PLC控制下的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張琳吝

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和信息時(shí)代的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)逐漸向信息化、自動(dòng)化、智能化方向不斷發(fā)展。在這樣的背景下，PLC控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)憑借著自身安全性高、抗干擾性強(qiáng)、能耗低等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，逐漸代替了人工作業(yè)方式，為進(jìn)一步提高提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平發(fā)揮出重要作用。為此，在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用背景下，通過對現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化和改造，設(shè)計(jì)一條自動(dòng)化生產(chǎn)線，以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)化上料操作和下料操作。基于以上情況，本文首先在介紹工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線概述的基礎(chǔ)上，從PMC輸入輸出分配、機(jī)器人I/O分配、PLCI/O分配三個(gè)方面入手，研究了控制系統(tǒng)輸入輸出分配；其次，從機(jī)床加工程序及PMC梯形圖的編寫、機(jī)器人程序的編寫、PLC程序的編寫三個(gè)方面入手，分析了控制系統(tǒng)程序的編寫；最后，探討了控制系統(tǒng)過程監(jiān)控。希望通過這次研究，為技術(shù)人員提供有效的借鑒和參考。

1 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線

1.1 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的組成

工件在具體的生產(chǎn)和加工中，通常要用到四道不同的工序，因此，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線主要包含以下幾個(gè)部分，分別是數(shù)控車床、機(jī)器人、液壓工作站、空氣壓縮機(jī)、原料倉、輸送機(jī)構(gòu)、成品倉。機(jī)床和機(jī)器人各選一臺(tái)負(fù)責(zé)特定工序，工業(yè)機(jī)器人主要用于對工件的自動(dòng)化搬運(yùn)操作，確保原料倉上的工件能夠自動(dòng)化轉(zhuǎn)移到數(shù)控機(jī)床中，當(dāng)工件經(jīng)過各個(gè)工序加工和處理后，可以利用機(jī)器人將其搬運(yùn)到成品庫中，各個(gè)工序在執(zhí)行的過程中，要保證機(jī)器人與輸送機(jī)構(gòu)之間能夠很好地銜接起來。

表1 PMC輸入輸出分配

表2 機(jī)器人I/O分配

表3 PLCI/O分配

1.2 工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線主要元件功能

該生產(chǎn)線在具體的工作中，主要涉及到了四個(gè)不同的工序，本文以第一道工序?yàn)槔瑢υ撋a(chǎn)線的主要元件功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。該工序主要元件功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）廢料區(qū)主要用于對異常毛坯進(jìn)的暫時(shí)性存儲(chǔ)；（2）旋轉(zhuǎn)送料機(jī)構(gòu)主要用于對毛坯的送料操作；（3）機(jī)器人控制器主要用于對機(jī)器人運(yùn)行過程的控制和調(diào)整。

2 控制系統(tǒng)輸入輸出分配

2.1 PMC輸入輸出分配

數(shù)控機(jī)床在具體的改進(jìn)中，需要利用PMC，并采用交換外部信號(hào)的方式，實(shí)現(xiàn)PMC與機(jī)床信號(hào)的有效交換。同時(shí)，還要做好對生產(chǎn)線內(nèi)部各個(gè)元件信號(hào)的合理分配。PMC輸入輸出分配如表1所示。

2.2 機(jī)器人I/O分配

機(jī)器人I/O分配如表2所示。

對于機(jī)器人而言，其輸入輸出在具體的分配中，需要用到兩種不同類型的電纜，分別是CNIN電纜和CNOUT電纜，同時(shí)，還將這兩種電纜與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行有效連接。

2.3 PLCI/O分配

為了提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的最終設(shè)計(jì)水平，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有機(jī)床的科學(xué)改造和優(yōu)化，技術(shù)人員要嚴(yán)格按照控制系統(tǒng)功能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對相關(guān)功能進(jìn)行優(yōu)化和擴(kuò)展，以滿足PLC輸入輸出分配需求。PLCI/O分配如表3所示。

3 控制系統(tǒng)程序的編寫

3.1 機(jī)床加工程序及PMC梯形圖的編寫

為了實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)化加工和生產(chǎn)，提高機(jī)床智能化控制水平，技術(shù)人員要重視對機(jī)床加工程序的編寫，同時(shí)，還要在現(xiàn)有PMC梯形圖的前提下，增添新的功能，確保防護(hù)門、尾座等相關(guān)動(dòng)作的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。防護(hù)門開啟梯形圖如圖1所示。

圖1 防護(hù)門開啟梯形圖

3.2 機(jī)器人程序的編寫

為了確保機(jī)器人運(yùn)行的正常性和穩(wěn)定性，技術(shù)人員還要重視對機(jī)器人程序的編寫，對于機(jī)器人而言，其程序主要用于對工件自動(dòng)化上下料操作相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，通過編寫多個(gè)子程序，然后，采用調(diào)用主程序的方式，實(shí)現(xiàn)對所有程序的編譯和運(yùn)行。機(jī)器人相關(guān)主程序代碼如下。

3.3 PLC程序的編寫

通過編寫PLC程序，可以采用自動(dòng)化控制方式對機(jī)床和機(jī)器人之間的交互信號(hào)進(jìn)行全面控制，同時(shí)，還能對工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的電動(dòng)機(jī)、按鈕和指示燈等元件進(jìn)行科學(xué)控制和調(diào)整，確保控制系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。

4 控制系統(tǒng)過程監(jiān)控

控制系統(tǒng)功能完善，實(shí)用性強(qiáng)，不僅操作簡單、易維護(hù)，運(yùn)行性能良好，為用戶帶來良好的使用體驗(yàn)。為了更好地驗(yàn)證控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，技術(shù)人員還要充分利用相關(guān)組態(tài)軟件，對工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線整個(gè)工作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能、報(bào)警功能、動(dòng)畫顯示功能等各個(gè)功能能夠正常運(yùn)行，只有這樣，才能進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能，為有效地普及和推廣控制系統(tǒng)，提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平產(chǎn)生積極的影響。

結(jié)束語：綜上所述，在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用背景下，通過設(shè)計(jì)一條工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)有機(jī)床的改造和優(yōu)化，同時(shí)，利用控制卡盤，在借助機(jī)器人相關(guān)功能的基礎(chǔ)上，確保工件能夠自動(dòng)進(jìn)行上料操作和下料操作，以提高機(jī)床的自動(dòng)化控制水平。此外，通過采用編寫機(jī)器人程序的方式，將PLC控制技術(shù)充分應(yīng)用于機(jī)床的改造中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)床與機(jī)器人之間的有效互動(dòng)和交流打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)過試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線具有很強(qiáng)的可行性，能夠?qū)崿F(xiàn)工件的自動(dòng)化上下料，降低了作業(yè)人員的體力勞動(dòng)強(qiáng)度，為促進(jìn)軸類加工生產(chǎn)向自動(dòng)化、信息化和現(xiàn)代化方向不斷發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。