自動化生產(chǎn)線設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》；職業(yè)教育；試驗臺；教學(xué)效果

《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》是工科類高等職業(yè)院校一門重要的、實踐性很強的專業(yè)課程，要求學(xué)生不但能夠很好的掌握自動化生產(chǎn)線的理論知識，（包括硬件結(jié)構(gòu)，各元器件的作用，氣動回路的構(gòu)成，氣缸的結(jié)構(gòu)、工作原理），而且能夠熟練的利用編程軟件對PLC進行現(xiàn)場編程，對設(shè)備進行聯(lián)機調(diào)試，在設(shè)備運行過程中能夠自主并且快速的確定并排除故障。目前隨著我國自動化生產(chǎn)線的不斷發(fā)展和完善，大中型企業(yè)在生產(chǎn)中使用生產(chǎn)線的比例不斷提高，所需要的人工操作崗位越來越少，也就是說所需要的熟練操作工人數(shù)量在不斷減少，柔性自動化設(shè)備的操作和維護人員的比例在不斷的提高，這就需要培養(yǎng)出理論和實際操作能力都很強的高素質(zhì)技能型人才，而高等職業(yè)教育的特點是既重視講授理論知識，又突出實踐操作技能的訓(xùn)練，以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才為目標(biāo)。實踐操作訓(xùn)練主要形式是實驗實訓(xùn)教學(xué)。從2003年評估開始，很多高職院校都陸續(xù)建立了自動化生產(chǎn)線實驗室，花費巨資購置了自動化生產(chǎn)線實驗實訓(xùn)設(shè)備。但通過這幾年的調(diào)研和教學(xué)發(fā)現(xiàn)，在實現(xiàn)實驗教學(xué)計劃及教學(xué)實施過程中存在一些問題：

1、 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不足

《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程的實踐環(huán)節(jié)主要包括相關(guān)實驗和實習(xí)，但目前很多院校因為設(shè)備、場地、課時分配等原因不能保證足夠的實踐教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計劃都過于“理論化”，沒有突出課程“實踐性”和“應(yīng)用性”的教學(xué)特點，不利于實現(xiàn)本課程在高職院校中的教學(xué)目標(biāo)。

2、實驗設(shè)備不夠

目前各院校都加強了實驗室建設(shè)，購買大量的實驗設(shè)備，但隨著各院校招生規(guī)模的擴大及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的加強，需要的實驗設(shè)備缺口很大，而一臺實驗設(shè)備動輒幾十萬，大部分高職院校由于經(jīng)費有限，購置的生產(chǎn)線設(shè)備仍不能滿足教學(xué)需求，有的學(xué)校甚至沒有相關(guān)的實驗設(shè)備。

3、實驗設(shè)備不合適

很多院校購置了生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的成品實驗裝置，而這些設(shè)備往往和實際教學(xué)脫節(jié)，有的設(shè)備功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，只能進行“簡單驗證式”和“非真實器件模擬”的實驗，不能使學(xué)生深刻理解生產(chǎn)線的工作原理，全面了解真實的控制過程，不能實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后“零距離上崗”的最終目標(biāo)。

4、實驗教學(xué)方式的呆板及滯后

在一些學(xué)校至今仍沿用老師編好詳盡的實驗指導(dǎo)書，講固定的程序，缺乏多模式多層次的實驗教學(xué)方法，而學(xué)生“依葫蘆畫瓢”，學(xué)生只需要進行簡單的程序輸入就可以完成實驗，不能達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力的目的。

因此，我們急需設(shè)計一種綜合性強，價格低廉，能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，在同行業(yè)中各項技術(shù)和指標(biāo)都比較先進，既能做各種模擬演示實驗又能展示工廠實際生產(chǎn)過程的自動化生產(chǎn)線綜合實驗臺。同時結(jié)合我們的實驗臺，要調(diào)整實踐和理論課時的比例，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，調(diào)整實驗內(nèi)容，使其能更好的完成對于高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

在我國，高等職業(yè)教育規(guī)模已經(jīng)很大，高職院校有1000多所，大部分院校由于教學(xué)經(jīng)費問題，不能及時的更換或者購買最新的實驗設(shè)備，導(dǎo)致教學(xué)實驗臺和工廠實際的生產(chǎn)線存在著不小的差距，從而直接影響到高職學(xué)生的就業(yè)和擇業(yè)，而本課題將研究設(shè)計一種自動化生產(chǎn)線實驗平臺，達到以下目標(biāo)：

（1）具有綜合性和真實性：既能做自動化生產(chǎn)線真實過程的展示實驗，又能做PLC一般演示實驗，能解決高職院校實驗設(shè)備不合適的問題。

（2）具有可開發(fā)性：可以根據(jù)實驗情況，引出PLC的I/O插口，為平臺開發(fā)出其他實驗，由學(xué)生自己動手，設(shè)計實驗項目，調(diào)動學(xué)生自我能動性，進行設(shè)計開發(fā)，可以解決實驗教學(xué)方式呆板落后的問題。

（3）能真實展現(xiàn)自動化生產(chǎn)線工作的實際過程，同時學(xué)生可以自主設(shè)計設(shè)備動作過程和動作順序，通過動作過程和動作順序，自主設(shè)計出相應(yīng)的控制程序，以提高學(xué)生的動手能力和PLC編程能力；

參考文獻

[1]李斯興 加強技能素質(zhì)培訓(xùn) 培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性人才。 職教縱橫，2001

第2篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】氣動　PLC　裝配下料　自動化

1前言

我校自主研發(fā)的自動化生產(chǎn)線是一套基于PLC控制的教學(xué)系統(tǒng)，也是一套模塊化的生產(chǎn)實訓(xùn)系統(tǒng)。它集電氣控制、PLC應(yīng)用、傳感器、氣動等多種技術(shù)于一體，由自動上料、傳輸檢測、真空分揀、顏色分揀、位置調(diào)整、配件供給和裝配下料等七個工作站組成。裝配下料站的功能是對部件進行壓裝并完成自動下料動作。

2系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1動作過程

裝配下料單元主體由氣動機械手、壓裝氣缸和下料氣缸組成。主要功能是控制氣爪，把經(jīng)傳輸帶傳送過來的由位置調(diào)整和配件供給單元配對成功的工件成功抓取，然后放到壓裝缸下。壓裝缸把配對成功的工件壓緊，然后下料缸將壓裝完畢的工件打到工件盒內(nèi)。

2.2氣動回路設(shè)計

在裝配下料單元中，氣動執(zhí)行機構(gòu)的主體是氣動機械手和兩個直線氣缸。氣動機械手在結(jié)構(gòu)上由1個氣爪、2個直線氣缸和1個擺動氣缸組成。歸位狀態(tài)為：氣爪開，平移缸進，升降缸落，打料缸退。動作順序為：氣爪閉平移缸退升降缸升擺缸1800壓裝缸壓壓裝缸退平移缸退打料缸打打料缸退一擺缸00升降缸落平移缸進氣爪開。工作原理如圖1所示。

圖1中氣動機械手可實現(xiàn)手臂平移、升降、擺轉(zhuǎn)、抓取和松放動作。由安裝每個氣缸上的磁性接近開關(guān)來檢測直線氣缸的兩個極限工作位置。4個二位五通的帶手控開關(guān)的雙電控電磁閥集中安裝在匯流板上，分別控制機械手的手臂進行平移、升降、擺動、氣爪的夾緊和松開動作。匯流板中兩個排氣口末端均連接了消聲器。

2.3 PLC控制

在裝配下料單元中，檢測各氣缸工作位置的磁性開關(guān)、檢測配對后的裝配件位置的電感式接近開關(guān)，加上保證生產(chǎn)線連續(xù)動作的各種標(biāo)志輸入和兩個控制按鈕后在內(nèi)，PLC共需15個輸入端子接收外界信號。電磁閥控制的輸出動作，加上故障信號和標(biāo)志信號共需15個輸出端子。選用S7-226主單元。其I／O接線原理如圖2所示。本單元在自動模式須與其它單元聯(lián)機才能完成動作，手動模式無需聯(lián)機。

3系統(tǒng)的軟件設(shè)計

PLC梯形圖程序的設(shè)計方法有經(jīng)驗法和順序控制法兩種。根據(jù)裝配下料站氣動機械手的動作過程，采用順序控制法編寫的自動運行程序如圖3所示。

參考文獻：

[1]廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2]崔堅，李佳.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南(上冊).北京：機械工業(yè)出版社，2005.

