柔性自動化生產線實驗裝置的製作方法
2023-04-30 02:22:16
專利名稱：柔性自動化生產線實驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柔性自動化生產線實驗裝置，屬於教學儀器領域。
背景技術：
電氣控制技術是目前工業自動化行業內普遍認為的工業控制技術的發展趨勢。電氣控制技術的廣泛應用，使得高等院校對自動化教學系統教學實驗裝置有了大量的需求。工業控制中實際應用的電氣控制技術系統由於點數多、分布廣，不適宜直接作為教學實驗裝置。目前市場上適用於自動化領域的教學實驗裝置雖然很多，但還沒有完整的體現電氣控制技術特點的教學實驗裝置。許多廠家生產的產品涉及學科單一，只能做一些演示性的實驗，這樣不能很好的培養學生的動手能力。
發明內容本發明目的在於提供一種結構緊湊、實驗範圍廣的柔性自動化生產線實驗裝置。
所述的柔性自動化生產線實驗裝置，包括主監控站、若干從站，所述的從站包括生產設備、從站處理器和通信模塊，所述的生產設備的傳感模塊與從站處理器的輸入接口連接，所述的生產設備的執行模塊與從站處理器的輸出接口連接，所述的從站處理器經通信模塊與主監控站連接。
進一步，所述的主監控站包括上位編程監控機、主站處理器，所述的上位編程監控機與主站處理器通信連接，所述的從站處理器經通信模塊與主站處理器連接。
再進一步，所述的主站處理器經乙太網模塊與上位編程監控機連接。
再進一步，所述的主站處理器還連接有觸控螢幕。
進一步，所述的主監控站採用上位編程監控機，所述的上位編程監控機連接數據採集卡，所述的從站處理器連接數據採集板，數據採集卡與數據採集板連接。
本發明可以選擇地採用應用於教學實驗裝置的網絡結構的現場總線技術或PCI數據採集技術，它具有控制層的通訊速率在一定範圍內可調、控制精度高、執行器動作快和可構成全數位化迴路的優點。所述的現場總線技術可以選用商業上應用的西門子工業現場總線網絡結構或三菱工業現場總線網絡結構等。
再進一步，所述的從站由上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站、分類站組成，所述從站的生產設備分別對應於用於上料和檢測工件的上料檢測設備；用於將工件從上站搬至下一站的搬運設備；用於加工工件的加工設備；用於安裝工件的安裝設備；用於在安裝工件前後搬運工件的安裝搬運設備；用於對工件分類的分類設備。
本發明所述的實驗裝置具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統獨立控制。採用若干從站分開培訓可以容納較多的學員同時學習。在基本單元模塊培訓完成以後，又可以將相鄰的兩站、三站……直至六站連在一起，學習複雜系統的控制、編程、裝配和調試技術。通過本發明還可以學習上料料鬥的工作原理、各種傳感器的使用、氣動元件的使用和調整、技術技能、學習方法等。在實驗過程中，通過這套系統還可以培訓和發展學生團隊精神、合作精神和組織能力。因此，本發明提供的是一個綜合的實驗環境，通過本發明可進行傳感器技術、氣動技術、電機驅動和可編程控制技術等多方面的培訓，具有較大的實用價值。
(四)
圖1為所述柔性自動化生產線實驗裝置的結構示意圖。
圖2為本發明採用西門子工業現場總線結構圖。
圖3為本發明採用三菱工業現場總線結構圖(乙太網--CC-Link結構)。
圖4為本發明採用三菱工業現場總線結構圖(RS-485結構)。
圖5為本發明採用工業現場PCI數據採集結構圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的結構方案作進一步具體的說明。(除非特別說明，說明書附圖及下文提到的「主站CPU」指主站處理器，「從站CPU」指從站處理器。)實施例1參照圖1和圖2，一種所述的柔性自動化生產線實驗裝置，包括主監控站、若干從站，所述的從站包括生產設備、從站處理器和通信模塊，所述的生產設備的傳感模塊與從站處理器的輸入接口連接，所述的生產設備的執行模塊與從站處理器的輸出接口連接，所述的從站處理器經通信模塊與主監控站連接。所述的主監控站包括上位編程監控機、主站處理器，所述的主站處理器經乙太網模塊與上位編程監控機連接。所述的從站處理器經通信模塊與主站處理器連接。所述的主站處理器還連接有觸控螢幕。
