专利名称：柔性自动化生产线实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性自动化生产线实验装置，属于教学仪器领域。
背景技术：
电气控制技术是目前工业自动化行业内普遍认为的工业控制技术的发展趋势。电气控制技术的广泛应用，使得高等院校对自动化教学系统教学实验装置有了大量的需求。工业控制中实际应用的电气控制技术系统由于点数多、分布广，不适宜直接作为教学实验装置。目前市场上适用于自动化领域的教学实验装置虽然很多，但还没有完整的体现电气控制技术特点的教学实验装置。许多厂家生产的产品涉及学科单一，只能做一些演示性的实验，这样不能很好的培养学生的动手能力。
发明内容本发明目的在于提供一种结构紧凑、实验范围广的柔性自动化生产线实验装置。
所述的柔性自动化生产线实验装置，包括主监控站、若干从站，所述的从站包括生产设备、从站处理器和通信模块，所述的生产设备的传感模块与从站处理器的输入接口连接，所述的生产设备的执行模块与从站处理器的输出接口连接，所述的从站处理器经通信模块与主监控站连接。
进一步，所述的主监控站包括上位编程监控机、主站处理器，所述的上位编程监控机与主站处理器通信连接，所述的从站处理器经通信模块与主站处理器连接。
再进一步，所述的主站处理器经以太网模块与上位编程监控机连接。
再进一步，所述的主站处理器还连接有触摸屏。
进一步，所述的主监控站采用上位编程监控机，所述的上位编程监控机连接数据采集卡，所述的从站处理器连接数据采集板，数据采集卡与数据采集板连接。
本发明可以选择地采用应用于教学实验装置的网络结构的现场总线技术或PCI数据采集技术，它具有控制层的通讯速率在一定范围内可调、控制精度高、执行器动作快和可构成全数字化回路的优点。所述的现场总线技术可以选用商业上应用的西门子工业现场总线网络结构或三菱工业现场总线网络结构等。
再进一步，所述的从站由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站组成，所述从站的生产设备分别对应于用于上料和检测工件的上料检测设备；用于将工件从上站搬至下一站的搬运设备；用于加工工件的加工设备；用于安装工件的安装设备；用于在安装工件前后搬运工件的安装搬运设备；用于对工件分类的分类设备。
本发明所述的实验装置具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。采用若干从站分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站……直至六站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。通过本发明还可以学习上料料斗的工作原理、各种传感器的使用、气动元件的使用和调整、技术技能、学习方法等。在实验过程中，通过这套系统还可以培训和发展学生团队精神、合作精神和组织能力。因此，本发明提供的是一个综合的实验环境，通过本发明可进行传感器技术、气动技术、电机驱动和可编程控制技术等多方面的培训，具有较大的实用价值。
(四)
图1为所述柔性自动化生产线实验装置的结构示意图。
图2为本发明采用西门子工业现场总线结构图。
图3为本发明采用三菱工业现场总线结构图(以太网--CC-Link结构)。
图4为本发明采用三菱工业现场总线结构图(RS-485结构)。
图5为本发明采用工业现场PCI数据采集结构图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的结构方案作进一步具体的说明。(除非特别说明，说明书附图及下文提到的“主站CPU”指主站处理器，“从站CPU”指从站处理器。)实施例1参照图1和图2，一种所述的柔性自动化生产线实验装置，包括主监控站、若干从站，所述的从站包括生产设备、从站处理器和通信模块，所述的生产设备的传感模块与从站处理器的输入接口连接，所述的生产设备的执行模块与从站处理器的输出接口连接，所述的从站处理器经通信模块与主监控站连接。所述的主监控站包括上位编程监控机、主站处理器，所述的主站处理器经以太网模块与上位编程监控机连接。所述的从站处理器经通信模块与主站处理器连接。所述的主站处理器还连接有触摸屏。
本实施例采用西门子工业现场总线结构，在“主站CPU”和六个“从站CPU”之间，通过西门子“主站CPU”上集成的PROFIBUS-DP接口和各从站配置的“PROFIBUS-DP模块”构成数据监控的西门子PROFIBUS-DP通讯网络。
六个从站的运行状态数据(数字I/O量)通过传感模块输送至各“从站CPU”中，各“从站CPU”把这些运行状态数据通过PROFIBUS-DP通讯网络传递至“主站CPU”中，“主站CPU”把这些数据通过工业以太网传递至上位编程监控机中。这样就完成了现场设备运行状态数据到上位监控的传送。另外，“主站CPU”上连接有触摸屏，可对整个系统的运行状态进行监控。
反之，上位编程监控机把控制数据通过工业以太网传递至“主站CPU”中，“主站CPU”把这些控制数据通过PROFIBUS-DP通讯网络传递至各“从站CPU”中，“从站CPU”通过输出接口把控制数据传递至各执行模块。这样就完成了上位控制数据到现场设备执行器的传送。
所述的从站由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站组成，所述从站的生产设备分别对应于用于上料和检测工件的上料检测设备；用于将工件从上站搬至下一站的搬运设备；用于加工工件的加工设备；用于安装工件的安装设备；用于在安装工件前后搬运工件的安装搬运设备；用于对工件分类的分类设备。