第3篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】 自來水 自動化設(shè)計 生產(chǎn)過程

自來水廠屬于地區(qū)性的最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其生產(chǎn)條件能否維續(xù)在安全、經(jīng)濟的環(huán)境下運行與和該地區(qū)人們的生活水平密切相關(guān)。自來水水廠突破自動化進程，絕不僅僅是出于減少勞動力的考衡，更為關(guān)鍵的是確保供水環(huán)節(jié)的高水質(zhì)、高效率以及高可靠性。

1 我國自來水廠自動化現(xiàn)狀

由于我國一些特殊歷史時期的限制以及現(xiàn)實所存在的不利影響，導(dǎo)致當(dāng)前我國自來水廠其生產(chǎn)過程的自動化發(fā)展水平還相對落后，許多地區(qū)的發(fā)展趨勢與效應(yīng)也不盡相同。盡管我國的一些一線城市的自來水水廠自動化程度總體出色，但大部分的小城市特別是部分落后地區(qū)的自來水水廠還只是實現(xiàn)了最為基礎(chǔ)性的自動化，甚至有些地區(qū)還需要依靠人力資源完成，自來水廠整體自動化程度不容樂觀。

以宏觀角度而言，我國現(xiàn)階段的自來水廠其現(xiàn)狀主要是：自來水業(yè)的科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)較為落后，缺乏在供水技術(shù)領(lǐng)域的監(jiān)控管理崗位能力，人才少。很多自來水廠所使用的檢測儀器性能基礎(chǔ)較差，例如計量投加裝置，水池檢測儀器等諸多針對性的儀表儀器，并且我國的一些制造廠商所制造出的儀器質(zhì)量與國外相同種類的產(chǎn)品還存在很大的差距，不能滿足自來水廠的要求。當(dāng)前我國供水行業(yè)實行“保本微利”的保民生政策，致使再生產(chǎn)能力弱，因而經(jīng)濟的受制約性與自來水廠有限的資金儲備，除去極少的大型企業(yè)可以有能力進口一些國外的先進技術(shù)與設(shè)備，全方位的實現(xiàn)自來水水廠生產(chǎn)的自動化管理以外，國內(nèi)絕大多數(shù)的自來水廠因為資金能力薄弱，技術(shù)能力低下，無法引進國外先進技術(shù)，最終致使導(dǎo)監(jiān)控管理技術(shù)始終十分落后，管理辦法依然以人工管理為主，無法達到現(xiàn)代化自來水自動化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。另外，還有部分的水廠其自動管理監(jiān)控架構(gòu)并沒有按照地區(qū)與水廠的實際特點出發(fā)，而是單方面的全部照搬國外模式，即便投進了許多資金，但調(diào)控能力依然很弱，無法提升水廠的經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

針綜上所述，發(fā)展我國自來水行業(yè)的生產(chǎn)自動化應(yīng)當(dāng)按照自身所需，發(fā)展成為具備中國特色的發(fā)展路徑，在對國外的先進技術(shù)設(shè)備實施引入，汲取其經(jīng)驗的同時，也不可以“照單全收”，應(yīng)當(dāng)從我國國情出發(fā)。水廠始終以實用為出發(fā)點，在全面使用國產(chǎn)設(shè)備的前提上，關(guān)鍵要不斷加強水質(zhì)，減少設(shè)備運行費用，健全、改善相關(guān)的工藝設(shè)備，制作出為自身實際情況量身定做的監(jiān)控管理系統(tǒng)。

2 自來水廠生產(chǎn)自動化系統(tǒng)設(shè)計

常規(guī)意義上，可以按照設(shè)備的布點與功能執(zhí)行，將自動化系統(tǒng)分為幾個站點：中央站、取水站、加氯站、加藥站、沉淀池站、配電站、濾池的公共部分站、濾池站、送水站。

按照系統(tǒng)自身特點所設(shè)，其人機界面（Human Machine InteractionI）軟件使用美國通用公司與FANUC所合作的iFix組態(tài)軟件。而iFix軟件屬于全方位開放式的一組HMI軟件，并且能夠收集幾乎當(dāng)前市場中使用的主流控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，也可以向當(dāng)前市場上幾乎全部數(shù)據(jù)庫軟件提供數(shù)據(jù)支持，能夠完全滿足自由行的標(biāo)準(zhǔn)，哪怕未來水廠依然需要進一步完善，也不必擔(dān)心新型的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能和之前的系統(tǒng)完成信息通信，最終變?yōu)樾畔⒐聧u[1]。

無論是功能內(nèi)容解釋，數(shù)據(jù)流程，操作說明書， iFix軟件都能準(zhǔn)確的提供，擁有優(yōu)質(zhì)的可靠性與定時性特性，利用科學(xué)的開發(fā)環(huán)境，諸多工業(yè)技術(shù)使其擁有優(yōu)秀的可擴展性，在完成系統(tǒng)時，便愈加的便捷。大范圍的使用分布解決及多余技術(shù)，具備穩(wěn)定的可移植屬性，能夠擁有可擴展性能與聯(lián)網(wǎng)功能，方便系統(tǒng)的擴充與完成系統(tǒng)升級[2]。

PACSystem_Rx3i能夠支持當(dāng)前市面上的主流總線，權(quán)衡到工業(yè)現(xiàn)場較為繁雜的電磁條件，如電機與變頻器干擾源，在系統(tǒng)的設(shè)計中，自每個工段至每個遠程I/O站點中采取GENIUS（GE）功能總線實施信息通信。GENIUS總線屬于使用令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)進行傳輸?shù)目偩€，因此各個站點皆可以得到令牌，故而，不僅可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)器和遠程I/O站通信，還可以完成和控制器間的通信。并且，GENIUS是使用調(diào)頻傳輸機制的總線，信號傳輸辦法為三取二，其抵抗干擾源干擾的水平明顯優(yōu)于其它總線。

另外，PLC的選擇應(yīng)當(dāng)按照控制系統(tǒng)實際的設(shè)計流程與特點來進行選定，不可以盲目的追求高性能的數(shù)據(jù)指標(biāo)，必須能夠便利于工程控制系統(tǒng)構(gòu)建為完整體，更要按照PLC功能的擴展性能為出發(fā)點，來對PLC與設(shè)備進行設(shè)計。不同總類的PLC擁有不一樣的運算方式，在選型之時需要按照具體的實際情況，選擇運算功能最合的PLC。測試PLC的通訊能力，應(yīng)當(dāng)使PLC和其它設(shè)備實施通信，也可以把PLC置于自來水廠的控制網(wǎng)絡(luò)例，權(quán)衡PLC的聯(lián)網(wǎng)通信水平[3]。例如：接口方式，最大的接口數(shù)量，可運行的通信協(xié)議，通信距離與速度等。

3 結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，自動化的功能已經(jīng)逐漸涉及到了信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域、智能領(lǐng)域、以及管理控制一體化領(lǐng)域，自動化的發(fā)展極大地促進了我國當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展力度，進一步推動了自來水行業(yè)的步伐，特別小型的自來水廠，其科技能力的提高有目共睹。因此，自來水廠依然應(yīng)當(dāng)以自動化控制系統(tǒng)為主力方向發(fā)展，可以肯定的是，這也必然是我國水行業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的總趨勢。

參考文獻：

[1]白石.自來水泵站自動化控制探析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（20）：83.

