淺談自動化生產(chǎn)線控制實踐教學思路

田曉娟，李景瑞

（山西電力職業(yè)技術(shù)學院，山西 太原 030021）

淺談自動化生產(chǎn)線控制實踐教學思路

田曉娟，李景瑞

（山西電力職業(yè)技術(shù)學院，山西 太原 030021）

在現(xiàn)代高等院校競爭中，高等職業(yè)類院校主要以技術(shù)、技能的培養(yǎng)作為自己的特色，為社會培養(yǎng)技術(shù)、技能型人才，實踐教學在高職教學中占有非常重要的地位。自動化生產(chǎn)線控制是目前工業(yè)控制中較為普遍應(yīng)用的控制，如何提高自動化生產(chǎn)線控制的實踐教學效果，達到教學目的，是值得研究的課題。

自動化生產(chǎn)線；PLC控制；實踐教學

一、概述

自動化生產(chǎn)線是產(chǎn)品從原料進入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)線活動經(jīng)過的路線?，F(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備（自動生產(chǎn)線）的最大特點是它的綜合性和系統(tǒng)性。自動化生產(chǎn)線實訓裝置是為了模擬與實際生產(chǎn)情況接近的控制過程而設(shè)計的。它是電工電子、微電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、信息變換技術(shù)、機械制造和接口技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信等多種技術(shù)的有機結(jié)合，綜合應(yīng)用在生產(chǎn)設(shè)備之中。

可編程序控制器（PLC）以其可靠性高、抗干擾能力強、價格比高以及編程簡單等特點，被喻為工業(yè)控制計算機，廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備中。

高職院校開設(shè)自動化生產(chǎn)線控制實踐課程，旨在培養(yǎng)掌握機電一體化技術(shù)、PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人才，達到理解相關(guān)理論知識和提高實踐教學效果的目的。但是,生產(chǎn)線實訓考核設(shè)備是生產(chǎn)線整套設(shè)備，學生整體學習掌握存在困難，現(xiàn)探索先拆分單元動作進行研究，既可解決學生學習整體設(shè)備較為困難的問題，又為PLC課程理論與實踐教學提供了依據(jù)。

二、設(shè)備介紹

自動化生產(chǎn)線實訓裝置是在導軌臺上安裝了送料、加工、裝配、輸送、分揀五個工作單元，構(gòu)成一個典型的自動化生產(chǎn)線機械平臺。

其中供料單元：將放在料倉中的待加工工件，自動推到物料臺上，便于輸送單元機械手將其送到其他單元。加工單元：把該單元物料臺上的工件送到?jīng)_壓機構(gòu)下面，完成一次沖壓加工，然后再送回物料臺，待輸送單元的機械手取出。裝配單元：將該單元料倉內(nèi)的工件嵌入到已加工的工件中。分揀單元：完成將上一單元送來的已加工、裝配好的工件進行分揀過程，使工件從不同的料槽分流。輸送單元：通過直線運動傳動機構(gòu)，驅(qū)動抓取機械手裝置到指定單元的物料臺上精確定位，并在相應(yīng)物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點后放下，實現(xiàn)傳送工件的功能。

三、實踐教學處理思路

由于設(shè)備整體性強，對于初學者學習存在困難，所以采取拆分動作、單元進行學習。如將供料單元分為工件裝料管、工件推出裝置；加工單元分為物料臺及滑動機構(gòu)、加工機構(gòu)；裝配單元分為落料機構(gòu)、回轉(zhuǎn)物料臺、裝配機械手等。分析完各部件動作后，再整體研究各個單元，最終研究整個設(shè)備的思路。

1.拆分過程

以供料單元PLC編程實現(xiàn)為例，先將供料單元分為工件裝料管、工件推出裝置兩部分，分別根據(jù)部件控制要求，編寫PLC程序，實現(xiàn)控制。

如工件裝料管控制要求：若在運行中料倉傳感器工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1以一秒的頻率閃爍，“設(shè)備運行”指示燈HL2保持常亮。若料倉內(nèi)沒有工件，則HL1指示燈和HL2指示燈均以兩秒頻率閃爍。

工件推出裝置控制要求：當需要將工件推出到物料臺上時，先夾緊氣缸推出，壓住次下層工件；推料氣缸推出，把最下層工件推到物料臺上。推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再返回夾緊氣缸，松開次下層工件。這樣，在重力的作用下，自動下移一個工件，為下一次推出工件做好準備。若出料臺為空時，頂料氣缸伸出，推料氣缸跟著推出物料，物料推出后，推料、頂料氣缸相繼縮回。

根據(jù)拆分部分的控制要求分配好I/O端子，編寫程序，調(diào)試運行；各部件獨立運行后，考慮單元整體運行。

2.整體控制

整體控制要從單元及設(shè)備整體進行考慮，不僅整體掌握該單元正常運行，還要求單元與設(shè)備的連接正常運行?？刂埔笾袘?yīng)考慮：

（1）在設(shè)備供電及氣源接通后，部件處于初始狀態(tài)，氣缸均處于縮回位置，料倉內(nèi)有足夠的工件，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示已準備好。否則，指示燈以1Hz頻率閃爍。

（2）當按下啟動按鈕后，工作單元啟動，“設(shè)備運行”指示燈HL2常亮。啟動后，若出料臺上沒有工件，則應(yīng)把工件推到出料臺上。出料臺的工件被取出后，若沒有停止信號，則進行下一次推出操作。

（3）在運行中，若按下停止按鈕，在完成一個周期后，各單元停止工作，HL2指示燈熄滅。

（4）若在運行中，料倉內(nèi)工件不足，工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1以1Hz的頻率閃爍，“設(shè)備運行”指示燈HL2常亮。若料倉內(nèi)已經(jīng)沒有工件，則HL1指示燈和HL2指示燈均以2Hz頻率閃爍。工作站在完成本周期任務(wù)后停止，除非向料倉補充足夠的工件，否則工作站不能再啟動。

另外，PLC控制程序中應(yīng)設(shè)子站，分別對各單元進行初始檢測、準備就緒復位、運行復位，并將各工作狀態(tài)復位；程序中應(yīng)顯示系統(tǒng)狀態(tài)，主程序在每一掃描周期都調(diào)用系統(tǒng)狀態(tài)顯示子程序，僅當在運行狀態(tài)已經(jīng)建立才可能調(diào)用供料控制子程序；如沒有停止要求，順控過程將周而復始地不斷循環(huán)，接收到停止指令后，系統(tǒng)在完成本工作周期任務(wù)即返回到初始步后才停止下來。

生產(chǎn)線控制實踐教學采用拆分單元動作的實踐處理方法，目的是為初學者提供學習思路，同時為系統(tǒng)詳細地掌握生產(chǎn)線控制系統(tǒng)知識提供學習方法。同時，通過對生產(chǎn)線的控制，達到掌握PLC技術(shù)、提高解決實際問題的能力的目的。

[1]呂景泉.自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[3]魏海波，張君薇等.《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程改革的研究與實踐[J].鞍山師范學院學報，2011，（2）.

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