一种生产流水线双向仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生产流水线双向仿真系统，其特征在于：包括生产流水线实物模型、PLC控制器、数据库、仿真模型，所述数据库包括PLC数据的变量库以及仿真模型的数据的调用部分，所述PLC控制器通过数据库与仿真模型相关联。本发明专利技术通过设计了生产流水线实物模型和基于仿真软件搭建的生产流水线仿真模型，PLC控制器作为控制中心，生产流水线实物模型按预设工序进行工作时，通过交互式信息终端采集工作信息，并实时、全面、准确的将收集到的信息反馈给仿真软件，仿真软件接收到信息后，对数据进行分析并对实际模型进行控制从而完成相应的反映，达到双向仿真的目的，模拟了自动化生产的可视化监控，可以进一步普及智能化生产流水线的概念。

A bidirectional simulation system for production lines

The invention discloses a production line bidirectional simulation system, which comprises a production line model and PLC controller, simulation model, database, the database contains PLC data base variable and call simulation model data, the PLC controller through the database and associated simulation model. The present invention through the design of the production line based on the physical model and simulation model of production line simulation software to build the PLC controller as control center, physical model of production line for the work according to the preset procedure, through the acquisition of interactive information terminal information, and real-time, comprehensive and accurate feedback information collected for simulation software, simulation software after receiving the information, analyze the data and the actual model control so as to complete the corresponding reflection, to achieve two-way simulation to simulate the visual monitoring and automation control, the concept can be further popularization of intelligent production line.