第4篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】自動化生產(chǎn)線;改造;生產(chǎn)率;產(chǎn)品質(zhì)量;生產(chǎn)成本

1.自動化生產(chǎn)線簡介

自動化生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)。自動化生產(chǎn)線具有統(tǒng)一的自動化控制系統(tǒng)，嚴格的生產(chǎn)節(jié)湊，工作必須安照一定的生產(chǎn)節(jié)拍經(jīng)過各個工位完成預(yù)定加工。自動化生產(chǎn)線起源于流水生產(chǎn)線，性能卻遠遠超過流水生產(chǎn)線。它比流水生產(chǎn)線具有更嚴格的節(jié)湊，更高效的自動化控制，所以它的使用不但提高了勞動效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，而且具有改善工人勞動條件、降低能源消耗、節(jié)約材料等優(yōu)點[1]。

隨著社會的發(fā)展和人類的進步，自動化生產(chǎn)線也在不斷的改進與完善，尤其最近的一些年，微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、液壓與氣壓傳動技術(shù)、控制技術(shù)與機電一體化等技術(shù)的快速發(fā)展，給自動化生產(chǎn)線的改進和完善提供了有力的支撐。另一方面，人們對自動化生產(chǎn)線提出了更高的要求，如：提高質(zhì)量和效率，模具多樣化，便于生產(chǎn)過程監(jiān)控，收集與管理產(chǎn)品及機器參數(shù)，保證操作人員的人身安全等等。所以自動化生產(chǎn)線的改進與完善就成了迫切的需要。

目前的自動化生產(chǎn)線的改進多集中在以下幾個方面：機械技術(shù)、計算機技術(shù)、接口技術(shù)、傳感技術(shù)，生產(chǎn)線平衡技術(shù)，驅(qū)動技術(shù)，傳動技術(shù)。本文重點介紹計算機技術(shù)、機器人技術(shù)、機械手和液壓系統(tǒng)四個方面技術(shù)的引進對自動化生產(chǎn)線改進以及這些改進所帶來的影響。

2.自動化生產(chǎn)線改進與完善

雖然由于產(chǎn)品的不同，導(dǎo)致各種類型的生產(chǎn)線出現(xiàn)，它們形狀和大小千差萬別，但是我們根據(jù)它的功能與結(jié)構(gòu)的不同，可以大致把自動化生產(chǎn)線分為五個部分：機械本體、檢測部分、信息處理系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)和借口部分。而不管哪一類型的自動化生產(chǎn)線都必須具備以下四種基本功能：運轉(zhuǎn)功能、檢測功能、控制功能和驅(qū)動功能。一般來說，運轉(zhuǎn)功能由動力源（如電能帶動的電機、柴油機的機械能）來提供；檢測功能主要有各種傳感器（如位置傳感器、直線位移傳感器、角位移傳感器）來完成，這些傳感器負責(zé)收集各個部分的信息，如溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)信息；控制功能是指由微型計算機、可編程控制器、PLC單片機等電子裝置來完成，它們通過對各個位置傳感器檢測出來的信號進行存儲、運輸、運算、變換等處理，再用相應(yīng)的接口電路對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出命令，完成規(guī)定的動作；驅(qū)動部分則是通過電機、液壓缸、氣壓缸、機械手、電磁閥甚至機器人等執(zhí)行機構(gòu)玩成。即自動化生產(chǎn)線的改造是利用微型計算機、工控機、可編程控制器（PLC）、觸摸屏、變頻器、伺服電機等產(chǎn)品，采用更先進的控制技術(shù)、變頻技術(shù)等等，對手動、半自動化、自動化設(shè)備的更新改造和同步方式的改進。

2.1自動化生產(chǎn)線控制部分的改進以及它對工業(yè)生產(chǎn)的影響

自動化生產(chǎn)線的控制部分大多采用微型計算機系統(tǒng)，而隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)的大量各種特殊功能微型計算機，它具有體積小，可以儲存、處理部分信息，通過電信號控制部分機械執(zhí)行動作的特點。現(xiàn)代常用的這種的微型計算機有PLC控制器，單片機、工控機等。

PLC控制器多用于下面幾種情況：一是開關(guān)較多（一般在十個以上）的情況，在這種情況下，用PLC進行虛擬門電路實現(xiàn)各個開關(guān)的控制，具有簡單、快捷、穩(wěn)定的特點，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢；也可用于經(jīng)常更新或擴充功能的場合，在這種情況下，PLC具有成本低、占用空間小、操作簡單的優(yōu)勢[2]。

單片機一般用于要求控制體積小或成本低的場合，它還具有抗干擾性能強，穩(wěn)定性高的特點，但不能更新，從使用者的角度看，它又適用于操作者素質(zhì)較低的場合，它操作簡單，可使用按鍵操作。

工控機功能特別強大，價格也較為昂貴。它具有顯示、記錄、傳輸、監(jiān)控、組態(tài)等功能，適用于控制功能發(fā)雜，要求較多，經(jīng)常更新和擴充功能，并且周期長、投資大的情況。它需要操作者具有一定的微機基礎(chǔ)。

我們通過各種微型機的合理選用，不僅把自動化生產(chǎn)線各個部分連接為一個有機的整體，可以說控制部分的改進是整條自動化生產(chǎn)線改進的“大腦”，而且它的進一步改進意味著我們有更高的效率和更低的成本，所以說控制部分的改進與完善是自動化生產(chǎn)線改進的“靈魂”，是我們未來發(fā)展的方向。

2.2機械手對自動化生產(chǎn)線驅(qū)動部分的改進以及它對工業(yè)生產(chǎn)的影響

機械手顧名思義就是用機械來模仿人手和手臂的某些動作（如抓取、搬運、操作工具等），來代替人進行某些繁重勞動，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化與自動化。它能在有害的環(huán)境下進行工作，替代人類以達到保護人身安全的目的。

工業(yè)機械手由手臂和手部組成。手部主要用來抓持工件或工具，可按照被抓物體的尺寸、重量、形狀、材料等要求的不同設(shè)計不同的機構(gòu)，按照作用力的不同類型可分為吸附型、夾持型、托持型等機構(gòu)。手臂則是通過各種不同的動作（如擺動、移動或復(fù)合運動），來改變被抓物體的位置或姿勢。為了能實現(xiàn)可以抓取空間中的任意物體，機械手最多有6個自由度（機械手伸縮、升降、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式稱為機械手的自由度，一般自由度越多，其運動越自由，應(yīng)用范圍越廣，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜），一般機械手有2個自由度。

機械手的改進與完善，一方面實現(xiàn)的生產(chǎn)線的高度自動化，另一方面大大減少了工作人員以及工作人員的勞動強度。另外，由于人為因素的減少，大大減少了人為錯誤的出現(xiàn)，不僅提高了質(zhì)量，而且增強了工作的連續(xù)性和持久性，同時還方便對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄和實時控制。機械手改進的可以說是自動化生產(chǎn)線改進和完善必不可少的重要組成部分。

2.3液壓系統(tǒng)對自動化生產(chǎn)線的改進以及對工業(yè)生產(chǎn)的影響

液壓系統(tǒng)主要用于材料以及半成品的運輸和各個部分執(zhí)行信號的傳遞。液壓系統(tǒng)主要由液壓缸和相應(yīng)的控制閥組成，一般用氣體進行控制信號的傳遞，液壓進行執(zhí)行部分的動作，有時候也可以用電磁閥對執(zhí)行液壓缸進行控制，使其達到規(guī)定的動作。

隨著科技的進步，液壓與系統(tǒng)所能達到的壓強越來越大，所能執(zhí)行動作的能力越來越強，它對自動化生產(chǎn)線越來越重要，液壓系統(tǒng)設(shè)計的好壞已經(jīng)成為衡量一條自動化生產(chǎn)線優(yōu)秀與否的標(biāo)準(zhǔn)。

