淺談自動化生產線控制實踐教學思路

田曉娟，李景瑞

（山西電力職業技術學院，山西 太原 030021）

淺談自動化生產線控制實踐教學思路

田曉娟，李景瑞

（山西電力職業技術學院，山西 太原 030021）

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

自動化生產線；PLC控制；實踐教學

一、概述

自動化生產線是產品從原料進入生產現場開始，經過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產線活動經過的路線。現代化的自動生產設備（自動生產線）的最大特點是它的綜合性和系統性。自動化生產線實訓裝置是為了模擬與實際生產情況接近的控制過程而設計的。它是電工電子、微電子技術、傳感測試技術、信息變換技術、機械制造和接口技術以及網絡通信等多種技術的有機結合，綜合應用在生產設備之中。

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，被喻為工業控制計算機，廣泛地應用在現代化的自動生產設備中。

高職院校開設自動化生產線控制實踐課程，旨在培養掌握機電一體化技術、PLC技術及PLC網絡技術的技術人才，達到理解相關理論知識和提高實踐教學效果的目的。但是,生產線實訓考核設備是生產線整套設備，學生整體學習掌握存在困難，現探索先拆分單元動作進行研究，既可解決學生學習整體設備較為困難的問題，又為PLC課程理論與實踐教學提供了依據。

二、設備介紹

自動化生產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，構成一個典型的自動化生產線機械平臺。

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沖壓機構下面，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，驅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，實現傳送工件的功能。

三、實踐教學處理思路

由于設備整體性強，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、加工機構；裝配單元分為落料機構、回轉物料臺、裝配機械手等。分析完各部件動作后，再整體研究各個單元，最終研究整個設備的思路。

1.拆分過程

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

如工件裝料管控制要求：若在運行中料倉傳感器工件不足，則工作單元繼續工作，但“正常工作”指示燈HL1以一秒的頻率閃爍，“設備運行”指示燈HL2保持常亮。若料倉內沒有工件，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。

根據拆分部分的控制要求分配好I/O端子，編寫程序，調試運行；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，還要求單元與設備的連接正常運行。控制要求中應考慮：

（1）在設備供電及氣源接通后，部件處于初始狀態，氣缸均處于縮回位置，料倉內有足夠的工件，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，“設備運行”指示燈HL2常亮。啟動后，若出料臺上沒有工件，則應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，料倉內工件不足，工作單元繼續工作，但“正常工作”指示燈HL1以1Hz的頻率閃爍，“設備運行”指示燈HL2常亮。若料倉內已經沒有工件，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控制程序中應設子站，分別對各單元進行初始檢測、準備就緒復位、運行復位，并將各工作狀態復位；程序中應顯示系統狀態，主程序在每一掃描周期都調用系統狀態顯示子程序，僅當在運行狀態已經建立才可能調用供料控制子程序；如沒有停止要求，順控過程將周而復始地不斷循環，接收到停止指令后，系統在完成本工作周期任務即返回到初始步后才停止下來。

生產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，同時為系統詳細地掌握生產線控制系統知識提供學習方法。同時，通過對生產線的控制，達到掌握PLC技術、提高解決實際問題的能力的目的。

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1673-0046（2012）5-0061-02