【正文】 起止日期 — 長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表 姓名 盧超望 學(xué)號(hào) 2020042103 專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 1班 設(shè)計(jì)題目 裝配流水線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 殷科生 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 評(píng)定成績(jī)： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見(jiàn)： 評(píng)定成績(jī)： 答辯小組長(zhǎng)簽名： 日期： 教研室意見(jiàn)： 最終評(píng)定等級(jí)： 教研室主任簽名： 日期： 說(shuō)明 課程設(shè)計(jì)成績(jī)分“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 目 錄 裝配流水線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 能與要求 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)了解 PLC 控制的企業(yè)裝配流水線基本原理以及工作流程，設(shè)計(jì) PLC 控制實(shí)現(xiàn)的模擬裝配流水線系統(tǒng)，控制多工位裝入、多工位裝配、單工位入庫(kù)等操作。 裝配流水線的基本介紹 裝配流水線的起源 20 世紀(jì)初 ,美國(guó)人亨利 .福特首先采用了流水線生產(chǎn)方法 ,在他的工廠內(nèi) ,專(zhuān)業(yè)化地將分工分的非常細(xì) ,僅僅一個(gè)生產(chǎn)單元的工序竟然達(dá)到了 7882 種 ,為了提高工人的勞動(dòng)效率 ,福特反復(fù)試驗(yàn) ,確定了一條裝配線上所需要的工人 ,以及每道工序之間的距離。大量生產(chǎn)的主要生產(chǎn)組織方式為流水生產(chǎn)，其基礎(chǔ)是由設(shè)備、工作地和傳送裝置構(gòu)成的設(shè)施系統(tǒng)，即流水生產(chǎn)線。流 水生產(chǎn)線是為特定的產(chǎn)品和預(yù)定的生產(chǎn)大綱所設(shè)計(jì)的；生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的主要決策問(wèn)題在流水生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)階段中就已經(jīng)做出規(guī)定。因此 ,把設(shè)備按工件的加工工序順序依次排列 ,用自動(dòng)輸送裝置將他們聯(lián)成一個(gè)整體 ,并用控制系統(tǒng)將各個(gè)部分的動(dòng)作協(xié)調(diào)起來(lái) ,使其按照規(guī)定的動(dòng)作自動(dòng)的進(jìn)行工作 ,這種自動(dòng)化的加工系統(tǒng)就稱(chēng)為自動(dòng)化 生產(chǎn)流水線。輸送線的傳輸方式有同步傳輸?shù)?/（強(qiáng)制式）也可以是非同步傳輸 /（柔性式），根據(jù)配置的選擇，可以實(shí)現(xiàn)裝配和輸送的要求。 流水線是勞動(dòng)者為了方便生產(chǎn)將生產(chǎn)對(duì)象人為的通過(guò)外界設(shè)備將其按照一定的線路順序通過(guò)各個(gè)操作點(diǎn)，以及用一定的速度來(lái)重復(fù)連續(xù)的完成生產(chǎn)過(guò)程。它具有以下 特征： ⑴工作地點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)化程度非常高； ⑵具有明顯的規(guī)律性； ⑶ 每條生產(chǎn)線的生產(chǎn)水平相似； ⑷ 生產(chǎn)過(guò)程封閉、不可逆； ⑸ 有很強(qiáng)的連續(xù)性。福特制的主要內(nèi)容： ⑴在科學(xué)組織生產(chǎn)的前提下謀求高效率和低成本。唯一最佳的 “ 單一產(chǎn)品原則 ” 。 ⑴內(nèi)容上：產(chǎn)品的裝配、零件的機(jī)械 加工、鍛壓、鑄造、熱處理、電鍍、焊接、油漆以及包裝等。這是常用的流水線的組織方式。要求制品的數(shù)量足夠大，以保證流水線上的設(shè)備有足夠的負(fù)荷 ； 多品種流水線：將結(jié)構(gòu)、工藝相似的兩種以上制品，統(tǒng)一組織到一條流水線上生產(chǎn)。一般多用于裝配階段生產(chǎn)。 ：強(qiáng)制節(jié)拍流水線、自由節(jié)拍流水線和粗略節(jié)拍流水線 強(qiáng)制節(jié)拍流水線 :要求準(zhǔn)確地按節(jié)拍出產(chǎn)制品 ； 自由節(jié)拍流水線 : 不嚴(yán)格要求按節(jié)拍出產(chǎn)制品 ,但要求工作地在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的生產(chǎn)率應(yīng)符合節(jié)拍要求 ； 粗略節(jié)拍流水線 : 各個(gè)工序的加工時(shí)間與節(jié)拍相差很大 ,為充分地利用人力、物力，只要求流水線每經(jīng)過(guò)一個(gè)合理的時(shí)間間隔，生產(chǎn)等量的制品，而每道工序并不按節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn)。 ： ⑴ 先進(jìn)性 ； ⑵ 良好的工藝性和互換性 ； ⑶ 標(biāo)準(zhǔn)化程度高 。 、規(guī)格化，且按時(shí)供應(yīng)。 。 PLC控制飲料裝瓶流水線的優(yōu)勢(shì) 相對(duì)于傳統(tǒng)的飲料裝瓶流水線，由 PLC 控制的裝瓶流水線其電氣部分由 PLC 控制。 PLC 中大量使用了 軟繼電器，使得外部接線更加簡(jiǎn)單，更容易維護(hù)。 由于飲料的裝瓶、蓋蓋、貼簽到成品入庫(kù)都可以用流水線來(lái)完成。為飲料裝瓶創(chuàng)造了一個(gè)很好的衛(wèi)生條件。同時(shí)由于飲料從裝瓶到入庫(kù)全由機(jī)器完成，進(jìn)一步降低了員工在生產(chǎn)線上發(fā)生事故的概率，更好地保護(hù)了員工的人身安全和企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全。