系统中工件从一站到另一站的物流传递过程为上料检测设备将大工件按顺序排好后提升送出。搬运设备将大工件从上料检测站搬至加工站。加工设备将大工件加工后送出工位。安装搬运设备将大工件搬至安装工位放下。安装设备再将对应的小工件装入大工件中。而后，安装搬运设备再将安装好的工件送分类设备，分类设备再将工件送入相应的料仓。本发明每一从站都有一套独立的控制系统(传感模块、执行模块、处理器和通信模块)，因此，该系统可拆分开来学习，以保证初学者容易入门和足够的学习工位，而将各站联在一起集成为系统后，能为学员提供一个学习复杂和大型控制系统的学习平台。
实施例2参照图1和图3，本实施例与实施例1的不同之处在于采用三菱工业现场总线结构(工业以太网--CC-Link)。
在“主站CPU”和六个“从站CPU”之间，通过三菱“主站CPU”上配置的“CC-Link”模块和各“从站CPU”上配置的“CC-Link模块”构成数据监控的三菱CC-Link通讯网络。
六个从站的运行状态数据(数字I/O量)通过传感模块输送至各“从站CPU”中，各“从站CPU”把这些运行状态数据通过CC Link通讯网络传递至“主站CPU”中，“主站CPU”把这些数据通过工业以太网传递至上位编程监控机中。这样就完成了现场设备运行状态数据到上位监控的传送。另外，“主站CPU”上连接有触摸屏，可对整个系统的运行状态进行监控。
反之，上位编程监控机把控制数据通过工业以太网传递至“主站CPU”中，“主站CPU”把这些控制数据通过CC-Link通讯网络传递至各“从站CPU”中，“从站CPU”通过输出接口把控制数据传递至各执行模块，这样就完成了上位控制数据到现场设备执行器的传送。
实施例3参照图1和图4，本实施例与实施例1的不同之处在于采用三菱工业现场总线结构(RS485)。
在“主站CPU”和六个“从站CPU”之间，通过三菱“主站CPU”上配置的“RS485接口模块”和各从站配置的“RS485接口模块”构成数据监控的三菱RS-485通讯网络。
六个从站的运行状态数据(数字I/O量)通过传感模块输送至各“从站CPU”中，各“从站CPU”把这些运行状态数据通过RS-485通讯网络传递至“主站CPU”中，“主站CPU”把这些数据通过本身集成的编程通讯接口传递至上位编程监控机中。这样就完成了现场设备运行状态数据到上位监控的传送。另外，“主站CPU”上连接有触摸屏，可对整个系统的运行状态进行监控。
反之，上位编程监控机把控制数据通过“主站CPU”本身集成的编程通讯接口传递至“主站CPU”中，“主站CPU”把这些控制数据通过RS-485通讯网络传递至各“从站CPU”中，“从站CPU”通过输出接口把控制数据传递至各执行模块，这样就完成了上位控制数据到现场设备执行器的传送。
实施例4参照图1和图5，本实施例与实施例1的不同之处在于采用计算机PCI数据采集结构。所述的主监控站采用上位编程监控机，所述的上位编程监控机连接数据采集卡，所述的从站处理器连接数据采集板，数据采集卡与数据采集板连接。
在“上位编程监控机”和“从站CPU”之间，通过“上位编程监控机”上连接的工业现场“数据采集卡”和“从站CPU”上连接的“数据采集板”构成工业现场PCI数据采集控制网络。“从站CPU”与“上位编程监控机”之间的运行状态数据及控制数据的传送均由工业现场PCI数据采集控制网络完成。
权利要求
1.一种柔性自动化生产线实验装置，其特征在于包括主监控站、若干从站，所述的从站包括生产设备、从站处理器和通信模块，所述的生产设备的传感模块与从站处理器的输入接口连接，所述的生产设备的执行模块与从站处理器的输出接口连接，所述的从站处理器经通信模块与主监控站连接。
2.如权利要求1所述的柔性自动化生产线实验装置，其特征在于所述的主监控站包括上位编程监控机、主站处理器，所述的上位编程监控机与主站处理器通信连接，所述的从站处理器经通信模块与主站处理器连接。
3.如权利要求2所述的柔性自动化生产线实验装置，其特征在于所述的主站处理器经以太网模块与上位编程监控机连接。
4.如权利要求2所述的柔性自动化生产线实验装置，其特征在于所述的主站处理器还连接有触摸屏。
5.如权利要求3所述的柔性自动化生产线实验装置，其特征在于所述的主站处理器还连接有触摸屏。
6.如权利要求1所述的柔性自动化生产线实验装置，其特征在于所述的主监控站采用上位编程监控机，所述的上位编程监控机连接数据采集卡，所述的从站处理器连接数据采集板，数据采集卡与数据采集板连接。
7.如权利要求1～6之一所述的柔性自动化生产线实验装置，其特征在于所述的从站由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站组成，所述从站的生产设备分别对应于用于上料和检测工件的上料检测设备；用于将工件从上站搬至下一站的搬运设备；用于加工工件的加工设备；用于安装工件的安装设备；用于在安装工件前后搬运工件的安装搬运设备；用于对工件分类的分类设备。
全文摘要
本发明涉及一种柔性自动化生产线实验装置，包括主监控站、若干从站，所述的从站包括生产设备、从站处理器和通信模块，所述的生产设备的传感模块与从站处理器的输入接口连接，所述的生产设备的执行模块与从站处理器的输出接口连接，所述的从站处理器经通信模块与主监控站连接。通过本发明可进行传感器技术、气动技术、电机驱动和可编程控制技术等多方面的培训，具有较大的实用价值。
文档编号G09B25/00GK1949300SQ200610053228
公开日2007年4月18日 申请日期2006年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者王玉琦 申请人:浙江天煌科技实业有限公司