本實施例採用西門子工業現場總線結構，在「主站CPU」和六個「從站CPU」之間，通過西門子「主站CPU」上集成的PROFIBUS-DP接口和各從站配置的「PROFIBUS-DP模塊」構成數據監控的西門子PROFIBUS-DP通訊網絡。
六個從站的運行狀態數據(數字I/O量)通過傳感模塊輸送至各「從站CPU」中，各「從站CPU」把這些運行狀態數據通過PROFIBUS-DP通訊網絡傳遞至「主站CPU」中，「主站CPU」把這些數據通過工業乙太網傳遞至上位編程監控機中。這樣就完成了現場設備運行狀態數據到上位監控的傳送。另外，「主站CPU」上連接有觸控螢幕，可對整個系統的運行狀態進行監控。
反之，上位編程監控機把控制數據通過工業乙太網傳遞至「主站CPU」中，「主站CPU」把這些控制數據通過PROFIBUS-DP通訊網絡傳遞至各「從站CPU」中，「從站CPU」通過輸出接口把控制數據傳遞至各執行模塊。這樣就完成了上位控制數據到現場設備執行器的傳送。
所述的從站由上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站、分類站組成，所述從站的生產設備分別對應於用於上料和檢測工件的上料檢測設備；用於將工件從上站搬至下一站的搬運設備；用於加工工件的加工設備；用於安裝工件的安裝設備；用於在安裝工件前後搬運工件的安裝搬運設備；用於對工件分類的分類設備。
系統中工件從一站到另一站的物流傳遞過程為上料檢測設備將大工件按順序排好後提升送出。搬運設備將大工件從上料檢測站搬至加工站。加工設備將大工件加工後送出工位。安裝搬運設備將大工件搬至安裝工位放下。安裝設備再將對應的小工件裝入大工件中。而後，安裝搬運設備再將安裝好的工件送分類設備，分類設備再將工件送入相應的料倉。本發明每一從站都有一套獨立的控制系統(傳感模塊、執行模塊、處理器和通信模塊)，因此，該系統可拆分開來學習，以保證初學者容易入門和足夠的學習工位，而將各站聯在一起集成為系統後，能為學員提供一個學習複雜和大型控制系統的學習平臺。
實施例2參照圖1和圖3，本實施例與實施例1的不同之處在於採用三菱工業現場總線結構(工業乙太網--CC-Link)。
在「主站CPU」和六個「從站CPU」之間，通過三菱「主站CPU」上配置的「CC-Link」模塊和各「從站CPU」上配置的「CC-Link模塊」構成數據監控的三菱CC-Link通訊網絡。
六個從站的運行狀態數據(數字I/O量)通過傳感模塊輸送至各「從站CPU」中，各「從站CPU」把這些運行狀態數據通過CC Link通訊網絡傳遞至「主站CPU」中，「主站CPU」把這些數據通過工業乙太網傳遞至上位編程監控機中。這樣就完成了現場設備運行狀態數據到上位監控的傳送。另外，「主站CPU」上連接有觸控螢幕，可對整個系統的運行狀態進行監控。
反之，上位編程監控機把控制數據通過工業乙太網傳遞至「主站CPU」中，「主站CPU」把這些控制數據通過CC-Link通訊網絡傳遞至各「從站CPU」中，「從站CPU」通過輸出接口把控制數據傳遞至各執行模塊，這樣就完成了上位控制數據到現場設備執行器的傳送。
實施例3參照圖1和圖4，本實施例與實施例1的不同之處在於採用三菱工業現場總線結構(RS485)。
在「主站CPU」和六個「從站CPU」之間，通過三菱「主站CPU」上配置的「RS485接口模塊」和各從站配置的「RS485接口模塊」構成數據監控的三菱RS-485通訊網絡。
