业岗位是自动化生产线的维修电工、调试员、机电设备维修员等,未来发展岗位是车间电气技术员、PLC程序设计员及系统维护技术骨干和班组长等基层管理者。以上职业岗位要求具有运行分析、故障检测、维修保养及编写整理技术文档、设备技术改造等专业技能。针对首次就业岗位和发展岗位工作任务分析,依据在实际工作中出现的频率、重要性,所能承载的知识、技能程度,确定本课程的典型工作任务是:机械设备的安装与调试、电气设备的规划与安装、传感器的安装与使用、气动回路的安装与调试、PLC程序的编制与调试、HMI(人机界面)的设计、设备故障的判断与排除等。
(二)课程目标
亚龙YL-335B自动生产线及亚龙YL-221柔性生产线训练装置归纳、总结了现代生产线的技术特点,与实际生产情况十分接近,因此我们选用这两个装置作为教学载体,在课程教学中使学生具有安装如送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元的技能,具备构成一个典型的自动生产线的机械平台并联机调试的技能;理解并掌握在系统中的气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等实际应用,具备熟练运用这些技术的能力。
(三)学习情景的创设
采用基于行动导向的方法进行设计,经多方面调研、探讨,开发设计了9个学习情境,每个情景由若干任务构成。每一个情境的实施都是一个完整的工作过程,并按认知规律和职业成长规律,由浅入深、由易到难、循序渐进,具有可重组和迁移性。
如***1所示,该课程设置了参观企业整体生产线工作过程、拆装调试亚龙335B自动线各工作站、联机调试亚龙221柔性生产线三大部分渐进学习。每一部分的教学学习目标和学习情境明确,课程教学载体由易到难,从简单拆装到气路连接,从硬件设计到软件实现,从机械控制到人机界面,激发学生的兴趣,让学生掌握技术的同时也对今后的就业岗位有所了解,增强学生学习的自觉性和责任感,实现技能提高与素质教育双赢。
(四)教学实施策略
实施过程中依照“任务、分析、制定、优化、实施、评价”六步工作方法组织教学,以行动导向法为主要教学方法,对不同的知识点综合运用引导文法、团队学习法、头脑风暴法、成果展示法、案例分析法、岗位体验法等各种恰当、有效的教学方法,引导学生***思考,积极实践,促进学生自主学习,提高教与学的效果。项目以小组形式完成,每组4人为宜,在构成组员时,应把握学生的层次、不同个体的差异,即针对不同学生的个体特征与心理倾向,不同的知识基础与接受能力,将基础好、动手能力强、活跃的学生与相反的学生组合在一起。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于专业较差学生的水平得到提高。
实施过程中,要做到“师生角色转换”,教师起发动、组织、协调、伴随作用,教师不能包办代替,而是应注重发挥学生的学习潜能及集体智慧,充分发挥学生的学习主动性,着重培养学生的能力,让学生有机会应用他们所学的知识解决实际问题;将真实的工作场所模拟到学习环境中,使学生感受到企业员工的身份,得以在其中进行自由探索、强调“协作学习”,学生在教师的组织和引导下共同讨论和交流,进行协商和辩论,先内部协商,然后再相互协商,强调信息资源的利用。为了使学生主动探索,教师必须为学生提供各种信息资源,包括各种类型的教学媒体和教学资 料,强调教学过程的最终目的是让学生获取工作知识、工作技能,而非完成教学任务。
实施过程中,应兼顾专业能力、方法能力、社会能力的培养,尤其注重学习能力的培养,提高学生的分析问题、解决问题的能力,使学生从学习中得到成功的体验,增强学习兴趣和学习的信心,从而实现课程的培养目标。
(五)课程考核
课程成绩评定基于发展的教学评价观,包含过程性的考核和结果性的考核。过程性考核包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价等。结果性考核包含项目所涵盖的应知部分的评价、应会部分的评价、项目工作中的问题记录和解决问题的方法、成果展示等。在过程性考核中,对每个学习任务中通过学生自我评价、团队评价、教师评价的方式进行,全面客观地评价学生在实施过程中的表现情况,注重学生答辩及讲演,提高学生语言表达与交流的社会能力;注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
三、高素质的教师队伍是取得良好效果的有力保障
工学结合实施的关键是要有一支理论基础扎实、技术应用能力较强的“双师型”师资队伍。在实施项目化教学中,教师应具备这样的素质:一是具有良好的师德;二是具有较深厚的理论功底,较宽的专业知识面和很强的综合能力;三是具有较强的实践经验。
自动化生产线设计篇4
关键词:计算机;控制技术;自动化生产线
在“互联网+”及信息技术不断成熟发展的背景下，智能化时代的大局已经初步形成，而智能化的初期表现就是生产自动化。在计算机技术、电子信息技术的共同作用下，自动化生产线早已成为了现实，现如今，自动化生产线面临着新一轮的技术革新，其必须与最新的计算机控制技术相结合，形成更为智能化的发展。
