一种智能控制系统在工农业生产中的研究与应用

李敬新

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳 110023）

1 研究的意义

在社会生产以及人们的生活中，工农业自动化技术不断的创新和发展，工农业生产对智能控制的要求越来越高，但控制方法相对传统，不能完全解决自动化产线、工农业机器人和立体库传输等工农业现场的智能控制问题。因此，研究设计一种集跟踪报警、实时监测以及有效处理为一体的智能控制系统是必要而有意义的工作。

随着网络信息技术的发展，实现了当今社会各类需求，为人们生产生活提供了便利的条件，使工农业生产更加信息化、智能化。利用网络信息技术实时性和共享性的优势，采用智能控制决策的方法，研究开发一种智能控制系统解决了工农业现场的控制问题具实用价值。

2 控制系统结构

智能控制系统结构包括控制中心、网络传输模块、移动智能控制终端和生产线过程设备4 个主要部分组成，其中控制中心包括PC 机和显示屏；工农业生产线设备包括取料、分拣设备、工农业机器人加工部件、产品运送与立体库存放设备；移动智能控制终端是基于移动终端安装开发的智能APP，通过无线网络传输实时数据远程控制生产线运行情况；网络传输模块是利用互联网、无线传输设备以及研究开发的SSB-III 总线等组成，智能控制系统结构如图1 所示。

图1 智能控制系统结构框图

整个控制系统需要多个智能传感器，包括热释电红外传感器、位移传感器，主要功能即检查设备运行情况以及立体库存放环境和传输设备运行情况；烟雾感应装置和电流过载监控装置主要监测现场是否存在火灾等安全隐患；控制中心设置大屏幕和多个上位机显示器，用来对各个生产区域进行实施监测与控制。

数据采用互联网通信方式和无线通信方式同时双向传输，系统通过数据分析处理进行手动操作和自动操作实现智能控制，自动控制操作根据触发条件由控制中心自动发送操作指令，手动操作通过无线传输数据到管理员移动终端，根据提示进行手动操作控制，控制系统各部分相互关联，运行稳定。

3 控制系统的应用

智能控制在工农业现场的应用主要集中在生产加工过程中、先进制造过程中以及电力系统的控制中。为了解决加工和制造过程中复杂性问题，研究设计本智能控制系统，并应用于标识牌和底座等部件的加工制作生产线方面的应用。

工农业生产线过程控制即生产加工过程中实时监测设备运行环境和设备故障是否存在异常情况，数据通过互联网和无线设备传输到控制中心和管理员移动终端，通过数据分析处理后实现智能化控制。

3.1 取料与分拣过程

取料与分拣是通过智能系统控制机械手抓取待加工毛坯件，根据系统设定的规格参数进行自动化取料和分拣。取料与分拣设备包括气动动力装置、取料机械手和分拣机构，取料过程通过机械手移动和旋转完成，将良品和次品分别放在分拣机构的传送带上进行下一步处理。该系统的分拣机构具备自动化智能水平高、节约时间、工作效率高、节省物料和成本等优点，适用于体积小、质量不大的产品取料和分拣。

3.2 机器人加工过程

智能控制系统在生产线加工过程中通过控制工农业机器人和高精度数控机床完成。生产线选用了1 台中科数控GJ301-T 高精度钻攻数控机床、1 台视觉取料机器人、1 台六轴多关节上料机器人和1 台六轴多关节下料机器人完成上下料与加工。

视觉取料机器人利用视觉识别功能抓取分拣的良品毛坯件，放置在传送带上运输到数控机床待加工区，通过上料机器人抓取毛坯件装填到数控机床，完成标识牌底座和标识牌的图案与文字刻印等工作，待产品加工完成后由下料机器人取出并放置在产品传送带上，运输到产品暂存区，等待运输车取走存放。所有工农业机器人利用互联网信息技术通过智能控制系统进行实时通讯并完成全自动运行。

3.3 立体库存放过程

加工完成的成品通过智能AGV 运输车运送到立体库，完成产品的存放。AGV 运输车启动之前智能控制系统首先检测立体库情况，检测内容包括立体库存放环境、存放容量、存放位置以及智能AGV运输车是否符合运行条件等情况。

立体库与AGV 运输车符合运行条件时控制系统启动AGV 运输车并行使到产品暂存区，车上安装的视觉系统扫描到等待运输产品后，由车载机械手抓取产品到车上托盘内并依此摆放，托盘能够装载6 件底座或者标识牌，装载完毕运输车通过无线传输模块发送信号到控制中心请求命令，控制中心检查立体库具备存放条件后发送返回命令，AGV 运输车即运送产品到立体库空置区按顺序完成产品的存放，然后进行下一个周期的运输。

4 结 语

本智能控制系统的研究和应用是生产线与智能制造相结合的应用典型，能够为企业智能制造化水平的提升提供可靠的解决方案，同时也是企业设备和生产线革新的良好参照，有利于提高企业生产设备的智能化水平和我国的智能制造水平。