六個從站的運行狀態數據(數字I/O量)通過傳感模塊輸送至各「從站CPU」中，各「從站CPU」把這些運行狀態數據通過RS-485通訊網絡傳遞至「主站CPU」中，「主站CPU」把這些數據通過本身集成的編程通訊接口傳遞至上位編程監控機中。這樣就完成了現場設備運行狀態數據到上位監控的傳送。另外，「主站CPU」上連接有觸控螢幕，可對整個系統的運行狀態進行監控。
反之，上位編程監控機把控制數據通過「主站CPU」本身集成的編程通訊接口傳遞至「主站CPU」中，「主站CPU」把這些控制數據通過RS-485通訊網絡傳遞至各「從站CPU」中，「從站CPU」通過輸出接口把控制數據傳遞至各執行模塊，這樣就完成了上位控制數據到現場設備執行器的傳送。
實施例4參照圖1和圖5，本實施例與實施例1的不同之處在於採用計算機PCI數據採集結構。所述的主監控站採用上位編程監控機，所述的上位編程監控機連接數據採集卡，所述的從站處理器連接數據採集板，數據採集卡與數據採集板連接。
在「上位編程監控機」和「從站CPU」之間，通過「上位編程監控機」上連接的工業現場「數據採集卡」和「從站CPU」上連接的「數據採集板」構成工業現場PCI數據採集控制網絡。「從站CPU」與「上位編程監控機」之間的運行狀態數據及控制數據的傳送均由工業現場PCI數據採集控制網絡完成。
權利要求
1.一種柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於包括主監控站、若干從站，所述的從站包括生產設備、從站處理器和通信模塊，所述的生產設備的傳感模塊與從站處理器的輸入接口連接，所述的生產設備的執行模塊與從站處理器的輸出接口連接，所述的從站處理器經通信模塊與主監控站連接。
2.如權利要求1所述的柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於所述的主監控站包括上位編程監控機、主站處理器，所述的上位編程監控機與主站處理器通信連接，所述的從站處理器經通信模塊與主站處理器連接。
3.如權利要求2所述的柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於所述的主站處理器經乙太網模塊與上位編程監控機連接。
4.如權利要求2所述的柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於所述的主站處理器還連接有觸控螢幕。
5.如權利要求3所述的柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於所述的主站處理器還連接有觸控螢幕。
6.如權利要求1所述的柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於所述的主監控站採用上位編程監控機，所述的上位編程監控機連接數據採集卡，所述的從站處理器連接數據採集板，數據採集卡與數據採集板連接。
7.如權利要求1～6之一所述的柔性自動化生產線實驗裝置，其特徵在於所述的從站由上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站、分類站組成，所述從站的生產設備分別對應於用於上料和檢測工件的上料檢測設備；用於將工件從上站搬至下一站的搬運設備；用於加工工件的加工設備；用於安裝工件的安裝設備；用於在安裝工件前後搬運工件的安裝搬運設備；用於對工件分類的分類設備。
全文摘要
本發明涉及一種柔性自動化生產線實驗裝置，包括主監控站、若干從站，所述的從站包括生產設備、從站處理器和通信模塊，所述的生產設備的傳感模塊與從站處理器的輸入接口連接，所述的生產設備的執行模塊與從站處理器的輸出接口連接，所述的從站處理器經通信模塊與主監控站連接。通過本發明可進行傳感器技術、氣動技術、電機驅動和可編程控制技術等多方面的培訓，具有較大的實用價值。
文檔編號G09B25/00GK1949300SQ200610053228
公開日2007年4月18日 申請日期2006年8月31日 優先權日2006年8月31日
發明者王玉琦 申請人:浙江天煌科技實業有限公司