3.結(jié)論和期望

自動化生產(chǎn)線的改進與完善不僅減輕了企業(yè)對人力資源的需求，降低了人力成本，還提高了生產(chǎn)效率，減少了對材料的浪費，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，使我們的生產(chǎn)大大減輕了對人為因素的依賴，給現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)帶來了翻天覆地的變化，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機技術(shù)、液壓技術(shù)、機械手以及機器人技術(shù)不斷進步，以這些技術(shù)為依靠的自動化生產(chǎn)線改進與完善將會出現(xiàn)“百花齊放”的局面，甚至在不遠的將會出現(xiàn)完全由機器替代人的自動化生產(chǎn)線出現(xiàn)。我相信將來自動化流水線會形成一個獨立完善的工業(yè)體系，給我們的工業(yè)生產(chǎn)帶來效率高、連續(xù)性好、故障率低的完美生產(chǎn)線。而與此同時，自動化生產(chǎn)線的思想觀念將更加深入地走進我們的生活，使我們的生產(chǎn)生活變得豐富多彩?！科]

【參考文獻】

第5篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】 生產(chǎn)線 實訓(xùn) 教學(xué)

《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》是工科類高等職業(yè)院校一門重要的、實踐性很強的專業(yè)課程，要求學(xué)生不但能夠很好的掌握自動化生產(chǎn)線的理論知識，（包括硬件結(jié)構(gòu)，各元器件的作用，氣動回路的構(gòu)成，氣缸的結(jié)構(gòu)、工作原理），而且能夠熟練的利用編程軟件對plc進行現(xiàn)場編程，對設(shè)備進行聯(lián)機調(diào)試，在設(shè)備運行過程中能夠自主并且快速的確定并排除故障。目前隨著我國自動化生產(chǎn)線的不斷發(fā)展和完善，大中型企業(yè)在生產(chǎn)中使用生產(chǎn)線的比例不斷提高，所需要的人工操作崗位越來越少，也就是說所需要的熟練操作工人數(shù)量在不斷減少，柔性自動化設(shè)備的操作和維護人員的比例在不斷的提高，這就需要培養(yǎng)出理論和實際操作能力都很強的高素質(zhì)技能型人才，而高等職業(yè)教育的特點是既重視講授理論知識，又突出實踐操作技能的訓(xùn)練，以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才為目標(biāo)。實踐操作訓(xùn)練主要形式是實驗實訓(xùn)教學(xué)。從2003年評估開始，很多高職院校都陸續(xù)建立了自動化生產(chǎn)線實驗室，花費巨資購置了自動化生產(chǎn)線實驗實訓(xùn)設(shè)備。但通過這幾年的調(diào)研和教學(xué)發(fā)現(xiàn)，在實現(xiàn)實驗教學(xué)計劃及教學(xué)實施過程中存在一些問題：

1、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不足

《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程的實踐環(huán)節(jié)主要包括相關(guān)實驗和實習(xí)，但目前很多院校因為設(shè)備、場地、課時分配等原因不能保證足夠的實踐教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計劃都過于“理論化”，沒有突出課程“實踐性”和“應(yīng)用性”的教學(xué)特點，不利于實現(xiàn)本課程在高職院校中的教學(xué)目標(biāo)。

2、實驗設(shè)備不夠

目前各院校都加強了實驗室建設(shè)，購買大量的實驗設(shè)備，但隨著各院校招生規(guī)模的擴大及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的加強，需要的實驗設(shè)備缺口很大，而一臺實驗設(shè)備動輒幾十萬，大部分高職院校由于經(jīng)費有限，購置的生產(chǎn)線設(shè)備仍不能滿足教學(xué)需求，有的學(xué)校甚至沒有相關(guān)的實驗設(shè)備。

3、實驗設(shè)備不合適

很多院校購置了生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的成品實驗裝置，而這些設(shè)備往往和實際教學(xué)脫節(jié)，有的設(shè)備功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，只能進行“簡單驗證式”和“非真實器件模擬”的實驗，不能使學(xué)生深刻理解生產(chǎn)線的工作原理，全面了解真實的控制過程，不能實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后“零距離上崗”的最終目標(biāo)。

4、實驗教學(xué)方式的呆板及滯后

在一些學(xué)校至今仍沿用老師編好詳盡的實驗指導(dǎo)書，講固定的程序，缺乏多模式多層次的實驗教學(xué)方法，而學(xué)生“依葫蘆畫瓢”，學(xué)生只需要進行簡單的程序輸入就可以完成實驗，不能達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力的目的。

因此，我們急需設(shè)計一種綜合性強，價格低廉，能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，在同行業(yè)中各項技術(shù)和指標(biāo)都比較先進，既能做各種模擬演示實驗又能展示工廠實際生產(chǎn)過程的自動化生產(chǎn)線綜合實驗臺。同時結(jié)合我們的實驗臺，要調(diào)整實踐和理論課時的比例，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，調(diào)整實驗內(nèi)容，使其能更好的完成對于高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

在我國，高等職業(yè)教育規(guī)模已經(jīng)很大，高職院校有1000多所，大部分院校由于教學(xué)經(jīng)費問題，不能及時的更換或者購買最新的實驗設(shè)備，導(dǎo)致教學(xué)實驗臺和工廠實際的生產(chǎn)線存在著不小的差距，從而直接影響到高職學(xué)生的就業(yè)和擇業(yè)，而本課題將研究設(shè)計一種自動化生產(chǎn)線實驗平臺，達到以下目標(biāo)：

（1）具有綜合性和真實性：既能做自動化生產(chǎn)線真實過程的展示實驗，又能做plc一般演示實驗，能解決高職院校實驗設(shè)備不合適的問題。

（2）具有可開發(fā)性：可以根據(jù)實驗情況，引出plc的i/o插口，為平臺開發(fā)出其他實驗，由學(xué)生自己動手，設(shè)計實驗項目，調(diào)動學(xué)生自我能動性，進行設(shè)計開發(fā)，可以解決實驗教學(xué)方式呆板落后的問題。

（3）能真實展現(xiàn)自動化生產(chǎn)線工作的實際過程，同時學(xué)生可以自主設(shè)計設(shè)備動作過程和動作順序，通過動作過程和動作順序，自主設(shè)計出相應(yīng)的控制程序，以提高學(xué)生的動手能力和plc編程能力；

（4）在進行實驗擴展時，能夠改變工件的加工順序，調(diào)整工件的加工速度，可以隨時對所需模塊進行組裝，并且出現(xiàn)故障后能夠及時報警。

（5）學(xué)生通過這款實驗

進行實驗和實訓(xùn)，可以提高學(xué)生對模塊式生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)、工作原理的了解，熟練掌握生產(chǎn)線的工作過程，對每個環(huán)節(jié)的工作原理有全面的理解，通過自己動手拆解、安裝生產(chǎn)線，了解各個生產(chǎn)單元之間的聯(lián)系，同時，掌握各個環(huán)節(jié)的基本工作原理，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。讓學(xué)生到工作崗位后就能夠很快熟悉工廠的自動化生產(chǎn)設(shè)備，并能夠進行簡單的維護和維修，真正意義上實現(xiàn)“零對接”。

（6）具有較高的性價比：目前在高等職業(yè)院校，引進的自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)平臺，功能都比較單一，操作性不強，而且每條生產(chǎn)線的購置費用都在幾十萬，因此就限制了引進的數(shù)量，而這款試驗臺的制造成本控制在兩萬元以下，能解決高職院校教學(xué)經(jīng)費不足的問題，實驗設(shè)備不夠的問題，為加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供物質(zhì)前提。

（7）作為教學(xué)實驗系統(tǒng)，實驗時的安全性和方便性是非常重要的，本實驗臺采用金屬全封閉結(jié)構(gòu)，有良好的防觸電性。實驗導(dǎo)線采用kt4abd52型帶保護套的簧圈式迭插頭，和與之配套kt4a52護套插座，具有良好的防觸電性，實驗時，采用插入式接線，即安全又方便。

（8）目前高等職業(yè)院校中所使用的生產(chǎn)線都是由廠家直接研制、安裝和調(diào)試的，在設(shè)備運行一段時間后出現(xiàn)的問題，必須要由廠家來維修，而一旦過了保修范圍，那么，必須要向廠家支付維修費用，而我們這款新型生產(chǎn)線完全采用模塊式結(jié)構(gòu)，在使用過程中，如果某個部件出現(xiàn)問題，可以由實驗室管理人員將某個部件拆下，換上新的模塊即可，大大減少了維護時間、降低了維護費用，為大面積普及打下了堅實的基礎(chǔ)。