【技术实现步骤摘要】
一种生产流水线双向仿真系统
本专利技术涉及一种生产流水线双向仿真系统。
技术介绍
随着工业4.0的到来，生产技术升级，自动生产流水线的生产过程的可视化监控技术已经被利用在实际生产中，然而在我们的教学实践中，高校自身受资金和场地限制，很难提供完整的实践实验条件，因此学生对实际的生产流水线缺乏感性认识，因此为了培养具有创新能力的新时代技术型人才，通过建立适当的模型来模拟流水线生产过程已经成为一种有效的实验方式。如今有高校利用慧鱼创意组合模型搭建双工作台的柔性制造系统流水线模型，采用可编程序控制器，组成PC—PLC的控制系统。但是只能进行单向控制，缺少信息反馈系统不能构成闭环控制，不能体现出如今自动化流水线生产的可视化监控，同时对于设计的生产方案不能进行数据分析而只能进行生产过程的展示。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能模拟自动化生产的可视化监控的生产流水线双向仿真系统。本专利技术所采用的技术方案为：一种生产流水线双向仿真系统，其特征在于：包括生产流水线实物模型、PLC控制器、数据库、仿真模型，所述生产流水线实物模型包括上料口、下料口、铣床、钻床，在上料口和下料口之间安设有传动带，所述铣床和钻床的加工位与传动带部分相对应，在生产流水线实物模型上设有多个传感器，所述各个传感器均与PLC控制器，所述PLC控制器用于控制传送带的电机传动以及铣床和钻床的电机转动，所述数据库包括PLC数据的变量库以及仿真模型的数据的调用部分，所述PLC控制器通过数据库与仿真模型相关联。按上述技术方案，所述传送带包括第一传动带、第二传送带和第三传送带，第一传动带通过第一电机传动，第二传动带通过第二电机传动，第三传动带通过第三电机传动，在第一传动带与上料口之间设有第一接触式传感器、在第一传送带上设有第一光电传感器，在第一传送带和第二传送带之间设有第二接触式传感器，在第二传动带上设有第二光电传感器，在第二传送带与第三传送带之间设有第三接触式传感器，在第三传动带与下料口之间设有第四接触式传感器，各传感器用于检测工件的位置状态。按上述技术方案，所述铣床为三维度加工方式，在其两个维度上的加工位上设有四个接触式传感器，所述钻床为两维度加工方式，在钻床上对应其加工为设有两个接触式传感器。按上述技术方案，所述仿真模型为基于FlexSim搭建的生产流水线仿真模型。按上述技术方案，在上料口或下料口还配置有报警显示灯，所述报警显示灯与PLC控制器相连。生产流水线模型按预设工序进行工作时，通过交互式信息终端采集工作信息，并实时、全面、准确的将收集到的信息反馈给仿真软件，仿真软件接收到信息后，对数据进行分析并对实际模型进行控制从而完成相应的反映，达到双向仿真的目的本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术通过设计生产流水线实物模型和基于FlexSim搭建的生产流水线仿真模型，PLC控制器作为控制中心，生产流水线实物模型按预设工序进行工作时，通过PLC控制器采集工作信息，并实时、全面、准确的将收集到的信息反馈给仿真软件，仿真软件接收到信息后，对数据进行分析并对实际模型进行控制从而完成相应的反映，达到双向仿真的目的，模拟了自动化生产的可视化监控，可以进一步普及智能化生产流水线的概念。附图说明图1和图2均为本专利技术中生产流水线实物模型结构示意图。图3为本专利技术的生产流水线实物模型的工作流程图。图4为本专利技术的控制原理图。图5为本专利技术的工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1-3所示，本实施例提供了一种生产流水线双向仿真系统，包括生产流水线实物模型、PLC控制器、数据库、基于FlexSim搭建的生产流水线仿真模型。如图1所示，所述生产流水线实物模型包括上料口1、下料口8、铣床16、钻床12，在上料口1和下料口8之间安设有传动带，所述铣床16和钻床12的加工位与传动带部分相对应，在生产流水线实物模型上设有多个传感器，所述各个传感器均与PLC控制器相连，所述PLC控制器用于控制传送带的电机传动以及铣床和钻床的电机转动，所述数据库包括PLC数据的变量库以及仿真模型的数据的调用部分，所述PLC控制器通过数据库与仿真模型相关联。本实施例中，所述传送带包括第一传动带2、第二传送带4和第三传送带6，第一传动带2通过第一电机3传动，第二传动带4通过第二电机5传动，第三传动带6通过第三电机7传动，在第一传动带2与上料口1之间设有第一接触式传感器19、在第一传送带2上设有第一光电传感器20，在第一传送带2和第二传送带4之间设有第二接触式传感器21，在第二传动带4上设有第二光电传感器22，在第二传送带4与第三传送带6之间设有第三接触式传感器23，在第三传动带6与下料口之间设有第四接触式传感器24，各传感器用于检测工件的位置状态。所述铣床16为三维度加工方式，在其两个维度上的加工位上设有四个接触式传感器，在Z轴设有第五接触式传感器27，第六接触式传感器28，在X轴设有第七接触式传感器29，第八接触式传感器30，其加工位通过第五电机13、第六电机18、第四电机17共同驱动，加工刀具通过第七电机15驱动，所述钻床12为两维度加工方式，在钻床12上对应其加工为设有两个接触式传感器，即Z轴方向上第九接触式传感器26，第十接触式传感器25，其加工位通过钻床Z轴第九电机14驱动，加工刀具通过第八电机11驱动。在下料口8还配置有报警显示灯(9、10)，所述报警显示灯与PLC控制器相连。如图3所示，本专利技术的具体生产过程为，各电机按参数值运转带动传送带运送工件到达铣床加工位，铣床加工部分按数据运动到达加工点在(x,y,z)维度上对工件加工，程序延时电机驱动刀具模型运转模拟加工过程，加工完成刀具远离加工位，电机运转带动加工件到达钻床加工位，钻床加工部分按数据运动到达加工点在(x,y,z)维度上对工件加工，同样模拟钻床加工，加工完成刀具离开加工位，电机运转工件经由一个上升传送带到达下料口。如图4所示，在程序流程上，对多个接触式传感器、光电传感器、电机编号并确定对应的PLC接口，传感器接收的信号经由PLC控制器存至数据库，反映在Flexsim上的仿真模型，再由程序对比判断每一步工序是否继续，从而PLC控制生产流水线实物模型停止工作或是继续工作。数据库作为PLC和Flexsim的中介，其主要包括PLC数据的变量库以及Flexsim数据的调用部分。PLC控制器等外部控制数据等会保存到对应的PLC数据的变量库中，Flexsim调用数据库中与软件设备名称相对应的设备变量值，从而使基于Flexsim搭建的仿真模型能实现实物模型的同步仿真，同时为了达到双向仿真的目的，在生产流水线模型的各部分设置传感器经由PLC收集模拟加工过程时的生产数据，数据保存到对应的数据库变量中，当Flexsim仿真模型工作流程与预设工序不同时，Flexsim的数据被实时读取，在PC端出现警告提示框，同时实物模型也会出现红灯警告并且急停，模拟了自动化生产的可视化监控。其中，本专利技术各电机及传感器的运行参数状态如图5所示，在整个仿真过程中，首先在Flexsim中确定相应的参数值，装置启动后，基于Flexsim搭建的生产流水线仿真模型的工作动画和生产流水线实物模型开始同步运作，生产流水线实物模型的实际运作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产流水线双向仿真系统，其特征在于：包括生产流水线实物模型、PLC控制器、数据库、仿真模型，所述生产流水线实物模型包括上料口、下料口、铣床、钻床，在上料口和下料口之间安设有传动带，所述铣床和钻床的加工位与传动带部分相对应，在生产流水线实物模型上设有多个传感器，所述各个传感器均与PLC控制器，所述PLC控制器用于控制传送带的电机传动以及铣床和钻床的电机转动，所述数据库包括PLC数据的变量库以及仿真模型的数据的调用部分，所述PLC控制器通过数据库与仿真模型相关联。

【技术特征摘要】
1.一种生产流水线双向仿真系统，其特征在于：包括生产流水线实物模型、PLC控制器、数据库、仿真模型，所述生产流水线实物模型包括上料口、下料口、铣床、钻床，在上料口和下料口之间安设有传动带，所述铣床和钻床的加工位与传动带部分相对应，在生产流水线实物模型上设有多个传感器，所述各个传感器均与PLC控制器，所述PLC控制器用于控制传送带的电机传动以及铣床和钻床的电机转动，所述数据库包括PLC数据的变量库以及仿真模型的数据的调用部分，所述PLC控制器通过数据库与仿真模型相关联。2.根据权利要求1所述的生产流水线双向仿真系统，其特征在于：所述传送带包括第一传动带、第二传送带和第三传送带，第一传动带通过第一电机传动，第二传动带通过第二电机传动，第三传动带通过第三电机传动，在第一传动带与上料口之间设有第一接触式传...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛步云，张茜，钱信宇，张锦瑞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42