教学型柔性制造生产线控制系统的设计与实现

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1、分类号:TP27810710-2012132012硕士学位论文教学型柔性制造生产线控制系统的设计与实现李林英导师姓名职称茹锋教授申请学位类别硕士学科专业名称控制理论与控制工程论文提交日期2015年4月20日论文答辩日期2015年6月5日学位授予单位长安大学ThedesignandimplementationofteachingflexiblemanufacturingproductionlinecontrolsystemAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiLinyingSupervisor：Prof.RuFengC

2、hang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位

3、仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名:年月日导师签名:年月日摘要柔性制造系统（FMS）己成为现代制造业的主要生产模式，我国在该领域从事研究的机构较少，迫切需要这方面人才。针对这一问题，本文以实际工业生产的FMS为设计蓝本，融入实际工业控制的主流技术，设计了小型、低成本、适用于教学的柔性制造生产线的控制系统。本文根据柔性制造系统设备组成的特点将其分为加工存储系统和物流系统两大部分。在加工存储系统中，针对其硬件组成模块化的特点，提出了基于PLC模块控制+PROFIBUS-DP总线控制的方案。首先对于各单站配备独立的PLC来控制，使各单站可以自成一个独立

4、的制造单元，实现各单站可靠稳定运行；然后采用PROFIBUS-DP总线连接主站与从站，使用STEP7软件对系统进行硬件组态构成控制网络，实现上料检测、安装搬运、加工钻孔、分类存储整个自动化生产过程的连续控制。在物流系统中，基于AGV小车使用无线通信的特点，提出了基于MES+组态王监控的控制方案。首先采用组态王（KingView）软件对监控画面进行组态，实现现场设备运行情况的动态显示；然后采用面向对象的思想使用C#语言实现物流系统中KingViewOPC服务器的访问、电子路径的规划、任务调度的执行、AGV自动/手动的控制等MES客户端程序，实现了对物流系统的实时控制，使系统的

5、柔性更加突出。经多次测试结果表明，本文设计的控制系统可以稳定可靠地运行，真实再现了实际生产的情况，具有良好的开放性、可重构性和可扩展性。关键词：柔性制造系统（FMS），PLC，PROFIBUS-DP，MES，组态王iAbstractTheflexiblemanufacturingsystem(FMS)hasbecomethemajorproductionmodelofmodernmanufacturing.Manymoreprofessionalsandresearchinstitutionsonthisfieldareneededurgently.Inordertosol

6、vethisproblem,asmalllow-costteaching-orientedFMScontrolsystemisdesignedwiththeindustrialproductiontypeofflexiblemanufacturinglineasamodelandthemainstreamtechnologiesareused.Basedonoftheflexiblemanufacturingsystemcomponents,theFMSisdividedintoprocessingstoragesystemandlogisticstransportatio

7、nsystem.Onthebasisofhardwarestructureofprocessingandstoragesystem,thecontrolschemewithPLCcontrolandPROFIBUS-DPcontrolisproposed.First,independentPLCcontrolisadoptedineachsinglestationtomakethemformanindependentmanufacturingunit,whichcouldachievereliableandstab