PLC控制下的工業自動化生產線設計

德州職業技術學院 張琳吝

隨著社會經濟水平的不斷提高和信息時代的不斷發展，工業生產逐漸向信息化、自動化、智能化方向不斷發展。在這樣的背景下，PLC控制技術應運而生，該技術憑借著自身安全性高、抗干擾性強、能耗低等特點，被廣泛地應用于工業生產領域中，逐漸代替了人工作業方式，為進一步提高提高工業自動化生產水平發揮出重要作用。為此，在PLC控制技術的應用背景下，通過對現有機床進行優化和改造，設計一條自動化生產線，以實現工件的自動化上料操作和下料操作。基于以上情況，本文首先在介紹工業自動化生產線概述的基礎上，從PMC輸入輸出分配、機器人I/O分配、PLCI/O分配三個方面入手，研究了控制系統輸入輸出分配；其次，從機床加工程序及PMC梯形圖的編寫、機器人程序的編寫、PLC程序的編寫三個方面入手，分析了控制系統程序的編寫；最后，探討了控制系統過程監控。希望通過這次研究，為技術人員提供有效的借鑒和參考。

1 工業自動化生產線

1.1 工業自動化生產線的組成

工件在具體的生產和加工中，通常要用到四道不同的工序，因此，工業自動化生產線主要包含以下幾個部分，分別是數控車床、機器人、液壓工作站、空氣壓縮機、原料倉、輸送機構、成品倉。機床和機器人各選一臺負責特定工序，工業機器人主要用于對工件的自動化搬運操作，確保原料倉上的工件能夠自動化轉移到數控機床中，當工件經過各個工序加工和處理后，可以利用機器人將其搬運到成品庫中，各個工序在執行的過程中，要保證機器人與輸送機構之間能夠很好地銜接起來。

表1 PMC輸入輸出分配

表2 機器人I/O分配

表3 PLCI/O分配

1.2 工業自動化生產線主要元件功能

該生產線在具體的工作中，主要涉及到了四個不同的工序，本文以第一道工序為例，對該生產線的主要元件功能進行詳細介紹。該工序主要元件功能體現在以下幾個方面：（1）廢料區主要用于對異常毛坯進的暫時性存儲；（2）旋轉送料機構主要用于對毛坯的送料操作；（3）機器人控制器主要用于對機器人運行過程的控制和調整。

2 控制系統輸入輸出分配

2.1 PMC輸入輸出分配

數控機床在具體的改進中，需要利用PMC，并采用交換外部信號的方式，實現PMC與機床信號的有效交換。同時，還要做好對生產線內部各個元件信號的合理分配。PMC輸入輸出分配如表1所示。

2.2 機器人I/O分配

機器人I/O分配如表2所示。

對于機器人而言，其輸入輸出在具體的分配中，需要用到兩種不同類型的電纜，分別是CNIN電纜和CNOUT電纜，同時，還將這兩種電纜與PLC控制系統進行有效連接。

2.3 PLCI/O分配

為了提高工業自動化生產線的最終設計水平，實現對現有機床的科學改造和優化，技術人員要嚴格按照控制系統功能相關標準和要求，對相關功能進行優化和擴展，以滿足PLC輸入輸出分配需求。PLCI/O分配如表3所示。

3 控制系統程序的編寫

3.1 機床加工程序及PMC梯形圖的編寫

為了實現工件自動化加工和生產，提高機床智能化控制水平，技術人員要重視對機床加工程序的編寫，同時，還要在現有PMC梯形圖的前提下，增添新的功能，確保防護門、尾座等相關動作的規范性和標準性。防護門開啟梯形圖如圖1所示。

圖1 防護門開啟梯形圖

3.2 機器人程序的編寫

為了確保機器人運行的正常性和穩定性，技術人員還要重視對機器人程序的編寫，對于機器人而言，其程序主要用于對工件自動化上下料操作相關功能的實現，通過編寫多個子程序，然后，采用調用主程序的方式，實現對所有程序的編譯和運行。機器人相關主程序代碼如下。

3.3 PLC程序的編寫

通過編寫PLC程序，可以采用自動化控制方式對機床和機器人之間的交互信號進行全面控制，同時，還能對工業自動化生產線上的電動機、按鈕和指示燈等元件進行科學控制和調整，確保控制系統能夠正常、穩定、可靠、安全地運行。

4 控制系統過程監控

控制系統功能完善，實用性強，不僅操作簡單、易維護，運行性能良好，為用戶帶來良好的使用體驗。為了更好地驗證控制系統運行的可靠性和穩定性，技術人員還要充分利用相關組態軟件，對工業自動化生產線整個工作過程進行實時監控，確保該系統的數據處理功能、報警功能、動畫顯示功能等各個功能能夠正常運行，只有這樣，才能進一步提高控制系統的運行性能，為有效地普及和推廣控制系統，提高工業自動化生產水平產生積極的影響。

結束語：綜上所述，在PLC控制技術的應用背景下，通過設計一條工業自動化生產線，實現了對現有機床的改造和優化，同時，利用控制卡盤，在借助機器人相關功能的基礎上，確保工件能夠自動進行上料操作和下料操作，以提高機床的自動化控制水平。此外，通過采用編寫機器人程序的方式，將PLC控制技術充分應用于機床的改造中，為實現機床與機器人之間的有效互動和交流打下堅實的基礎。經過試驗后，發現所設計的工業自動化生產線具有很強的可行性，能夠實現工件的自動化上下料，降低了作業人員的體力勞動強度，為促進軸類加工生產向自動化、信息化和現代化方向不斷發展產生積極的影響。