一、计算机控制技术与自动化生产线概述
计算机控制技术是基于计算机编程而实现的电子控制技术，其采用电子控制元件与计算机后台控制模块相对接，电子元器件就可按照计算机内置编程来完成相应的工作任务。与此同时，工厂中必须安装相应的自动化生产线，自动化生产线上集成了生产某种类产品所必需的各类机器设备，这些机器设备中都安装了电子控制元部件，自动化生产线上的流程实现了对接，在第一个流程开始工作之后，后面的流程就会形成相应的自动运转。这种自动化生产设备的设计比较复杂，需要安装很多电子元器件，这些元件有的是感应运作，有的是按照编好的程序运作，最终实现个流程的相互配合。而在智能自动化生产线中，其不仅可以按照既定的流程完成生产任务，还可以根有很多功能上的拓展，比如智能化的识别、调整、修复、挑拣、标注等功能，甚至是智能化的设计、改造功能。
二、计算机控制技术在自动化生产线中的应用
(一)自动化生产线中的计算机控制设备结构及优化计算机控制技术实际上也是依托计算机硬件设备而实现的，所以在自动化生产线中需要相应的计算机总控后台及相应设备。在计算机控制设备的结构设计中需要计算机硬件设备、电路连接器、电子控制元件以及各类扩展单元。一般小型的自动化生产线的控制元件不会太多，相应的计算机控制设备也比较简单，但是大型的自动化生产线都有计算机总控后台，计算机总控后台也是专业设计生产的，并不是一台普通计算机就能够直接进行应用的。而在自动化生产线的不断优化发展中，计算机控制设备的结构以及所使用的配件也是在不断优化的。仅仅是从计算机控制设备的CPU来看，其就在不断更新换代，以提高计算机控制的效率。在智能化生产线的发展中，计算机控制设备也必须是智能化的构成，其可以进行更为强大的内部信息和程序处理，并能够对出现的问题作出自动化的分析和处理。
(二)自动化生产线中计算机控制器程序设计及优化在由计算机控制的自动化生产线中可以按照既定的功能编程来完成每一步的生产任务，同时完成各类检测要求，现如今的自动化生产线执行效率高，出错率低。之所以能够实现自动化的生产，除了在机械设备上做出了相应的协调配合设计之外，最主要依赖的还是计算机总控设备，也就是计算机控制器，其所具备的程序设计功能是支持和保障机械设备自动化运作的关键。在自动化生产线中所应用的计算机控制器是可以进行编程的，其一般在出厂时就内置了各种生产程序，但是在实际应用过程中，其所具备的程序设计扩展功能可以实现自动化生产线功能的进一步拓展。而且现如今所使用的机械编程比计算机编程要简单一些，其有一些已经合成的编程控制模块，可以拿来直接应用，不需要再从头进行原始编程操作。对计算机控制器程序进行优化可以从企业自动化生产线的工艺和功能要求方面来进行分析，从而提高生产效率。
(三)自动化生产线中控制总线的应用及优化计算机控制下的自动化生产线中需要由控制总线来进行连接，因为在计算机信息技术中的数据信息无法直接传输给机械设备来进行识别，必须要通过控制总线来实现数据信息和模拟信息之间的转换，从而让机械设备可以根据接收到的指令来完成相应的工作。一般在自动化生产线中总线从计算机控制系统中接出之后，连接到智能化远程的处理器以及变频器中，相应的机械设备上的控制器就可以完成相应的操作。具体在总线应用中需要采用节约总线并提高数据传输效率的方案，从而提高总线控制的运行效率，中间配置上相应的转换设备以及测量控制器，实现对各类机械设备的控制。
(四)自动化生产线中智能调试及自我修复技术的应用计算机控制的自动化生产线在发展过程中可以进一步实现生产过程中的智能调试以及自我修复，比如某些时候自动化生产线也可能会出现问题，出现问题时，计算机控制系统可以找出问题点所在，并分析得出相应的故障码，如果是程序问题，那么计算机控制系统可以自动实现程序的修复，但是如果是机械设备的问题，计算机控制后台将会提出人工修复的解决方案，这种智能化的生产线会在未来发挥更大的作用。而且，计算机控制器的相应程序可以发挥出最大的作用，其在运行过程中可以实现自我“学习”，即不断地更新自己的程序系统。由于不同生产企业所应用的编程模块以及编程要求有区别，所以计算机后台系统所学习的“内容”是输入性的内容，这样可以保证计算机控制系统的稳定性。
自动化生产线设计篇5
【关键词】工业计算机控制 组成 重要意义 应用
引言
计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物，科技的进步与发展，技术的创新与改善，对控制系统的要求逐渐提高，精密仪器的生产过程以及微电子技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统，计算机控制系统需要有处理复杂程序、进行精密控制的能力，计算机控制系统的发展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础，计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义。企业应用计算机控制技术进行优化生产结构，将会为公司扩大生产、提高生产效率。
一、工业计算机控制系统的组成
