教学型柔性制造生产线控制系统的设计与实现

发布时间：2017-07-08 12:25

  本文关键词：教学型柔性制造生产线控制系统的设计与实现

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【摘要】：柔性制造系统(FMS)己成为现代制造业的主要生产模式,我国在该领域从事研究的机构较少,迫切需要这方面人才。针对这一问题,本文以实际工业生产的FMS为设计蓝本,融入实际工业控制的主流技术,设计了小型、低成本、适用于教学的柔性制造生产线的控制系统。本文根据柔性制造系统设备组成的特点将其分为加工存储系统和物流系统两大部分。在加工存储系统中,针对其硬件组成模块化的特点,提出了基于PLC模块控制+PROFIBUS-DP总线控制的方案。首先对于各单站配备独立的PLC来控制,使各单站可以自成一个独立的制造单元,实现各单站可靠稳定运行;然后采用PROFIBUS-DP总线连接主站与从站,使用STEP7软件对系统进行硬件组态构成控制网络,实现上料检测、安装搬运、加工钻孔、分类存储整个自动化生产过程的连续控制。在物流系统中,基于AGV小车使用无线通信的特点,提出了基于MES+组态王监控的控制方案。首先采用组态王(KingView)软件对监控画面进行组态,实现现场设备运行情况的动态显示;然后采用面向对象的思想使用C#语言实现物流系统中KingView OPC服务器的访问、电子路径的规划、任务调度的执行、AGV自动/手动的控制等MES客户端程序,实现了对物流系统的实时控制,使系统的柔性更加突出。经多次测试结果表明,本文设计的控制系统可以稳定可靠地运行,真实再现了实际生产的情况,具有良好的开放性、可重构性和可扩展性。
【关键词】：柔性制造系统(FMS) PLC PROFIBUS-DP MES 组态王
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB497
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及来源8-9
• 1.2 柔性制造系统发展现状9-10
• 1.2.1 柔性制造系统国内外发展现状9-10
• 1.2.2 教学型柔性制造系统国内外发展现状10
• 1.3 课题研究意义10-11
• 1.4 论文的主要工作及章节安排11-13
• 第二章 柔性制造生产线控制系统方案分析13-25
• 2.1 柔性制造系统构成及特征13-15
• 2.2 柔性制造系统布局分析15-17
• 2.3 加工存储系统控制分析17-19
• 2.4 物流系统控制分析19-21
• 2.4.1 MES技术19-20
• 2.4.2 物流系统控制分析20-21
• 2.5 物流系统调度算法选择21-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 加工存储系统控制设计25-45
• 3.1 加工存储系统的控制设计25-26
• 3.1.1 基于PLC和PROFIBUS的加工存储系统控制设计25-26
• 3.1.2 开发环境26
• 3.2 加工存储系统控制实现26-44
• 3.2.1 上料检测单元26-29
• 3.2.2 操作手单元29-33
• 3.2.3 安装单元33-36
• 3.2.4 加工单元36-39
• 3.2.5 立体仓储单元39-42
• 3.2.6 硬件组态的实现42-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第四章 物流系统控制设计45-65
• 4.1 物流系统控制方案的设计45-47
• 4.1.1 基于MES和KingView的物流系统控制设计45-47
• 4.1.2 开发平台及运行环境47
• 4.2 物流系统组态监控的设计47-53
• 4.2.1 KingView监控设计47-50
• 4.2.2 MES与KingView交互设计50-52
• 4.2.3 数据存储设计52-53
• 4.3 物流系统调度的设计53-57
• 4.3.1 AGV行走路径设计53-54
• 4.3.2 AGV任务调度设计54-57
• 4.4 基于MES物流控制系统实现57-64
• 4.4.1 用户管理模块57-58
• 4.4.2 系统监控模块58-60
• 4.4.3 通讯模块60-61
• 4.4.4 自动调度模块61-62
• 4.4.5 手动控制模块62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 系统运行与测试65-72
• 5.1 系统运行及监控测试65-70
• 5.1.1 系统运行准备65-67
• 5.1.2 系统运行测试67-69
• 5.1.3 系统监控测试69-70
• 5.2 系统调试过程中出现的问题与解决70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-75
• 攻读学位期间取得的研究成果75-76
• 致谢76

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本文编号：534579