PLC技术在典型任务中的应用 模块11 自动化生产线综合控制

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1、[模块概述]生产线（ProductLine）就是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。按照自动化程度的高低，可以简单区分为自动化生产线和非自动化生产线。自动化生产线就是由自动执行装置(包括各种执行器件、机构，如电机、电磁铁、电磁阀、气动、液压器件等)，经过各种检测装置(包括各种检测器件、传感器、仪表等)，检测各装置的工作进程，工作状态，经逻辑、数理运算、判断，按生产工艺要求的程序，自动进行生产作业的流水线。简单的说就是通过一个控制器，例如PLC，收集各种现场的信息，然后以此为依

2、据判断出生产线当前的状态，并发出相应的控制输出给各种自动执行机构来完成特定的生产任务。实现对自动化生产线的综合控制，就是要充分利用各种数据采集、处理的方法，结合通信功能，实现多站之间的协同工作，更好地实现对生产流程的管理。在前面的模块中，就各种编程指令、传感器信号处理、网络通讯等内容都已经进行了探讨，在本模块中，就某一特定的生产线完成硬件组装、任务分析、程序编写、项目调试等多项工作。模块十一自动化生产线综合控制主要内容任务货物分拣仓储系统控制[学习目标]作为一个综合性的应用模块，除了要有一些理论上的知识收获外，更重要的是要通过学习和动手实践来培养

3、各种基本能力，本模块的学习目标主要有以下几个方面：1．了解自动化生产线的特点。自动化生产线和常规的单体设备控制有很大的区别，这种区别的存在直接决定了自动化生产线的控制系统的体系架构都有别于简单的小设备控制；2．学会从工艺要求中分析出控制要求。自动化生产线首先是一个生产环节，其次才是一个自动化系统，所以其本质就是它需要完成的工艺功能。工艺功能是从生产的角度提出的要求，如何将其转换为控制要求，也是一个很有用的基本技能；3．初步掌握简单自动化生产线控制系统的设计和调试。控制系统的设计包含控制任务的提出、各种资料数据的准备、程序的编制以及实施流程的规划等

4、等。掌握这些技能可以养成良好的工程实施习惯，也是一个控制系统能够成功完成的前提保障。工厂中的某一生产线要求将生产出来的货物，按照颜色和材质的不同分拣到不同的仓储系统中，这些产品主要有黄色和蓝色两种，每种颜色又分为塑料和金属两种材质。根据需求，生产线首先要建立传送过来的新货物的“档案”，即了解它的颜色和质地，将这些数据送到监控中心，同时还需把这些数据报告给其他相关的系统站。获得了完整的信息之后，还需要把货物送到指定的位置上为后续的搬运做准备。一、控制要求任务货物分拣仓储系统控制STEP1：任务分析二、任务实施任务一PLC的以太网通信针对货物的处理大

5、致可以分为分拣和仓储两大部分，所以在设计系统结构时，需要选择两套PLC控制系统，分别承担货物分拣和货物分类存储两大功能。这两个子系统是有联系的，其一，两套系统都是需要和上位监控设备通讯的，接受来自上位监控设备的指令，并实时把本子系统内的工作状态汇报上去；其二，分拣系统里通过多个传感器得到的货物信息直接决定了该货物的存储位置，这些信息是需要交换的；其三，两个子系统通过一个搬运环节联系在一起的，如何避免搬运环节出错，例如甲货物还没有完成存储，而乙货物就已经进入到了搬运环节等等，这中间的协调是必不可少的。从这几点来看，在两个子系统之间建立网络通讯是必需

6、的。STEP1：任务分析二、任务实施任务一PLC的以太网通信综合以上的分析，本自动控制系统可以从以下三个方面进行设计：控制单元、材料分拣子系统和平面仓储子系统。鉴于测试方便，我们可以考虑将所有接口都引到专用的接口板上，这样，整个自动控制系统将由四部分组成：STEP1：任务分析二、任务实施任务一PLC的以太网通信每个子系统的具体硬件设备介绍如下：1．控制单元如图所示，控制单元由两台PLC组成，这是本系统的核心。要求所有的主机必须具备网络功能、高数计数功能、脉冲输出功能、PWM输出功能等。STEP1：任务分析二、任务实施任务一PLC的以太网通信2．材

7、料分拣子系统材料分拣子系统由传送带单元、机械手单元、传感器单元、井式出料单元、变频器单元等部件构成，其部件的结构示意图如图所示：STEP1：任务分析二、任务实施任务一PLC的以太网通信3．平面仓储子系统平面仓储子系统由平面仓库系统、直线导轨送料单元、步进电机单元、气动单元、传感器单元等组成。其结构示意图如图所示：STEP1：任务分析二、任务实施任务一PLC的以太网通信在直线导轨上总共有10个运动工位，分为原点、接货区、仓位1区、仓位2区、仓位3区、仓位4区、仓位5区、仓位6区、仓位7区、仓位8区。其示意图如图所示：STEP1：任务分析二、任务实施

8、任务一PLC的以太网通信4．接口单元接口单元由货物分拣系统接口板和平面仓储系统接口板组成。该单元将所有元器件的接口都引到面板上。进行测试