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論文題目：自動組裝生產線自動控制系統設計
1.題目的背景和意義
自動組裝生產線是組裝流水線下的一個小分類。自動組裝生產線是由一些物料搬運設備連結起來的輸送設備，用於連續生產線上。自動組裝線是一種特殊的產品導向佈局形式，同時也是一項重要的流水線設備生產技術[6]。
隨着科學技術的發展，控制工程也隨着時間的演變。目前自動組裝生產線控制系統主要有三種控制方式：繼電路控制系統(早期安裝的電梯多位繼電器控制系統)、PLC控制系統、微機控制系統。早期電氣控制是基於繼電器的，這些繼電器使其可以在沒有機械開關的情況下被開動和關閉，這是通常使用繼電器進行簡單的邏輯控制的方法。但是由於繼電器控制系統由於故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰[1]。隨着自動控制理論與微電子技術的發展以及低成本計算機的發展帶來了新的革命，PLC控制系統和微機控制系統相繼出現。微機控制系統雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統設計複雜，一般維修人員難以掌握其維修技術等缺陷。可編程邏輯控制器(PLC)出現於70年代，由於執行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設計和調試周期較短等優點，倍受人們重視等優點，已成爲目前在自動組裝生產線控制系統中使用最多的控制方式，目前也廣泛用於傳統繼電器控制系統的技術改造[2]。
所以有着PLC控制的自動組裝線有着高度的自動化操作，在減少生產成本，提高企業生產效率;保證了生產過程的穩定性中有着非常重大的意義。
2.題目研究現狀概述
自動組裝生產線執行過程是嚴格根據工藝要求實施控制的。它能保證產品質量,保證生產速度,實現對電機速度跟蹤性能的優化。其自動控制生產方式,可以藉助於PLC透過PID算法來實現。採用以下方案來達到控制要求：比例、積分、微分控制，簡稱PID控制。它以穩定性好、工作可靠、調整方便而成爲工業控制的主要技術之一。本方案是根據PID算法，用PID控制取代原單閉環控制，進而使速度平穩達到目標值。
2006年，貴州冶金職業技術學院的吳亮，爲解決生產工藝的自動控制問題，採用日本三菱FX2系列PLC作爲控制核心，開發了新型的控制系統。該系統使用大容量，功能多，高質量的工業控制計算機，如單片機，微計算機，PLC等，組成控制系統，集中控制行車動作，鍍槽液溫度值，電流密度，電鍍時間，添加劑含量等工藝參數，調整生產過程中個參數的動態平衡，自動實現優化生產。
2008年，洛陽理工學院的段春霞，張怡軍，採用西門子S7—200PLC和組態軟件設計了生產線自動執行的過程。實現了對自動組裝生產線的系統控制，使系統具有很強的`適應能力，可方便的完成自動，手動和連續執行控制及相互之間的切換，整個程序採用結構化的設計方法，提高了自動組裝生產線的自動化程度和生產效率，使過程實現高效，低成本，高質量，且具有調試方便，維護簡單，移植性好的優點[13]。
2010年，昆明學院自動控制與機械工程系的蒲翠萍等提出以三菱FX系列PLC替代電路複雜，可靠性差的傳統順序控制器控制生產線的新思路，實現生產線的自動控制，並對系統的硬件和軟件進行了設計和實現，經過模擬調試，手動，連續，單步，單週期四種工作方式，均可正常執行，並使電路簡單，增強了系統的可靠性和穩定性[14]。
2010年，東南大學電氣工程系的張建鋒等利用PLC實現對生產線的系統控制，使系統具有很強的適應能力，本設計採用Rockwell公司的微型PLC作爲主控器，控制生產線。此生產線按一般電鍍流程配置，具有很強的通用性。在不修改程序的前提下，只要更改執行參數，就可以適用多種電工藝。
