MPS自动生产线气动系统PLC控制分析设计开题报告

 2020-04-02 11:04
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1、研究目的及意义

1.1 研究目的

MPS(Modular Production training System),即模块化生产培训系统。MPS是一套开放式设备,用户可以根据自己的需要选择设备组成单元的数量、类型,一个单元亦可自成一个独立的控制系统,而由多个单元组成的生产系统可以体现自动化生产线的控制特点。在自动化技术领域广泛应用的PLC技术,是 可编 程 逻 辑 控 制 器(Programmable Logic Controller)的缩写,基于 PLC 技术的特点,以及PLC 技术的不断发展,在自动化设计领域,PLC 技术的应用范围逐渐扩大。

本文研究的目的是研究模拟开发出一套实用性强、工作可靠、操作方便、效率高、成本低的基于PLC的MPS自动化生产线的控制系统。在参考国内外常见的自动化生产线系统基础上,本文开发出集工业总线技术、网络通信技术、机械传动与执行机构技术、控制技术、电气控制技术、气动技术、传感器技术于一体的MPS自动生产线模拟控制系统,其主要涉及上料、检测、加工、搬运及分拣五个模块,希望通过此次设计改进目前自动化生产线的技术问题,为模块化自动生产线的开发设计提供技术上的探索和有益的借鉴。

1.2 研究意义

目前,自动化生产线成套装备已成为主要发展方向。国内外汽车行业、电子和电器行业、物流与仓储行业等已大量使用机器人自动化生产线,保证了其产品的质量和生产的高效。典型的有大型轿车冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子和电器等的机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备、机器人整车及发动机装配自动化系统技术和成套设备、AGV物流与仓储自动化成套技术及装备等,这些自动化生产设备的使用大大推动了这些行业的快速发展,提升了制造技术的先进性。然而目前国内的自动化生产技术尚不发达,大部分公司的自动化生产线柔性较差,设备利用率较低,所以,模块化自动化生产线的研究就体现出它的势在必行及重要意义。

1.3 国内外研究现状


(一)自动生产系统的研究现状

当下,随着各行各业的发展,其自动化的程度也越来越高,尤其对于食品行业,药物制造行业,电子设备生产行业,更是极为重要的一环。自动化生产线的使用使得这些单位在运转上更为快捷,降低了人为因素带来的干扰同时也保证了商品及货物的安全性。现在的自动化水平不断提升,对于自动化系统的研究也不止国内在做。就拿德国的FESTO当成范例,它对于自动化系统及相关技术作了较为深入的研究,保留了工业生产的特点,并且将传感器相关技术,机械控制及相关技术融为一体,互为引用,使之能够相辅相成,给予研究者新的思路和更加广阔的研究空间。

就我国而言,就拿深圳固高科技有限公司作为范例,也都不甘落后的进行了模块化自动系统地研究,在设备加工这一块取得了很好的进展;再比如说龙州科技仪器有限公司就属于在我国较为先驱的应用模块化自动化系统的公司,同时融合了光、电、气等元素,进行自动安装匹配器件。国内自动化生产系统相较而言仍是比较弱后,样式种类不及他国多,经济性也不甚理想。产品在生产过程中需要经过多道工序,各有不同,且其种类繁多所应应用手法也都不尽相同,很多公司在完成生产的工程中,一些精密步骤,检验工序仍然是由人为完成,自动化安装配置实在是一个繁复的工程;从另一方面而言,国内关于自动化装配技术还处于探索阶段,需要投入更多的人力和物力进行开发和研究,必须尽快的赶上自动化生产技术的大趋势。

在近几年,气动系统在自动化生产线中起到了越来越重要的作用,其具有的安全、高效、经济性高等优点被许多的公司所重视。模块化生产加工系统367作为机电一体化程度较高的产品,便是把气动技术融入其中,能够轻易实现自主程序编码及自动控制,具有相当高的技术含量。367系统使得公司的员工能够方便的进行模拟培训从而使一些生产线上的操作无法进行模拟的困难不会再是困难,再者可以进一步将这项技术与计算机联系在一起,利用仿真技术在计算机上进行模拟实验,最终可以达到一台机器培训大量员工的效果。

(二)模块化生产加工系统的国内外研究现状

模块化的构想始于德国,他们提出了“模块化构造”,这项技术一经使用,由其经济性能极佳,而且也同时具备安全,无污染的特点,被迅速普及,这项技术也由此开始了迅猛的发展。日本于1977年在模块化构造的基础之上增加了柔性元素,对模块进行了进一步的细分使得各类模块各有对应,形成了多级系统。20世纪90年代之后,模块化生产有了更多注视的目光。劳俊通过进一步的研究和实践,将模块以系统功能为原则进行了详细的划分使之能够进行独立运行,标准接口化,使之匹配更加迅速,应用更为广泛。

Werner等通过对模块化自动生产技术的进一步分析和实践指出(MPS)同样能够为成批量,是一类性能极佳,经济性较高的系统。Bruno和Lotter等基于IMS智能制造系统与模块化自动生产技术相融合形成一种制造系统模型,这种制造系统模型与计算机电子虚拟制造相互结合,能够于模拟仿真环境下进行虚拟设计制造,在设计程序中和制造过程里将制造系统与模块化自动技术有机的结合在一起,从而使得模块化制造系统能够达到过程集成以及系统重构的目的。
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