其中包含了以下幾方面的含義： ⑴傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)； ⑵它的輸入量是某一被測(cè)量，如物理量、化學(xué)量、生物量等； ⑶它的輸出是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量； ⑷輸出與輸入間有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且有一定的精確度。 轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)。 實(shí)際上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，有些則較為復(fù)雜，大多數(shù)是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器。 傳感器的選擇 由于本次設(shè)計(jì)是以飲料裝瓶的裝配為例。 在自動(dòng)化流水線生產(chǎn)過(guò)程中，要用到很多傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的不同狀態(tài)。 本次設(shè)計(jì)用到的傳感器主要用在飲料瓶到達(dá)操作工位或倉(cāng)庫(kù)時(shí)，通過(guò)傳感器給 PLC 一個(gè)反饋信號(hào)使傳送帶停止運(yùn)行。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可 （即光敏傳感器對(duì)于物體的存在進(jìn)行反映，不管部件的移動(dòng)與否，只要處在光敏傳感器檢測(cè)范圍內(nèi)，它都會(huì)做出一個(gè)輸出信號(hào)） 。 可編程控制器概述 PLC 的產(chǎn)生 上世紀(jì) 60 年代，在沒(méi)有可編程控制器以前，在大部分工業(yè)生產(chǎn)中是以繼電器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能 ，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)主要有一下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于操作，價(jià)格便宜等，在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用甚廣，于此同時(shí)繼電器控制系統(tǒng)也有以下缺點(diǎn)體積比較大，動(dòng)作速度比較慢，耗電量多，壽命短，更有接線復(fù)雜，更改困難等。在 PLC 沒(méi)有出現(xiàn)以前，這些功能是通過(guò)繼電器控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 背景： 1968 年，美國(guó)通用汽車(chē)公司（ GM）為了增強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新和生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的多品種、小批量生產(chǎn)和不斷翻新汽車(chē)品牌的目的。 設(shè)計(jì)思想 ：將傳統(tǒng)的繼電器的控制技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)有效的結(jié)合起來(lái)，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。 PLC 吸取繼電器和計(jì)算機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了將控制系統(tǒng)面 向控制過(guò)程、面向客戶，在不同環(huán)境下適應(yīng)性強(qiáng)、操作方便、體積小、可靠性高，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。 PLC 的定義 隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng) PC）的出現(xiàn)和發(fā)展起來(lái)，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)以及區(qū)別個(gè)人計(jì)算機(jī)，將可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC），不過(guò)現(xiàn)在仍常常將 PLC 簡(jiǎn)稱(chēng) PC。其中國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）對(duì) PLC 的定義是：可編程序控制器是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 PLC 也不例外，為了讓 PLC 的可靠性更高，很多廠家都做了一下措施： ⑴在 PLC 內(nèi)部電路中，一般將其電路集成化，在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格的按需要的工藝制造，并運(yùn)用現(xiàn)在流行的功能模塊，將其電路模塊化以及加入抗干 擾功能，讓其擁有更好的可靠性。這也使 PLC 的故障率大大的降低，同時(shí)很大程度上使 PLC 的可靠性大大的提高。用戶可以通過(guò) PLC 的應(yīng)用軟件將外部器件的故障診斷程序編入 PLC，使整個(gè) PLC控制系統(tǒng)中的其他電路和電氣設(shè)備都能得到有效和及時(shí)的保護(hù)。 ⑷在工作方式上， PLC 采用了周 期掃描、集中采樣、集中輸出等工作方式極高了自身的扛干擾能力。這些產(chǎn)品能有效的滿足市場(chǎng)中不同規(guī)模的工業(yè)自動(dòng)化控制場(chǎng)合。 ，方便易用，受到工程技術(shù)人員的好評(píng) 作為現(xiàn)代通用的工業(yè)自動(dòng)化控制計(jì)算機(jī)。它可以用相對(duì)于繼電器少很多的接線和開(kāi)關(guān)量就能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的功能。 ，容易改造、方便維護(hù) 由于 PLC 出色的程序匯編使控制設(shè)備的外部接線和開(kāi)關(guān)量大大的減少，這不僅縮短了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期和外部設(shè)備的組成時(shí)間，也使電氣設(shè)