工业自动化体系主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，工业控制自动化技术主要解决生产效率与一致性问题。自动化系统与计算机信息科学的紧密结合，给工业生产过程带来了新的技术革新。
工业计算机控制系统（CCS）是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。
二、工业控制计算机在工业自动化中的重要意义
工业控制计算机技术是开放式的系统，其高可靠性、易用性方便了工业环境的使用。并且在其基础上发展起来的网络化和现场总线技术又进一步促进了工业自动化的发展。工业控制计算机可谓是工业自动化发展的源动力。并且系统可以显著提高企业的生产效益，节约运营成本，使生产企业得以实现深层次的信息化，对企业管理提供准确可靠的参考，使企业得以取得最大的效益，赢得发展先机。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等领域的迅速发展，工控机的市场需求将会越来越大，工控机市场发展前景十分广阔。
三、计算机控制系统的自动化生产应用
1、自动化生产中的现场总线应用
自动化生产中的现场总线是数字化通信的测量控制设备，在自动化生产的现场使用，广泛应用于自动化制造业，现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中，具有数字计算和数字通信能力，现场总线使用简单的双绞线作为通信介质，可以使多个测量控制器与计算机网络直接对等连接，自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点，联机完成自动控制。如现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力，经过连接网络系统，可以在信息网络及时发现异常，使企业的自动化生产信息沟通更加便利。自动化系统结构使用现场总线技术是企业自动化生产的趋势，现场总线在进行设备数据交换、实时更新数据、显示信息等方面具有方便灵活的特性。
2、确定控制算法
控制算法的选择非常重要，它的好坏关系到整个控制系统的成败。注意点：① 所选择的控制算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的要求。② 各种控制算法提供了一套通用的计算公式，但具体到一个控制对象上，必须有分析地选用。③ 当控制系统比较复杂时，其控制算法一般也比较复杂，使整个控制系统的实现比较困难。合理简化，再完善。
3、人机联系设备
在计算机控制系统中，如果说过程通道是计算机与生产过程之间的桥梁，人机联系设备则是操作人员与计算机以及过程之间联系的纽带。人机联系设备按照信息传输的方向分为输入设备和输出设备。前者如键盘、鼠标、球标、光笔等，后者如CRT显示器、打印机、绘***机等。目前计算机控制系统中用的比较多的是键盘、CRT显示器和打印机。
4、信号处理和控制算法
要实现计算机控制系统对生产过程进行监视、控制和管理的功能，就必须及时从生产过程中获取信息，并把这些信息进行适当的加工和处理，以运行人员易于接受的形式表达出来，或者按照一定的控制规律，产生必要的控制作用。从过程通道可以得到反应生产过程情况的数字量信号，但是这些数字量信号中，有的常常包含着一定的干扰信号，与被测量之间有非线性关系。
5、系统硬、软件的设计
在计算机控制系统中，一些控制功能既能用硬件实现，也能用软件实现。因此在系统设计时，硬、软件的功能划分应综合考虑。硬件速度快、可减轻主机的负担、但要增加成本；软件可以增加控制的灵活性，减少成本，但要占用更多的主机时间。①硬件设计：包括输入、输出接口电路的设计，输入、输出通道设计和操作控制台的设计。
要设计出硬件原理***、印刷电路板、机架施工***等。②软件设计：硬件设计好了后，系统的功能主要依赖软件。要绘制程序总体流程***和各功能模块流程***，编制程序清单，编写程序说明。
6、计算机控制系统设计的一般步骤
计算机控制系统的设计，随被控对象、设备种类、控制方式等的不同而不同，但系统设计的基本步骤大体类似，一般包括系统设计分析、确定控制算法、系统总体设计、硬件设计、软件设计以及系统调试等。下面分别作一些介绍。①确定控制方案：开环？闭环？单环？多环？DCC？SCC？DCS？ ②确定系统的构成方式：要求高：工控机；要求低：单回路控制器、低档PLC或总线式工控机。③现场设备选择：传感器、变送器和执行器型号和类型的选择
四、结语
随着计算机科学技术的进步，工业自动化程度不断的提高，计算机控制技术在自动化生产线上的应用将更加智能化。在计算机信息技术得到空前繁荣的同时，企业的自动化生产线更加优化，在现实应用中更加的便捷，这样将有效推动高效产品生产事务的发展，有效减少重复事务的工作量。计算机控制技术在自动化生产线上，重点强调通用性和灵活性的特点，有助于提高生产系统的生产效率，节约设计成本，提高运行质量。
【参考文献】
[1] 冯永利，杨文淑.改善数字随动系统过渡过程方法 [J].光电工程，2009，（3）.