從自動化生產(chǎn)線實驗教學(xué)的大綱要求，設(shè)備概況的調(diào)查分析，可以歸納出：實驗教學(xué)中需要的是一臺具有綜合性（既能做plc一般演示性實驗，又能做真實過程展示實驗；能體現(xiàn)plc控制系統(tǒng)的組成、工作原理；包含各種常見設(shè)備，能進行程序的輸入、調(diào)試、設(shè)計；能反映出各種控制過程）形象性（各種設(shè)備要盡量接近生產(chǎn)實際，反映工作崗位中要遇到的情形）可開發(fā)性的實驗臺。

參考文獻

[1] 李斯興 加強技能素質(zhì)培訓(xùn) 培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性人才。職教縱橫，2001

第6篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

關(guān)鍵詞 自動化生產(chǎn)線 仿真軟件 界面設(shè)計

中圖分類號：TP391.9 文獻標(biāo)識碼：A

我校機電設(shè)備維修與管理專業(yè)有一門重要課程，這就是自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程中的仿真實訓(xùn)軟件開發(fā)包含可編程控制技能實訓(xùn)仿真、電路接線仿真功能，和自主學(xué)習(xí)搭建線路功能。為了學(xué)習(xí)者能在一個互動友發(fā)的界面上學(xué)習(xí)，并能根據(jù)已有圖表資料能進行自主學(xué)習(xí)的要求，能讓操作者在計算機上模擬完成各站的電氣線路設(shè)計和控制程序的編程，但這些內(nèi)容的選擇和使用都需要一個窗口和仿問界面。因此本仿真軟件還應(yīng)滿足以下界面設(shè)計要求。

為了使操作者或?qū)W習(xí)者方便進入這個區(qū)域?qū)W習(xí)和使用這個仿真實訓(xùn)軟件以達到操作簡單明了，清晰可見。著重于提示信息要詳細、準(zhǔn)確、恰當(dāng)，便于靈活掌握應(yīng)用。軟件界面應(yīng)布局合理，顏色得當(dāng)、菜單按鈕規(guī)范、用語簡單明了、畫面美觀。仿真實訓(xùn)軟件可調(diào)整訓(xùn)練進度，能及時反饋學(xué)生的操作、自測情況。

1 軟件組成與設(shè)計

自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程的仿真軟件的開發(fā)平臺主要是在C語言為基礎(chǔ)進行開發(fā)設(shè)計的，我們在機電仿真控制平臺上共享其數(shù)據(jù)庫。主要做開發(fā)自已工作站的三維模型，并建設(shè)電路控制庫和程序代碼，導(dǎo)入其控件中。為了能在我們的仿真軟件開發(fā)和設(shè)計中能較好實現(xiàn)以上資源的共享和調(diào)用，我們從其設(shè)計結(jié)構(gòu)四個層面來撰述：

（1）界面表示層：負責(zé)處理用戶與應(yīng)用程序之間的交互過程：它可以是一般的終端設(shè)備、桌面應(yīng)用程序。

（2）電路設(shè)計層：定義了用戶界面要顯示的內(nèi)容，并根據(jù)所支持的是庫中已有電路。對于相應(yīng)的用戶要求可以進行二次制作導(dǎo)入相應(yīng)的庫中，其各級控制邏輯層會以用戶的要求來定義。

（3）程序設(shè)計層：提供應(yīng)用系統(tǒng)需要的其它功能，如：消息傳送、工件調(diào)取、工件顏色的選擇支持所需要程序。

（4）數(shù)據(jù)庫層：存放用戶應(yīng)用電路模型圖和控制程序數(shù)據(jù)和各種可共享模塊。

為實現(xiàn)實時三維控制的性能和各層次結(jié)構(gòu)的控制要求，首先要考慮的是框架如何分層、各層包含何種組件或?qū)ο蟆⒉煌瑢哟沃畬訉ο笕绾瓮ㄐ拧?/p>

在實際應(yīng)用中，也可以將邏輯層再分為若干組件集，每一個組件集完成一個相當(dāng)小的小電路功能，用戶界面層通常需要連接若干個組件集來完成一個單獨的邏輯塊后可以組合成新的控制電路模塊。組件集之間也可以相互調(diào)用。本論文的框架圖如圖1所示，分為界面表示層、電路設(shè)計層、程序設(shè)計層和數(shù)據(jù)庫四層。

2 軟件的模型設(shè)計

仿真自動線教學(xué)是實際自動線控制過程在計算機上的本質(zhì)實現(xiàn)，其系統(tǒng)模型主要有自動線教學(xué)設(shè)備硬件（或物理）部分和軟件部分組成。硬件部分由自動線運動部件、控制電路零件、執(zhí)行器等構(gòu)成，軟件部分則由電氣控制線路、PLC控制程序和機電仿真控制平臺構(gòu)成。自動線中機械手是一套自動化設(shè)備接受指令的過程。對仿真自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)模型的建立是仿真實訓(xùn)的關(guān)鍵技術(shù)。為此我們要對相關(guān)模型進行分析設(shè)計，制定出相關(guān)數(shù)據(jù)表，按一定規(guī)律導(dǎo)入控件中。

2.1 三層模型

三層模型是一種“界面模型+電路庫+ 程序庫”的邏輯分層模型，界面模型：通過調(diào)用控制邏輯層代碼來獲取所需要的數(shù)據(jù)，按照控制電路的運行要求適當(dāng)?shù)耐ㄟ^用戶界面的三維動畫顯示出來。當(dāng)應(yīng)用程序被修改時，只要對表示層提供的接口不變，就不需要更新每個工作站的用戶界面程序，在運行效率和可維護性上遠遠高于靜態(tài)圖分析，如圖2所示。

另外要說明的是，對于不同生產(chǎn)線可以用不同三維模型界面表示出業(yè)，前題是設(shè)計好相應(yīng)的模型。通過相應(yīng)的電路庫和程序庫調(diào)用，這也更加方便于教學(xué)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理和網(wǎng)絡(luò)化實訓(xùn)服務(wù)，對于教學(xué)中不同的生產(chǎn)線中有可擴展性和靈活性。

3 登錄界面的設(shè)計

由于我們是在一個已有平臺研究，有許多已知的元器件我們可以直接調(diào)用。但我們研究的自動生線是一個相對復(fù)雜、元器件比較較多并且型號多。為此我們要有所選擇的進行主菜單設(shè)計，方便于教學(xué)中調(diào)取使用。具體登錄界面如圖3所示自動化生產(chǎn)線仿真軟件登錄界面。

以上是仿真軟件登錄界面的設(shè)計和開發(fā)過程，模型的設(shè)計和選擇更多是要到實地現(xiàn)場觀察設(shè)備和運行過程。其他各站設(shè)計將在后續(xù)整理后和大家一起分享。

第7篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機器人；數(shù)控；拋丸機；自動化生產(chǎn)線

隨著計算機技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展，拋丸機的控制水平逐漸提高，為拋丸自動化生產(chǎn)線的出現(xiàn)提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。徐雙文等針對拋丸的工藝流程，構(gòu)建了基于PLC的拋丸自動控制系統(tǒng)。維爾貝萊特集團的Balan Kumar實現(xiàn)了機械手式拋丸機對汽車缸體、缸蓋等部件進行拋丸處理。李偉光等利用PLC和觸摸屏進行軟硬件設(shè)計，實現(xiàn)DVD盒自動化生產(chǎn)，實現(xiàn)了DVD盒自動化生產(chǎn)線。拋丸作為企業(yè)中表面處理的重要工序，實現(xiàn)其自動化，特別是實現(xiàn)基于機器人的自動化拋丸清理生產(chǎn)線顯得尤為有意義。

為了提高拋丸生產(chǎn)線的自動化水平，提高工作效率，改善生產(chǎn)環(huán)境，本文利用開放式數(shù)控結(jié)構(gòu)的機器人和機械手系統(tǒng)，并結(jié)合傳統(tǒng)拋丸機的工作特點，并對其進行改造，以適應(yīng)自動化生產(chǎn)的需要。構(gòu)建了由管理層、控制層、設(shè)備層三層控制的自動化拋丸生產(chǎn)線，通過機械手和機器人配合完成上料和落料，實現(xiàn)了拋丸生產(chǎn)線的自動化。

