基于PLC的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吳玉珠

（馬鞍山工業(yè)學(xué)校，安徽 馬鞍山 243031）

可編程控制器是生產(chǎn)控制系統(tǒng)的控制核心，它可以實(shí)現(xiàn)很多控制功能，例如：I/O邏輯控制、延時(shí)、計(jì)數(shù)等。受國內(nèi)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)情況影響，當(dāng)前很多生產(chǎn)企業(yè)依然采用傳統(tǒng)繼電器——接觸器控制系統(tǒng)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率不高、穩(wěn)定性差?？删幊炭刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用提高了控制系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。文章以三菱FX3U系列P蘊(yùn)C為核心控制器討論生產(chǎn)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。

1 總裝生產(chǎn)線的布置

生產(chǎn)裝配線的合理布置非常重要，它關(guān)系到設(shè)備使用的性能、生產(chǎn)制造的成本和生產(chǎn)的效率。因此，生產(chǎn)裝配線的布置要與現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)結(jié)合，并把現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用到總裝生產(chǎn)中，盡可能的提高生產(chǎn)的效率和可靠性。根據(jù)裝配生產(chǎn)所要完成的工作確定裝配的結(jié)構(gòu)組成，把現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)中的傳感器技術(shù)、可編程控制器和觸摸屏等應(yīng)用到生產(chǎn)裝配線的裝配輸送、定位、檢測環(huán)節(jié)，減少生產(chǎn)裝配線上的作業(yè)人員數(shù)量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝配過程的自動化，提高總裝效率。如圖1所示。

圖 1 生產(chǎn)總裝圖

裝配生產(chǎn)線是生產(chǎn)中一種重要技術(shù)，在批量生產(chǎn)中采用裝配線生產(chǎn)很常見。它的布置方式受生產(chǎn)中的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)人員、輸送及生產(chǎn)方式等因素的影響。合理布置裝配生產(chǎn)線可以減少操作者勞動強(qiáng)度，節(jié)省人力成本，提高設(shè)備安全性、可靠性以及裝配效率和質(zhì)量。

2 總裝線設(shè)備選擇

總裝生產(chǎn)線設(shè)備是根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)要求和裝配方法選擇確定的。正確選擇生產(chǎn)裝配線設(shè)備不但能節(jié)省資金，還能使生產(chǎn)裝配線更合理。選擇裝配生產(chǎn)線設(shè)備時(shí)要考慮很多問題，如：產(chǎn)品對生產(chǎn)質(zhì)量的要求，生產(chǎn)設(shè)施的先進(jìn)性，生產(chǎn)設(shè)施的可靠性，生產(chǎn)設(shè)施的價(jià)格等。在此只介紹幾種主要設(shè)備：

（1）輸送線。普通生產(chǎn)線輸送設(shè)備有：皮帶輸送機(jī)、鏈板輸送機(jī)、倍速鏈輸送機(jī)等。它們功能相似，但也有各自特點(diǎn)，本線運(yùn)用的是倍速鏈JXH-U-SCX5000生產(chǎn)裝配線。

（2）控制系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展，控制技術(shù)越來越成熟，常用的控制技術(shù)主要有三種：①采用單片機(jī)控制的系統(tǒng)；于采用DSP技術(shù)控制的系統(tǒng)；③采用P蘊(yùn)C控制的系統(tǒng)。根據(jù)控制要求，結(jié)合比較三菱公司、西門子公司、歐姆龍公司的設(shè)備，本處采用存儲容量較大，運(yùn)算處理速度較快的FX3U-64MR-ES-A型 P蘊(yùn)C。

（3）定位裝置。生產(chǎn)裝配中產(chǎn)品需要按照一定的工序進(jìn)行裝配直到完成所有裝配任務(wù)，一般需要在生產(chǎn)工位上設(shè)計(jì)各種擋停裝置，使產(chǎn)品到達(dá)該擋停位置時(shí)方便勞動者進(jìn)行生產(chǎn)裝配操作，完成后再把工件向后工序運(yùn)送。本控制系統(tǒng)采用QX-2型阻擋器。

（4）傳感器。傳感器是生產(chǎn)線的檢測裝置，像人的感官，能感應(yīng)到被測信息，并可輸出按照相應(yīng)規(guī)律轉(zhuǎn)化成的電信號。生產(chǎn)線一般使用磁性、光電、光纖傳感器。文中系統(tǒng)采用JG-3D-30NK型光電傳感器。

3 總裝線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

總裝生產(chǎn)線是用來裝配零部件的，在保證按照一定的順序進(jìn)行裝配基礎(chǔ)上完成全部裝配工序。

（1）總裝線控制分析。當(dāng)總裝線啟動按鈕SB10被接通時(shí)，總裝線開始工作，當(dāng)電機(jī)總裝線停止按鈕SB11被接通時(shí)，總裝線停止工作，工作中總裝線若出現(xiàn)緊急情況可按下急停使生產(chǎn)工作停止。生產(chǎn)裝配線工作時(shí)，若將旋轉(zhuǎn)開關(guān)SAn置于通行位置則第n工位擋停器會直接放行工件，若將旋轉(zhuǎn)開關(guān)SAn置于等待位置，則工件在運(yùn)動中會觸碰開關(guān)SQn使擋停器升起，阻擋工件繼續(xù)運(yùn)動，要使工件繼續(xù)運(yùn)動可以按下按鈕SBn使擋停器降下放行工件。

（2）總裝線P蘊(yùn)C輸入輸出端子分配。如表1所示。

（3）P蘊(yùn)C梯形圖（編程）?，F(xiàn)根據(jù)自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的控制要求，編制梯形圖如圖2、圖3所示。

表1 總裝線I/O地址分配表

圖2 生產(chǎn)裝配線工位控制

圖3 生產(chǎn)裝配線電機(jī)控制

4 總裝線自動計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)

當(dāng)前企業(yè)人力成本普遍較高，為了降低生產(chǎn)中統(tǒng)計(jì)裝配數(shù)量的人力成本，生產(chǎn)裝配線上需要增設(shè)產(chǎn)品數(shù)量自動統(tǒng)計(jì)裝置，由于P蘊(yùn)C內(nèi)部有計(jì)數(shù)功能模塊，僅需把光電開關(guān)放置在電機(jī)總裝線的合適位置上，當(dāng)電機(jī)總裝結(jié)束經(jīng)過光電開關(guān)時(shí)就會引起光電開關(guān)計(jì)數(shù)脈沖的改變，并向P蘊(yùn)C發(fā)出計(jì)數(shù)信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器數(shù)值即為當(dāng)前產(chǎn)品數(shù)量，如圖4所示。為了勞動者能隨時(shí)掌握生產(chǎn)情況，還要對計(jì)數(shù)的結(jié)果進(jìn)行顯示，方便企業(yè)管理，如圖5所示。

（1）計(jì)數(shù)P蘊(yùn)C輸入輸出端子分配，如表2所示。

表 2計(jì)數(shù)I/O地址分配表

（2）P蘊(yùn)C梯形圖（編程）。

圖4 產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)

圖5 計(jì)數(shù)顯示

5 結(jié)語

通過將現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用到總裝中以后，使總裝線運(yùn)行穩(wěn)定性得到提高、定位精度更準(zhǔn)、功能更齊全、操作更簡單。同時(shí)提高了總裝生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)質(zhì)量，減少了生產(chǎn)中的缺陷產(chǎn)品，生產(chǎn)中工人數(shù)量和成本相對減少，效益增加，也提高了企業(yè)競爭力和企業(yè)形象。

參考文獻(xiàn)

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