自动化生产线设计篇6
电气控制方案的确定原则
明确控制方案是设计出合理适用的电力控制系统的前提保证。因此设计人员要按以下原则来进行：
1拖动需要与控制方式相适应
控制方式不是越多就越好，主要看它的经济效益。当加工生产的程序变化很多时，采取编程序控制器，要是逻辑控制比较简单则可以采用稳定的生产设备即继电解除控制法。
2控制方式与通用化程度相适应
通用化可以说是对不同生产对象通用程度，应该区别自动化。因此通用化程度低的但也许保持着较高的自动化，这类机床使用固定的控制电路较好。若是小的零件则采用数字程序。应为这样对于加工对象采用不同的程序提高通用与灵活性。
3最大限度满足工艺要求
为了满足较高的工艺水平，确保机械的工作效率，可以在控制线路中加入自动循环、半自动循环、故障诊断等功能。
4电路电源的可靠性
简单的电路采用电网式电源，相反元件多的话采用电压隔离降压的方法。如果要采用直流电源，则必须满足自动化程度高的设备，这么做也可以对空间进行节省，方便操作。在实际的生产中，最终的方案取决于设计人员经验，设计人员因此应该灵活运用方案。
电气控制线路的设计方法
虽然电气控制线路的设计方法有不同，但都要满足几点要求。首先应能满足生产机械的工艺要求。其次线路结构要简单，力求精简。再次操控，掌握，维修要简单。第四要具有应对安全隐患的措施，在发生事故时也能很好及时的完成任务。第五要能适应生产时所在的环境。
1控制线路的设计方法简介
电气控制线路的设计方法有两种，一种是经验设计法，另一种是逻辑没汁法。经验设计法：它是根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法，采用典型环节线路直接进行设计，先设计出各个***的控制电路，然后根据设备的工艺要求决定各部分电路的联锁或联系。这种方法比较简单，但是对于比较复杂的线路，设计人员必须具有丰富的工作经验，需绘制大量的线路***，并经多次修改后才能得到符合要求的控制线路。逻辑设计法：采用逻辑代数进行设计，按此方法设计的线路结构合理．可节省所用元件的数量。
2设计控制线路时应注意的问题
设计具体线路时，为了使线路设汁得简单且准确可靠，应注意以下几个问题。首先尽量减少连接导线，设汁控制电路时，应考虑各元器件的实际位置，尽可能减少配线时的连接导线。
其次正确连接电器的线圈。电压线圈通常不能串联使用，由于它们的阻抗不尽相同，造成两个线圈上的电压分配不等。即使是两个同型号线圈，外加电压是它们的额定电压之和，也不允许这样连接，因为电器动作总有先后，当一个接触器先动作时，其线圈阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使线团烧毁。电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。在接通电源时可正常工作，但在断开电源时，由于电磁铁线圈的电感比继电器线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从而造成继电器的误动作，解决的方法是各用一个接触器的触点来控制。
自动化生产线设计篇7
关键词：钢管生产线 自动控制 传输系统
中***分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-057-02
1前言
随着全球经济一体化的不断深入，世界对中国的经济发展也提出了更高的要求。作为一个制造业大国，如何开发、采用先进制造工艺，引进先进生产线，从而提高生产效率、保障产品质量、提高竞争力，是每一个制造企业亟需寻求与解决的问题。对于国内钢管制造产业而言，经笔者不完全调查，其制造生产线传输系统中实现自动化的还不到1%，这严重影响了国内钢管制造业的发展。鉴于此，本文根据目前电气技术发展水平，引入先进的自动控制理念，力求将传统钢管生产线与其传输系统自动化进行有机结合，以期对国内钢管制造产业具有一定借鉴作用。
2钢管生产线传输系统实现自动控制的意义
实践证明，钢管生产线传输系统实现自动控制对于钢管制造产业而言具有飞跃式促进作用，具体表现在以下方面：
（1）节约人工成本。传输系统的自动控制使得众多的操作人员从繁琐的工作中解脱出来。传统传输系统的岗位安排了30个岗位，在实现自动化以后，只需要10个岗位，这就极大的节约了生产劳动力。
（2）优化生产工艺流程。采用自动控制手段，使得传统运输系统流程得到整合，缩短了传输周期，大大提高了生产效率。
（3）更加安全可靠。自动控制传输系统排除了人为的操作失误因素，在很大程度上保障了生产线及生产工人的安全。
3钢管生产线自动控制传输系统设计
3.1钢管生产线传输系统自动控制方案设计