1.拋丸自動化生產(chǎn)線整體介紹

1.1.傳統(tǒng)拋丸生產(chǎn)線流程介紹

傳統(tǒng)拋丸生產(chǎn)線的主要部件就是拋丸機，由工人把工件放置在拋丸機傳送帶上，拋丸機傳送帶帶動工件前行進入拋丸室完成拋丸工序，然后再由工人將處理好的工件取走。整個過程需要人工照看，效率不高。

1.2.基于機器人的拋丸生產(chǎn)線的介紹

受拋丸機的尺寸、體積等的限制，只靠機器人無法完成待拋丸工件的上料和落料過程。所以，本文構(gòu)建的基于機器人的拋丸機生產(chǎn)線由機器人，機械手，拋丸機以及輔助上料和落料的單元構(gòu)成。在控制系統(tǒng)的控制下，機器人從工件槽中抓取待拋丸工件，與機械手交換放入傳送帶，進入拋丸室進行拋丸處理后，再由機器人抓取放入成品槽。整個過程中，機械手要完成的工作有：與機器人交接，把工件放入上料槽，然后等待與機器人的下次交接。上料單元主要負責(zé)工件的擺放，保證待拋丸工件能以正確的方式進入拋丸室。落料單元主要負責(zé)將成品工件擺放整齊，定位，以便于機器人抓取。

2.基于機器人的拋丸機自動化生產(chǎn)線的構(gòu)建

基于開放式數(shù)控機器人，本文構(gòu)建了基于機器人的拋丸機自動化生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線由進行拋丸自動化生產(chǎn)的信息化管理層，負責(zé)拋丸過程機械手和機器人控制的控制層以及機械手本體、機器人本體和拋丸機本體構(gòu)成的設(shè)備層組建。示意圖如下：

2.1.管理層結(jié)構(gòu)

拋丸生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)主要分為五個模塊：訂單模塊、統(tǒng)計模塊、監(jiān)控模塊、工藝模塊、人員信息。各系統(tǒng)分別負責(zé)完成拋丸訂單的處理、拋丸生產(chǎn)數(shù)量的統(tǒng)計、拋丸生產(chǎn)過程的監(jiān)控、工藝管理以及拋丸操作人員信息等。

2.2.控制層結(jié)構(gòu)

控制層是整個系統(tǒng)的核心，完成機械手與機器人的控制。控制層由決策控制

系統(tǒng)、機械手控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)三部分組成。其中決策控制系統(tǒng)主要負責(zé)拋丸的上料、落料過程控制、上料單元、落料單元的控制。機械手控制系統(tǒng)負責(zé)完成與機器人之間的交換操作的完成。機器人控制系統(tǒng)負責(zé)完成工件的夾取、交換等工作。后兩者都要收到?jīng)Q策控制系統(tǒng)的控制。

基于高性能的PLC的決策控制系統(tǒng)可以通過觸摸屏與主控電腦實現(xiàn)信息的交互操作，基于CC-Link通信協(xié)議則有利于系統(tǒng)的擴展，提高系統(tǒng)地兼容性。

機器人控制系統(tǒng)通過串口與決策層控制系統(tǒng)信息交互。采用主控電腦加控制卡的結(jié)構(gòu)，控制卡控制機器人，實現(xiàn)機器人夾取和交換動作的完成。

機械手控制系統(tǒng)通過CC-Link與決策層控制系統(tǒng)實現(xiàn)信息交互。根據(jù)決策層的指令完成工件的交換和上料。

2.3.設(shè)備層的設(shè)計

設(shè)備層主要包含機械手、機器人和拋丸機。他們在決策控制系統(tǒng)、機械手控制系統(tǒng)和機器人控制系統(tǒng)的控制下完成整個生產(chǎn)線的上料、加工、落料過程。

該拋丸生產(chǎn)線的機器人的結(jié)構(gòu)主要包括氣爪、指關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、小臂、大臂、小臂連桿、小臂驅(qū)動桿、腰部、底座等。

機械手的構(gòu)造包括氣爪、絲桿、連軸器，伺服電機、導(dǎo)軌、底座等部件。

為了適應(yīng)需要，我們需要在原有拋丸機的基礎(chǔ)上，進行適應(yīng)性改造，增加包括上料單元和落料單元。

上料單元由擋板、圍框、推板和上料槽組成。機械手在控制系統(tǒng)的控制下，將待拋丸工件放入上料槽，工件經(jīng)過上料槽落入圍框，在傳送帶的帶動下，工件貼住擋板。然后在機械手控制系統(tǒng)的控制下，由擋板推動代加工工件到固定位置，再打開擋板，在傳送帶帶動下進入拋丸室加工。

落料單元包括工件排序部分、工件修整部分、工件檢測等部分構(gòu)成。其中排序部分每次只允許一個待加工工件進入修整部分，在修整部分的作用下調(diào)整好工件位置，然后進入工件檢測部分，由決策控制系統(tǒng)通過紅外感應(yīng)器檢查工件位置情況，并指揮機器人夾取完成的工件。

結(jié)束語：

通過決策控制系統(tǒng)后，啟動機器人和機械手，完成準(zhǔn)備工作。然后由主控電腦控制整個生產(chǎn)線的運行。決策單元根據(jù)生產(chǎn)線狀態(tài)，控制機器人夾取工件，并于機械手交換。交換完后，機械手根據(jù)流程上料，機器人回歸等待。等候決策控制系統(tǒng)的下一個指令，到落料單元夾取加工完成的工件，放入適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

參考文獻

[1]徐雙文，魏世川.自動控制技術(shù)在拋丸機中應(yīng)用[J].一重技術(shù)，2006（02）

第8篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機電一體化；能力培養(yǎng)；思考

隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟建設(shè)所起到的促進作用越來越明顯，受到了國家的重視。國家科委綜合局組織的《我國機電一體化發(fā)展途徑與對策》中，根據(jù)社會需要、投資效益和現(xiàn)有基礎(chǔ)等條件，提出優(yōu)先發(fā)展15 個領(lǐng)域中的機電一體化產(chǎn)品，如數(shù)控機床及其他機械制造工藝設(shè)備、電子化量具量儀、工業(yè)自動化控制儀表、中小型電機與電氣傳動控制裝置。由此可見，我國經(jīng)濟社會的發(fā)展急需大量具備機電一體化專業(yè)職業(yè)能力的人才，因而高職機電一體化專業(yè)職業(yè)能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。對高職機電一體化專業(yè)的學(xué)生進行職業(yè)能力培養(yǎng)，首先需要一個完善的方案。本文試圖為高職機電一體化專業(yè)職業(yè)能力培養(yǎng)設(shè)計方案，以期為機電一體化專業(yè)人才的培養(yǎng)提供借鑒。筆者所設(shè)計的高職機電一體化專業(yè)職業(yè)能力培養(yǎng)方案如下：

第一，根據(jù)社會需求確定培養(yǎng)方向。首先對學(xué)生就業(yè)企業(yè)、校外實習(xí)基地以及其他企業(yè)開展專題調(diào)研活動，大量搜集這些企業(yè)對人才能力的具體要求的相關(guān)資料，并組織教師對調(diào)研情況進行分析。通過調(diào)研可知，我國現(xiàn)代企業(yè)自動化程度不斷提高，對生產(chǎn)自動化的依賴也越來越高，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和學(xué)生就業(yè)企業(yè)急需大量的自動化生產(chǎn)線技師。因此，高職院?？蓪C電一體化專業(yè)所對應(yīng)的崗位群定位于企業(yè)的自動化生產(chǎn)線技師。

