浅谈自动化生产线控制实践教学思路

田晓娟，李景瑞

（山西电力职业技术学院，山西 太原 030021）

浅谈自动化生产线控制实践教学思路

田晓娟，李景瑞

（山西电力职业技术学院，山西 太原 030021）

在现代高等院校竞争中，高等职业类院校主要以技术、技能的培养作为自己的特色，为社会培养技术、技能型人才，实践教学在高职教学中占有非常重要的地位。自动化生产线控制是目前工业控制中较为普遍应用的控制，如何提高自动化生产线控制的实践教学效果，达到教学目的，是值得研究的课题。

自动化生产线；PLC控制；实践教学

一、概述

自动化生产线是产品从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产线活动经过的路线。现代化的自动生产设备（自动生产线）的最大特点是它的综合性和系统性。自动化生产线实训装置是为了模拟与实际生产情况接近的控制过程而设计的。它是电工电子、微电子技术、传感测试技术、信息变换技术、机械制造和接口技术以及网络通信等多种技术的有机结合，综合应用在生产设备之中。

可编程序控制器（PLC）以其可靠性高、抗干扰能力强、价格比高以及编程简单等特点，被喻为工业控制计算机，广泛地应用在现代化的自动生产设备中。

高职院校开设自动化生产线控制实践课程，旨在培养掌握机电一体化技术、PLC技术及PLC网络技术的技术人才，达到理解相关理论知识和提高实践教学效果的目的。但是,生产线实训考核设备是生产线整套设备，学生整体学习掌握存在困难，现探索先拆分单元动作进行研究，既可解决学生学习整体设备较为困难的问题，又为PLC课程理论与实践教学提供了依据。

二、设备介绍

自动化生产线实训装置是在导轨台上安装了送料、加工、装配、输送、分拣五个工作单元，构成一个典型的自动化生产线机械平台。

其中供料单元：将放在料仓中的待加工工件，自动推到物料台上，便于输送单元机械手将其送到其他单元。加工单元：把该单元物料台上的工件送到冲压机构下面，完成一次冲压加工，然后再送回物料台，待输送单元的机械手取出。装配单元：将该单元料仓内的工件嵌入到已加工的工件中。分拣单元：完成将上一单元送来的已加工、装配好的工件进行分拣过程，使工件从不同的料槽分流。输送单元：通过直线运动传动机构，驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在相应物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点后放下，实现传送工件的功能。

三、实践教学处理思路

由于设备整体性强，对于初学者学习存在困难，所以采取拆分动作、单元进行学习。如将供料单元分为工件装料管、工件推出装置；加工单元分为物料台及滑动机构、加工机构；装配单元分为落料机构、回转物料台、装配机械手等。分析完各部件动作后，再整体研究各个单元，最终研究整个设备的思路。

1.拆分过程

以供料单元PLC编程实现为例，先将供料单元分为工件装料管、工件推出装置两部分，分别根据部件控制要求，编写PLC程序，实现控制。

如工件装料管控制要求：若在运行中料仓传感器工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以一秒的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以两秒频率闪烁。

工件推出装置控制要求：当需要将工件推出到物料台上时，先夹紧气缸推出，压住次下层工件；推料气缸推出，把最下层工件推到物料台上。推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再返回夹紧气缸，松开次下层工件。这样，在重力的作用下，自动下移一个工件，为下一次推出工件做好准备。若出料台为空时，顶料气缸伸出，推料气缸跟着推出物料，物料推出后，推料、顶料气缸相继缩回。

根据拆分部分的控制要求分配好I/O端子，编写程序，调试运行；各部件独立运行后，考虑单元整体运行。

2.整体控制

整体控制要从单元及设备整体进行考虑，不仅整体掌握该单元正常运行，还要求单元与设备的连接正常运行。控制要求中应考虑：

（1）在设备供电及气源接通后，部件处于初始状态，气缸均处于缩回位置，料仓内有足够的工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示已准备好。否则，指示灯以1Hz频率闪烁。

（2）当按下启动按钮后，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台的工件被取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出操作。

（3）在运行中，若按下停止按钮，在完成一个周期后，各单元停止工作，HL2指示灯熄灭。

（4）若在运行中，料仓内工件不足，工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2常亮。若料仓内已经没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止，除非向料仓补充足够的工件，否则工作站不能再启动。

另外，PLC控制程序中应设子站，分别对各单元进行初始检测、准备就绪复位、运行复位，并将各工作状态复位；程序中应显示系统状态，主程序在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状态已经建立才可能调用供料控制子程序；如没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环，接收到停止指令后，系统在完成本工作周期任务即返回到初始步后才停止下来。

生产线控制实践教学采用拆分单元动作的实践处理方法，目的是为初学者提供学习思路，同时为系统详细地掌握生产线控制系统知识提供学习方法。同时，通过对生产线的控制，达到掌握PLC技术、提高解决实际问题的能力的目的。

[1]吕景泉.自动化生产线安装与调试[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2]廖常初.PLC基础及应用[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]魏海波，张君薇等.《自动化生产线安装与调试》课程改革的研究与实践[J].鞍山师范学院学报，2011，（2）.

G718.5

A

1673-0046（2012）5-0061-02