该钢管生产线自动控制传输系统使用西门子SIMATIC S7-300/400PLC为核心，PROFIBUS-DP现场总线作为通讯网络，结合ET200M、ET200S、winCC，以SIMATIC S7-300/400PLC编程组态工具STEP7集成统一构架平台。利用传感器、编码器、变频器等元件，实现钢管生产线自动控制传输系统。其系统组流程如***1。
3.2软件设计
软件设计需要实现的基本功能有：过程监控、故障信息、完成传输动作等。其中，过程监控指对钢管输送动作及过程进行监控，包括变频器故障、辊道运转、横移运管车、变频器故障、旋转辊、液压站、小车变频器故障等；故障信息指PLC系统HMI上对于运输过程中得故障实施即时显示功能；完成传输动作指系统软件运行必须是安全、可靠的，并且具备抗干扰性。软件主程序流程***如***2。
其中，使用STEP7 V5.4进行PLC编程，STEP7编程软件用于SIMATCS7和基于PC的WinAC。
4钢管生产线自动控制传输系统抗干扰研究
在本系统设计中，由于自动控制传输系统集硬件、软件、弱电、强电、电力、电子、机械等于一体，且运作环境一般处于干扰源存在的车间，会因电磁影响收到干扰影响，所以有必要对其抗干扰措施进行探讨。
4.1 硬件抗干扰措施
系统硬件方面可以从抑制、隔离、消除等途径进行抗干扰处理。
（1）抑制途径。如选用滤波器、选用抗干扰净化电力稳压器、采用浪涌保护器或电阻、电容、电感等组成的滤波电路等操作。（2）隔离途径。如对干扰源以金属柜、箱、板封闭隔离；将PLC的I/O线和大功率线分开走线等。（3）消除途径。消除干扰的最佳方法是接地，如把电源线、屏蔽层等进行接地处理。
4.2软件抗干扰措施
（1）定时监控。在自动控制系统的关键部位，使用定时监控装置来监视软件的运行。（2）冗余处理。在系统数据传输过程中，通过加入冗余位，来增加软件检错功能。指令复执技术就是冗余处理的一种，其检错功能可以对传输系统运行中进行监测，发现干扰错误后，会立即回滚操作清除错误指令，并使程序重新运行。（3）数据输入/输出。对数据输入/输出进行滤波处理，剔除干扰信号，来实现“去伪存真”的效果。
通过以上硬件和软件抗干扰措施的综合运用，系统保证了正常工作运行的可靠性。
5结束语
本文进行了钢管生产线自动控制传输系统设计与相关研究。基于西门子SIMATIC S7-300/400PLC、PROFIBUS-DP现场总线、结合ET200M、ET200S、winCC，以及SIMATIC S7-300/400PLC编程组态工具STEP7集成统一构架平台，实现了钢管生产线自动控制传输系统，并利用SIMATCS7、WinAC进行控制软件的编程。其实现了工作流程与工作方式的自动化，极大的***了劳动力，并且满足钢管生产中得各项要求。
参考文献：
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自动化生产线设计篇8
关键词：计算机；控制技术；自动化生产
中***分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 06-0111-01
计算机控制就是用计算机对一个设备动向全程操控。在电脑操控体系中，用计算数据系统替代传统的操作系统，他是替代常规的生产系统的一个新方向，它改变了人们对自动化的认识，是一种革新。
一、计算机控制系统的设计过程
计算机控制体系的软件和硬件的组织构造是根据它联系的设备不一样，有所改变的，他们的组织结构大致是一样地，可以涉及到系统设计，控制任务，软件设计等。
（一）系统方案设计
我们依据体系设计任务书进行总体方案设计，对体系的软件，硬件它们的构造再考察它的要求，推算出合适它的的系统，组成一个新的系统。再时间很紧张的时候可以拿现场的配件组合，再设计费用不到位的时候工作人员可以组织自己设计的模式，但是要注意化风好软件和硬件的价格及时间，控制体系结构它的概括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。
（二）控制任务
我们要对超控设备进行调研，研究，了解工作程序是再体系设计1前应该做好的事，只有理解了它的要求，理解了它要接收的任务，涵盖体系的终极目标，数据流量还有准确度，现场的要求，时间的控制，我们要严格按照计划说明操控，实现整个系统操作。
（三）软件设计
计算机软件的设计要依据体系规划的总意见，确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系，并用合理组成部件表格画出来。他们是根据体系组成表格不同的功能，分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试，各种表格分别实验调试好以后，再按工作路线***推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。