第二，根據(jù)崗位群確定能力模塊。

通過對企業(yè)和行業(yè)的調(diào)研與分析，自動化生產(chǎn)線技師應(yīng)具備由自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)構(gòu)建、自動化生產(chǎn)線操控、自動化生產(chǎn)線維護的能力，從而構(gòu)成了機電一體化專業(yè)的專業(yè)能力模塊；同時還應(yīng)具備相應(yīng)的社會能力和方法能力。專業(yè)能力是生存基礎(chǔ)，如電工基本技能；社會能力是生存平臺，如對祖國的忠誠和團隊合作等；方法能力是生存發(fā)展的核心，如學(xué)習(xí)方法。社會和科學(xué)技術(shù)在不斷進步和發(fā)展，要跟上社會的變化，就需要不斷地學(xué)習(xí)。

第三，根據(jù)專業(yè)能力確定工作任務(wù)和工作領(lǐng)域。根據(jù)上述專業(yè)能力，自動化生產(chǎn)線技師在工作中的基本任務(wù)是系統(tǒng)構(gòu)建、系統(tǒng)操控和系統(tǒng)維護。自動化生產(chǎn)技師專業(yè)能力對應(yīng)的工作領(lǐng)域：

系統(tǒng)構(gòu)建，包括機械本體選擇、傳動系統(tǒng)設(shè)計、檢測系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)選擇；系統(tǒng)操控，包括PLC 編程與調(diào)試、單片機編程與調(diào)試和工藝流程的編制；系統(tǒng)維護，包括檢測系統(tǒng)維護、控制系統(tǒng)維護和執(zhí)行機構(gòu)維護。

第四，根據(jù)工作任務(wù)確定工作能力要求。自動化生產(chǎn)線技師的工作能力要求包括金屬材料選用、機械本體構(gòu)成、傳動方案選用、傳感器選用、檢測方案設(shè)計、繼接控制設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)選用、系統(tǒng)集成方案設(shè)計、系統(tǒng)評價、PLC 編程與調(diào)試、單片機編程與調(diào)試和維護方案制定等。

第五，根據(jù)工作能力要求確定專業(yè)核心能力。自動化生產(chǎn)線技師的專業(yè)核心能力應(yīng)包括PLC 控制系統(tǒng)、單片機控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)控制和系統(tǒng)集成等。

第六，根據(jù)專業(yè)能力要求確定專業(yè)能力樹。

第七，根據(jù)行動領(lǐng)域確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域和學(xué)習(xí)情境。學(xué)習(xí)領(lǐng)域包括機械本體、執(zhí)行機構(gòu)、檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)情境為機械本體，包括機械識圖能力、金屬材料選用、機械裝配、機械本體構(gòu)成、機械傳動和機械加工工藝流程；執(zhí)行機構(gòu)包括電機選用、液壓系統(tǒng)構(gòu)建、傳動系統(tǒng)組建和氣動系統(tǒng)構(gòu)建等；檢測機構(gòu)包括傳感器選用、儀表選用和自動檢測系統(tǒng)構(gòu)建等；控制系統(tǒng)包括繼接控制系統(tǒng)構(gòu)建、PLC 控制系統(tǒng)構(gòu)建、單片機系統(tǒng)、系統(tǒng)集成和系統(tǒng)調(diào)試等。

第八，根據(jù)學(xué)習(xí)情境確定教學(xué)模塊。

第九，根據(jù)課程知識點、技能點確定學(xué)生課程學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。課程學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)使學(xué)生能夠有目的地進行學(xué)習(xí)，并可用來自檢學(xué)習(xí)情況。課程學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)包括知識點、技能點和評價方式等內(nèi)容。

第十，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)確定學(xué)習(xí)情境實施方案。實施方案包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)、能力點、教學(xué)方法、實施條件、學(xué)生知識要求、教師能力要求和考核評價等內(nèi)容。

第十一，根據(jù)學(xué)習(xí)情境實施方案確定教學(xué)實施計劃。教學(xué)實施計劃包括計劃學(xué)時、能力點、教學(xué)方法設(shè)計和評價方式等內(nèi)容。

第十二，教學(xué)團隊建設(shè)。教學(xué)團隊是針對某一教學(xué)領(lǐng)域建設(shè)起來的，是解決該領(lǐng)域中所有知識和技能的團隊。因此，同一團隊中的教師往往來自不同專業(yè)，同一專業(yè)可能會有很多個團隊在開展工作，同一個教師可能在很多個團隊中負責(zé)一定的工作任務(wù)。高職機電一體化專業(yè)團隊主要包括機械加工團隊、電氣控制團隊、自動控制團隊、系統(tǒng)集成團隊、工控機團隊、職業(yè)指導(dǎo)團隊、教學(xué)服務(wù)團隊。對這些教學(xué)團隊進行建設(shè)，有利于培養(yǎng)高職機電一體化專業(yè)學(xué)生的職業(yè)能力。

第十三，教與學(xué)過程監(jiān)控。教與學(xué)過程監(jiān)控包括教師教學(xué)過程監(jiān)控和學(xué)生學(xué)習(xí)過程監(jiān)控。教師教學(xué)過程監(jiān)控主要監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)要求及完成情況分析、教學(xué)手段、學(xué)生掌握情況、問題分析及解決措施、教學(xué)建議和出勤情況說明等內(nèi)容；學(xué)生學(xué)習(xí)過程監(jiān)控主要監(jiān)控出勤、教學(xué)內(nèi)容、掌握情況、問題原因分析和教學(xué)要求等內(nèi)容。

第9篇：自動化生產(chǎn)線設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】PLC型DCS控制系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng) 自動化生產(chǎn)線

DCS控制系統(tǒng)，即為集散控制系統(tǒng)，其主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)效率。DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用，最早起于上世紀(jì)中期，等進入上世紀(jì)后期之后，其已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的控制系統(tǒng)。而PLC指的是可編程控制器，其自上世紀(jì)九十年代開始便于DCS控制系統(tǒng)進行了有效融合，形成了PLC型DCS控制系統(tǒng)，其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅實現(xiàn)了系統(tǒng)控制和生產(chǎn)的高效性，更成為工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域的領(lǐng)航者，一直主導(dǎo)著該領(lǐng)域的發(fā)展。

1 電子控制系統(tǒng)的整體設(shè)計

單回路微機控制系統(tǒng)是整個DCS控制系統(tǒng)中最主要的組成部分，通過該系統(tǒng)，可以對通訊、過程控制、計算機以及CRT顯示技術(shù)等進行有效融合，使其集中在同一個系統(tǒng)中進行集中控制。同時，在微機控制系統(tǒng)中，通過分層和分級的方式，還能夠?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)控制的分級管理，有效解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中存在的計算機控制危險，降低了人機之間聯(lián)系的難度。與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)相比，DCS控制系統(tǒng)不僅能夠有效提高自身的控制和生產(chǎn)效率，還具有比較高的安全性和可靠性，因此，其一經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中進行使用，便成為控制領(lǐng)域的代表，并一直主導(dǎo)著該領(lǐng)域的發(fā)展。

PLC可編程控制器所具有的最大優(yōu)勢便是速度快、控制靈活，而這兩點，恰恰是傳統(tǒng)控制器所欠缺的，因此，其一經(jīng)問世，便迅速替代了傳統(tǒng)的機械觸點繼電器。與機械觸點繼電器相比，PLC不僅因為其自身直接與計算機相連，依靠電磁傳感，大大節(jié)省了了傳感系統(tǒng)的返回時間系數(shù)，還因為避免了依靠穩(wěn)定性不強的導(dǎo)線進行連接，而擁有更高的穩(wěn)定性。除此之外，PLC由于其自身便能夠進行編程，可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)以及系統(tǒng)控制需要靈活的進行調(diào)整，大大方便了對系統(tǒng)進行調(diào)整和控制的靈活性，在提高穩(wěn)定性的同時，也進一步提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。因此，當(dāng)其與DCS控制系統(tǒng)進行有效結(jié)合之后，便開創(chuàng)了自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)的新時代，一直未能被取代。