2011年，重慶大學的何雲靜針對全自動智能化生產線控制系統中的兩個關鍵技術：電鍍液濃度自動配比和多車聯動調度進行了研究，分析了多鍍種，多鍍槽混合佈置電鍍自動生產線具體功能和任務，設計了生產線的控制系統。多鍍種電鍍自動生產線是複雜混合流水線，針對某公司的7臺多自由度行車組成的具有多種運動組合調度模式的生產線調度系統，研究了各調度組合下行車精確對接調度條件和各行車多自由度運動協調控制機制，該調度系統以ICP作爲上層管理系統，西門子公司S7-300PLC爲下位機核心控制器，S7-200PLC作爲底層控制器，形成三層網絡調度結構，採用PIOFIBUS總線技術實現各層控制器之間的通訊。在行車執行過程中採用兩個接近開關同時獨立對各個對應的應答片計數的方法避免了現場干擾，實現了各行車起停行走過程中的精確定位。達到了國內自動化行業的領先水平[15]。
透過上述各例，可見自動組裝生產線大多采用以PLC爲控制核心，由於PLC具有可靠性高，抗干擾能力強，編程簡單，使用方便，體積小、重量輕，是“機電一體化”特有的產品。 隨着工業自動化的快速發展，PLC作爲工業自動化發展不可替代的控制手段，也將會隨之快速的發展[16]。
3.題目要完成的主要內容和預期目標
題目要完成的主要內容：
(1)對整個系統進行設計，繪製出電氣原理圖;
(2)選擇PLC的型號及功能模組配置，包括程序的儲存容量，輸入輸出點的選擇，PLC的I/O地址的分配;
(3)統計輸入/輸出點數，並繪製PLC中所有元件的地址表及用戶程序控制流程圖
(4)完成自動組裝生產線自動控制系統的硬件和軟件的設計。
該控制系統將達到以下預期目標：
(1)實現手動和自動兩種工作方式的轉換;
(2)實現工業流程設備的啓停控制，執行速度穩定
(3)當系統中某一部分出現故障時，如電機執行異常，控制系統及時的報警及保護，保證系統安全。
4.進度計劃
第3周 (18/3～24/3) 調研，查閱文獻
第4周 (25/3～31/3) 閱讀文獻，撰寫開題報告
第5周 (1/4～7/4) 系統總體設計
第6周 (8/4～14/4) 設計並繪製電氣原理圖
第7周 (15/4～21/4) 計算主要技術參數
第8周 (22/4～28/4) 選擇電氣元件，制定元器件清單
第9周 (29/4～5/5) 輸入/輸出點數統計
第10周 (6/5～12/5) 選擇PLC機型及功能模組配置
第11周 (13/5～19/5) 繪製PLC中所用元件的地址表及用戶程序控制流程圖
第12周 (20/5～26/5) 編寫PLC用戶程序
第13周 (27/5～2/6) 修改PLC用戶程序
第14周 (3/6～9/6) 調試，修改PLC用戶程序
第15周 (10/6～16/6) 撰寫論文
第16周 (17/6～23/6) 打印論文，裝訂，準備答辯。
5.參考文獻
[1] 廖常初.可編程控制器應用技術[M].重慶大學出版社，2009
[2] 汪曉光.可編程控制原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2010
[3] 王兆義.可編程控制器教程[M].北京：機械工業出版社，2011
[4] 胡壽鬆.自動控制原理[M].北京：科學出版社,2008
[5] 陳宇.可編程控制器基礎及編程技巧[M].華南理工大學出版社，2009
[6] 聶春泉.自動生產線控制系統[J].工業控制技術，2006,(4):95-97
[7] 朱紹祥.可編程控制器原理及應用[M].上海交通大學出版社，2010
[8] 鍾肇新.可編程序控制器原理及應用[M].廣州：華南理工大學出版社，2008
[9] 張興國. 可編程序控制器技術及應用[M].北京：中國電力出版社，2006
[10] 張國德，李紅原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2010
[11] 尾形克彥.現代控制工程[M].北京：電子工業出版社，2011
[12] 王永華.現代電氣控制及PLC應用技術[M].北京：航空航天大學出版社，2008
[13] 段春霞，張怡軍.自動線的PLC實現[J].洛陽理工學院學報，2008,9(3)： 87-90
[14] 蒲翠萍.電鍍自動線的PLC實現[J].昆明學院學報，2010,6(3)：163-166
[15] 何雲靜. 西門子 PLC在自動生產線中的應用[J].重慶大學學報，2011,5(3) 22-24
[16] 傅健在生產線行車控制系統中的應用[J].電氣自動化，2008,28(2)：64-67