（四）现场安装调试
首先要按设计计划合理组装装，对体系结构进行大体的演练和比较准确的演练，结合演练的结构数据重置体系的置和储存数据进行软硬件的调试，他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行，同时他们要进行统一的实验及推理，仿真物体是这个体系验证的最基本要求，而好的体系的数据调整实试要在现场进行。
（五）计算机的控制系统
计算机的操作控制体系的合成是有软硬两个部件合成的。而一个非常合理的计算机的操做控制体系应分好几个部分构成：作控制的物体及它的重要组成部件及***的装备和全自动的仪器和软件体系。
二、自动化生产线上应用与分析
工业机器手臂的自动化的冲压生产线运行循环路线可以简单概括为：上下料机构板材冲压。钢板物料的传送、线头板料清洗涂油、钢板板物料料位置校正、第一台压床冲压、下料机器手臂提取物料、压床再次冲压、依设计流程传到下一个工序、机器人收取物料并裁剪、把它输送到下一台压床、下一台机器人接着提取物料、把物料放到输送装置上，工人开始按规定型号堆积板材。用工业机器人的自动化的生产线，会更加符合现再经济发展的需求及技术方面的创新。机器人手自动的化生产线适用于现在大规模的生产的各个行业，也适合已有生产线实现全自动的业再次更新，工程机器人自动的生产线通过改变不同的软件，它可应用于很多车型生产，它的可控制性能很好，工业机器人体系组成包括上下料结构、清洗涂油机体系对各种型号的冲床兼上下料体系、物料输送体系。各个分体系连接间的电气化操控是按照统一操做控制和删减控制的原则，他们再不同附件的操控系统中，他们是应用了机械与构建操控的很有代表性的一个组成，他们每个级别都应用不一样的互联网工程和软硬件控制，以达到不同的设计效果实现自动化。各部分操控体系采用具有现场总线形式的PtC操控方法，他有***操控和智能操控的特点。为确保控制体系正常运转，我们在车间总的线路全部采用西门子Proflbus总线及dj数字化的局域计算机网络的分布式包交换技术体系。每个监督控制结构的PiC之间及PiC与上一个机械间的联系全部采用了现代化的集成板的局域电脑互联网的分布式包交换技术，供监控体系相互联系时应用。冲床机的运动中枢应连接Ethetnet csrd与机器人的操控体系联网，操控体系与工业机器人的联系方式是通过Proflbus-DP的总路线连接的他们实现了信息的互换和连接。连接体系采用了HMI SIEMENS的触摸技术，在每一个可操控的部件上都放置一个显示屏，它应用了Proflbus 的数据连接。各个部件都安装了信息指示灯和紧急开关，屏幕可看到系统信息及显示错误出现在那里，与这个设备有联系的的 i\O 信号在HMi上显示，他们以红灯和黄灯区分。系统如果发现哪里有情况，将会鸣笛警报，显示屏上将会出现问题出现在那里，以便维修人员查找。这个体系还有演练数字场景的能力，在磨拟演练中，它的压力和转动速度可能会影响到生产还有可能会发生操作控制与机械运转不同步的可能，体系是通过机器人的离线程序控制的机器人的运行路线，来减少生产现场的实验休整周期。
机器人冲压设备再生产中使用面很广，他改变了传统的劳动模式，改善了劳动条件及强度，确保了生产的安全，提高生产的进度及产品的合格率，它不但材料的生产流程还减少了浪费，节约了时间，缩小了生产成本，随着生产线的制作、调试设备的周期设计时间不断提前，机器人自动化生产线越来越为汽车主机厂所接受，成为冲压自动化生产线的主流。
总之，随着计算机软件技术的逐渐发展，计算机的操作控制正逐步的进入到生产的各个领域。所以我们要不断创新改革，创作出一个更好的控制体系是非常有意义的。计算机的操作控制体系包括硬件还软件和控制算法三个方面，一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能，使系统能长期有效地运行，给以后控制系统进入各个行业实现生产自动化打下良好的基础。
参考文献：
[1]肖向兵.自动化技术、计算机技术T000213计算机控制工程[A].桂晓凤,王建辉主编.[C]:湖北人民出版社
自动化生产线设计篇9
[关键词]信息化技术；生产计划；自动排产
中***分类号：C931.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0346-01
随着全国烟草行业生产管理模式的变革，企业需要对生产进行精细化管理，保质按量完成公司下达的卷烟生产计划。为完成这一目标，某烟草公司下属四个分厂，经过多年的建设和努力，已实现整个企业生产过程的高度自动化，实现了设备控制的自动化和生产过程自动化。