本文中作為例子進行研究的水泥生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)，在現(xiàn)場單元中應(yīng)用的便是PLC型DCS控制系統(tǒng)，其主要作用是對現(xiàn)場數(shù)據(jù)變化以及各生產(chǎn)設(shè)備運行情況進行監(jiān)管，并根據(jù)具體生產(chǎn)需要進行實時調(diào)節(jié)。在控制系統(tǒng)中，其主要組成結(jié)構(gòu)包括由操作員、工程師以及軟件組成的控制單元；各線路組成的通信總線；起始量輸入和輸入繼電器、信號處理設(shè)備組成的通訊模塊以及用于生產(chǎn)的隔離設(shè)備等。以上各個部分綜合組成DCS控制系統(tǒng)，并通過該系統(tǒng)對整個水泥自動化生產(chǎn)線進行全過程控制，以保證系統(tǒng)控制的有效性和生產(chǎn)的高效性。

2 自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中PLC型DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)功能

在對機組開啟順序進行設(shè)定的過程中，通常情況下會采用機組步狀態(tài)字的方式進行設(shè)定，這樣能夠保證所設(shè)定的時間間隔與電機保持同步。但是，在設(shè)定過程中需要主語，由于步信號也屬于脈沖信號，所以當(dāng)控制功能中內(nèi)部邏輯顯示已經(jīng)完成任務(wù)之后，其會繼續(xù)將運算結(jié)果輸送給DR管腳，進而對電機的運行狀態(tài)進行控制。而通常情況，為了確保所設(shè)定的控制開啟時間與當(dāng)前市面上大多數(shù)電機保持一致，所設(shè)置的時間大多為1s，而如果控制系統(tǒng)中電機的啟動時間大于1s，則需要對程序的開啟時間進行適當(dāng)延長，使其能夠與電機保持一致。

在電子控制系統(tǒng)中，電機連鎖程序主要包括設(shè)備、啟動以及運行連鎖三種信號，并分別以數(shù)字1和0代表系統(tǒng)可啟動和不可啟動設(shè)計程序。通常情況下，在啟動連鎖中，大型設(shè)備都只輸出一個啟動指令在功能模塊中接入信號。而在運行連鎖中，則需要先啟動所有設(shè)備，只有這樣控制單元中才會發(fā)出允許設(shè)備啟動的指令。在系統(tǒng)中，榱朔獎愣運有電機進行統(tǒng)一控制，需要按照預(yù)先設(shè)定好的規(guī)則對所有電機的控制字進行編輯，如果想要啟動電機，就將相應(yīng)電機的控制字調(diào)整到0的位置即可，而如果想要恢復(fù)運行，則對其控制字進行復(fù)位，這樣不僅實現(xiàn)了電機控制的便捷性和高效性，還能夠有效避免因為錯誤區(qū)分電機控制位而影響整個生產(chǎn)線的自動運行，影響生產(chǎn)效率。

2.2 計算機監(jiān)控組件

在電子控制系統(tǒng)中，邏輯程序控制系統(tǒng)是自主獨立運行的，并非與電子控制系統(tǒng)屬于同一個控制單元，二者互不影響。但是，這并不代表二者之間就沒有關(guān)系，相反，其還擁有整體性，其主要原因是因為兩者均在總線網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議額后應(yīng)用，并且主要通訊中介都是以太網(wǎng)，這樣不僅能夠?qū)刂普竞筒僮髡局g的協(xié)調(diào)性進行穩(wěn)定，有利于數(shù)據(jù)傳輸，還能夠更好的滿足控制站的通訊需求，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在本文所研究的水泥自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中，其位于現(xiàn)場和站點之間，組成結(jié)構(gòu)主要包括通訊和邏輯程序控制系統(tǒng)以及計算機監(jiān)控組件；在該生產(chǎn)線電子系統(tǒng)運行的過程中，通過所應(yīng)用的PLC型DCS控制系統(tǒng)， 便能夠?qū)崿F(xiàn)對整個生產(chǎn)線運行狀態(tài)的監(jiān)管，方便、快捷，并且具有較高的穩(wěn)定性和安全性。

2.3 軟件功能設(shè)計

在電子控制系統(tǒng)中，軟件的功能主要包括兩個方面：

2.3.1 監(jiān)測功能

主要包括對整個電站運行狀態(tài)的監(jiān)測、設(shè)備故障的監(jiān)測、系統(tǒng)運行問題的監(jiān)測以及對所有設(shè)備的運行信息進行顯示；其中，電站運行狀態(tài)的監(jiān)測指的是對生產(chǎn)線的運行參數(shù)和狀態(tài)進行監(jiān)測；設(shè)備故障監(jiān)測主要指的是對生產(chǎn)線中設(shè)備的故障位置、類型進行監(jiān)測，并在監(jiān)測到故障后及時發(fā)出警報通知相關(guān)管理人員。

2.3.2 控制功能

其也是DCS控制系統(tǒng)的主要功能，包括信息的儲存與打印以及對電站運行的控制等，在該方面，需要充分體現(xiàn)DCS操作簡單、方便快捷以及穩(wěn)定性和安全性高的特點；在控制功能中，信息的儲存和打印主要是為了方便相關(guān)管理人員對設(shè)備的運行狀態(tài)進行查詢，以便針對性解決設(shè)備的重復(fù)故障和相似故障。而系統(tǒng)的控制功能，主要分為三種，其具體如表1所示。

2.4 通信軟件設(shè)計

2.4.1 通信協(xié)議和格式設(shè)計

此系統(tǒng)的通信協(xié)議一般采用Modbus協(xié)議和RTL通信模式實現(xiàn)信息的收集與儲存。 在DCS控制系統(tǒng)，所采用的通信協(xié)議一般都是Modbus協(xié)議，通信模式為RTL。但需要注意，在對Modbus協(xié)議進行使用之前，一定要采用16位CRC對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行校驗，避免影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。由于DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量大，所以在RTL通信模式下，最好采用中斷方式對數(shù)據(jù)進行發(fā)送，并通過上位機查詢和讀取數(shù)據(jù)。

2.4.2 PLC端設(shè)計

在對PLC可編程控制程序進行設(shè)計的過程中，為了方便對系統(tǒng)進行操作，使用采用直觀性比較強的FBD語言對系統(tǒng)功能進行編輯。而PLC與上位機之間的通訊，通過查詢方式來實現(xiàn)，采用Com2作為通信端口，擁有1個停比位，也不采用奇偶校驗位，以此來提供系統(tǒng)控制的便捷性。

2.4.3 PC端設(shè)計

當(dāng)前，在DCS系統(tǒng)中，對PC端的設(shè)計一般采用VC++進行編程，同時，由于上位機的主要功能是對PLC中的數(shù)據(jù)進行讀取，所以其通信方式最好采用查詢方式，其參數(shù)也與通信參數(shù)保持一致，避免對其通信造成的那個影響。同時，由于上位機讀取PLC時的間隔比較短，其周期一般為300ms，所以所取得的命令，需要放在固定的緩沖區(qū)內(nèi)，以免影響其使用。

2.4.4 通信軟件設(shè)計

在對通信軟件進行設(shè)計的^程中，需要對系統(tǒng)通信方面的穩(wěn)定性和可靠性等進行全面考慮，因此，在對其進行設(shè)計時，最好能夠直接在光鏡線內(nèi)完成。同時，在設(shè)計完成之后，還需要通過系統(tǒng)本身的調(diào)試功能對其設(shè)計進行調(diào)試，解決設(shè)計完成后其中存在的不足之處。除了考慮系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性之外，由于系統(tǒng)控制和通訊都需要由通信軟件來完成，還需要考慮其界面的可視性以及能夠?qū)崿F(xiàn)全面監(jiān)控等，所以，在對通信軟件進行設(shè)計時，一定要對其引起足夠重視，確保沒有任何問題之后方能夠投入使用。

3 結(jié)束語

PLC型DCS控制系統(tǒng)是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，在自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制系統(tǒng)，其不僅能夠有效提高自身控制的穩(wěn)定性和可靠性，還能夠進一步提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟利益。因此，在自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中，一定要加強對PLC型DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用，并不斷加強對其研究和升級，使其能夠更好的推動該領(lǐng)域的發(fā)展，進而為推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供動力。

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