PLC控制下的工业自动化生产线设计

德州职业技术学院 张琳吝

随着社会经济水平的不断提高和信息时代的不断发展，工业生产逐渐向信息化、自动化、智能化方向不断发展。在这样的背景下，PLC控制技术应运而生，该技术凭借着自身安全性高、抗干扰性强、能耗低等特点，被广泛地应用于工业生产领域中，逐渐代替了人工作业方式，为进一步提高提高工业自动化生产水平发挥出重要作用。为此，在PLC控制技术的应用背景下，通过对现有机床进行优化和改造，设计一条自动化生产线，以实现工件的自动化上料操作和下料操作。基于以上情况，本文首先在介绍工业自动化生产线概述的基础上，从PMC输入输出分配、机器人I/O分配、PLCI/O分配三个方面入手，研究了控制系统输入输出分配；其次，从机床加工程序及PMC梯形图的编写、机器人程序的编写、PLC程序的编写三个方面入手，分析了控制系统程序的编写；最后，探讨了控制系统过程监控。希望通过这次研究，为技术人员提供有效的借鉴和参考。

1 工业自动化生产线

1.1 工业自动化生产线的组成

工件在具体的生产和加工中，通常要用到四道不同的工序，因此，工业自动化生产线主要包含以下几个部分，分别是数控车床、机器人、液压工作站、空气压缩机、原料仓、输送机构、成品仓。机床和机器人各选一台负责特定工序，工业机器人主要用于对工件的自动化搬运操作，确保原料仓上的工件能够自动化转移到数控机床中，当工件经过各个工序加工和处理后，可以利用机器人将其搬运到成品库中，各个工序在执行的过程中，要保证机器人与输送机构之间能够很好地衔接起来。

表1 PMC输入输出分配

表2 机器人I/O分配

表3 PLCI/O分配

1.2 工业自动化生产线主要元件功能

该生产线在具体的工作中，主要涉及到了四个不同的工序，本文以第一道工序为例，对该生产线的主要元件功能进行详细介绍。该工序主要元件功能体现在以下几个方面：（1）废料区主要用于对异常毛坯进的暂时性存储；（2）旋转送料机构主要用于对毛坯的送料操作；（3）机器人控制器主要用于对机器人运行过程的控制和调整。

2 控制系统输入输出分配

2.1 PMC输入输出分配

数控机床在具体的改进中，需要利用PMC，并采用交换外部信号的方式，实现PMC与机床信号的有效交换。同时，还要做好对生产线内部各个元件信号的合理分配。PMC输入输出分配如表1所示。

2.2 机器人I/O分配

机器人I/O分配如表2所示。

对于机器人而言，其输入输出在具体的分配中，需要用到两种不同类型的电缆，分别是CNIN电缆和CNOUT电缆，同时，还将这两种电缆与PLC控制系统进行有效连接。

2.3 PLCI/O分配

为了提高工业自动化生产线的最终设计水平，实现对现有机床的科学改造和优化，技术人员要严格按照控制系统功能相关标准和要求，对相关功能进行优化和扩展，以满足PLC输入输出分配需求。PLCI/O分配如表3所示。

3 控制系统程序的编写

3.1 机床加工程序及PMC梯形图的编写

为了实现工件自动化加工和生产，提高机床智能化控制水平，技术人员要重视对机床加工程序的编写，同时，还要在现有PMC梯形图的前提下，增添新的功能，确保防护门、尾座等相关动作的规范性和标准性。防护门开启梯形图如图1所示。

图1 防护门开启梯形图

3.2 机器人程序的编写

为了确保机器人运行的正常性和稳定性，技术人员还要重视对机器人程序的编写，对于机器人而言，其程序主要用于对工件自动化上下料操作相关功能的实现，通过编写多个子程序，然后，采用调用主程序的方式，实现对所有程序的编译和运行。机器人相关主程序代码如下。

3.3 PLC程序的编写

通过编写PLC程序，可以采用自动化控制方式对机床和机器人之间的交互信号进行全面控制，同时，还能对工业自动化生产线上的电动机、按钮和指示灯等元件进行科学控制和调整，确保控制系统能够正常、稳定、可靠、安全地运行。

4 控制系统过程监控

控制系统功能完善，实用性强，不仅操作简单、易维护，运行性能良好，为用户带来良好的使用体验。为了更好地验证控制系统运行的可靠性和稳定性，技术人员还要充分利用相关组态软件，对工业自动化生产线整个工作过程进行实时监控，确保该系统的数据处理功能、报警功能、动画显示功能等各个功能能够正常运行，只有这样，才能进一步提高控制系统的运行性能，为有效地普及和推广控制系统，提高工业自动化生产水平产生积极的影响。

结束语：综上所述，在PLC控制技术的应用背景下，通过设计一条工业自动化生产线，实现了对现有机床的改造和优化，同时，利用控制卡盘，在借助机器人相关功能的基础上，确保工件能够自动进行上料操作和下料操作，以提高机床的自动化控制水平。此外，通过采用编写机器人程序的方式，将PLC控制技术充分应用于机床的改造中，为实现机床与机器人之间的有效互动和交流打下坚实的基础。经过试验后，发现所设计的工业自动化生产线具有很强的可行性，能够实现工件的自动化上下料，降低了作业人员的体力劳动强度，为促进轴类加工生产向自动化、信息化和现代化方向不断发展产生积极的影响。