不过，在满足企业各生产单位及生产线平衡、连续生产的生产调度的需求上，现行系统仍存在不足，企业需要一套对各生产单位及生产线的生产计划排产信息系统，将已有的先进的生产线管理系统与企业级的MIS 管理系统有机链接起来，提供信息的交互，来实现实时生产监控、综合生产调度、优化生产过程的目标。
1 问题的提出
某公司下属四个生产工厂，共计60 多套机型（生产线），为了均衡化、连续化的安排月生产，需要将公司每月按各品牌向公司下达生产任务，均衡、连续的分配到四个工厂及生产线。为此提出平衡计划安排的业务要求。为了能更好的实现统一生产管理，工业公司必须对下属各分厂的设备能力、设备运行情况进行统一管理，以实现工业公司同下属分厂设备信息的共享，这样才能全面整合公司资源，并根据各分厂设备能力、工艺情况等条件合理安排高、中、低档卷烟的生产，使各分厂生产能力互相补充、产销平衡、避免冲突。使各分厂在降低卷烟库存成本，稳定产品质量，及时响应营销需求，增强市场竞争力，提高经济效益等方面做到更好。在工业公司的实际发展过程中，由于下属各分厂产能的扩大，牌号的多样化，以及由于卷烟生产受到市场条件及生产线要求等其他因素的影响，各分厂的卷烟产量和生产牌号均存在不确定性，有必要通过合理、有效的生产计划排产管理来改善生产计划安排的科学性，及时消除生产进度隐患，提升卷烟生产对营销要求的及时响应，促进各分厂产能的合理利用。
2 问题分析
2.1 总体目标
要实现合理、有效的生产计划排产管理，需要通过均衡不同分厂的生产线产能，来找寻出一种更有利于合理利用产能，自动分派各分厂生产任务，进而解决各分厂对不同牌号卷烟生产合理安排进度的问题。
即需要在满足两大约束条件的情况下，达成两大目标。两大约束条件分别是：1） 生产计划排产的制约条件。2） 设备限制及生产配件因素的限制。两大目标分别是：1） 根据各分厂设备能力、工艺情况等条件合理安排高、中、低档卷烟的生产，使各分厂生产能力互相补充、产销平衡、避免冲突。2） 各分厂产能均衡，使各分厂各生产线产能均衡，任务适宜且各分厂当月生产任务基本同步结束。
2.2 约束条件的分析
1） 各分厂特定条件对生产计划的约束。a.联产烟的生产计划。联产烟根据各分厂情况，指定到分厂生产。b.不同卷烟牌号对生产线要求的影响。不同卷烟牌号，由于咀棒长度、包装规格、激光打码等条件不同，必须在指定的生产线进行生产。c.1 类卷烟的生产计划。1 类卷烟中的娇子系列卷烟需根据一定的产量比例，安排在不同的分厂生产。d.分厂卷烟总量的生产计划。特定分厂需在年初制定计划总量，在计划分解时，需优选考虑。e.生产线产能。各分厂生产线数量不同，各生产线能力不同，同时生产线产能也会受工厂日历、停电时间、检修时间等因素影响。2） 设备限制及生产配件因素的限制分析。a.设备限制因素。激光打码、女士烟、软包硬化、圆角包装等因素固化到生产线，不同生产线生产多个固定牌号。b.生产配件因素。咀棒配件：按工厂计算套数，需要时再生产线上更换。喂丝机：各工厂配备喂丝机确定了，每日安排品种最大数。
2.3 目标分析
为了达到各工厂、生产线的均衡生产的目的，其目标就是各工厂及生产线的生产负荷在以上的生产约束条件下基本达到一致，具体体现在各工厂及生产线的生产时间基本一致。
3 问题解决方案
3.1 新的生产计划排产系统的设计
要解决这一课题，需要构建新的生产计划排产系统，与原有MIS系统的进行连接，新生产计划排产系统的核心是计划平衡模型，该模型从最优化的角度出发解决平衡生产的问题。
3.2 最优化模型设计
1） 变量说明。S 表示工厂数，共 s 工厂，S> 0；PC= （pc1……
pcm） 表示各牌号的当月计划生产量，共m 个牌号，PC（i > 0）；LS=（ls1……lss） 表示各工厂的生产线套数，LS （）i 为正整数；PL（i，）j 表示i生产线与j牌号的生产关系，PL（i，j） =0 或1，1 表示可生产，0表示不能生产；LC（i）表示i生产线当月有效生产能力；DL（i）表示i生产线日平均生产能力；ZC（i，）j 表示指定给工厂i的 j牌号的生产量，未指定ZC（i，j） =0；XL（i，j） 表示i生产线当月j牌号的生产量。
2） 业务约束。h 牌号总产量约束：；工厂 i 的指定牌号h 约束：；工厂生产线 j 的月生产能力约束：；其他约束。
3） 目标函数。
各生产线的生产天数的偏差最小，表示为：
4 结语
生产计划排产对所有卷烟企业都可以说是一个难点。本文提出了利用最优化模型来改进生产计划排产工作的初步解决方案，按此方案完成的该系统也已于2011 年 12 月初步完成，通过 2012 年前三个月的试运行，系统基本达成业务目标。对这一解决方案的改进和完善，需要在今后进一步的研究工作中来完成。
参考文献
[1] 高强，梅晶，胡东平.面向用户的烟草企业门户系统[J].制造业自动化. 2011 （20）.
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自动化生产线设计篇10
关键词:模块化生产线; 资源共享; RS-232C总线
1 引言
在工业控制领域,传统的现场控制方式已经越来越不能满足工业自动化的要求,这种控制方式不但耗时、费力而且很不完善。工业自动化控制系统发展到今天,随着通讯技术的不断提高,摆脱了以传统的现场控制方式为主体的控制方式,出现了利用上位机通过现场总线通信来控制生产线的全新模式。本设计中的控制系统是针对FESTO公司生产的模块化加工生产系统设计的现场总线网络控制系统。
德国FESTO公司的MPS(Modular Production System)模块化生产加工教学与培训系统,是一个完整的面向自动化控制技术的培训系统,它由多个模块组成,是一个完全开放型的操作系统,操作人员可根据不同的需要进行各种模块的组合、扩展和控制。MPS系统很接近实际工业生产系统,因此基于MPS系统的培训在大学工科教学中是很有实际意义的。
但MPS教学培训系统价格昂贵、数量有限,为了最大限度的利用MPS教学培训系统的资源,充分提高实验设备的利用率,并在有限的时间内取得最佳的教学效果,因此需要设计一套完善的资源分配与管理系统,通过资源的优化配置实现资源共享、分时选用等要求。本文对实现资源共享的总线网络系统的结构、功能以及软硬件设计内容进行了描述。
2 总体方案设计
德国FESTO公司的MPS模块化自动加工生产线是一套模拟加工生产线教学与培训设备,可以由西门子公司的S7-300型可编程控制器——PLC作为控制系统,对整个自动加工生产线进行过程控制。
总线网络系统设计所要解决的核心问题是:对控制MPS自动生产线的可编程控制器———PLC实现资源共享。所谓资源共享用一句简单的话来描述就是“多选一”和“一选多”。“多选一”就是指多台PC机可以分时与同一台PLC进行通讯,实现多台PC机对MPS生产线的某一个工作站进行控制;而“一选多”就是指某一台PC机能够分别与多台PLC进行通讯,实现一台PC机对MPS生产线的多个工作站进行控制。
在进行总线网络系统设计时,首先要确定硬件设计方案,也就是把总线网络系统中的硬件环境设备——多台PC机和多台PLC,通过硬件电路设计有序的连接在一起,再配合一些必要的其他设备实现资源共享和分配管理工作。为了实现多台PC机对PLC资源共享,本设计提出了一种以一台单片机为控制站的总线网络设计方案。这一总线网络设计方案是由多台PC机,一台AT89C51单片机,通过RS232总线和总线适配电路实现对PLC的资源共享。
要通过总线网络实现资源共享,除了完善的硬件环境外,还必须开发相应的通讯程序与之匹配。通讯程序设计分为两个部分:一是单片机的通讯程序设计,二是PC机的通讯程序设计。单片机通讯程序是利用汇编语言编写的源程序,它的主要功能是轮询各PC机,以便接收PC机发出的联机申请,并根据申请内容发送联机许可信号。PC机通讯程序是应用现成的编程软件来设计的,它的主要功能是发送联机申请并接受联机许可信号。这些通讯程序不是***的,它需要与总线网络的硬件适配电路相配合,两者只有共同作用才能够实现资源共享和优化管理。
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