本發(fā)明涉及一種生產流水線雙向仿真系統(tǒng)。

背景技術：

隨著工業(yè)4.0的到來，生產技術升級，自動生產流水線的生產過程的可視化監(jiān)控技術已經被利用在實際生產中，然而在我們的教學實踐中，高校自身受資金和場地限制，很難提供完整的實踐實驗條件，因此學生對實際的生產流水線缺乏感性認識，因此為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的新時代技術型人才，通過建立適當的模型來模擬流水線生產過程已經成為一種有效的實驗方式。如今有高校利用慧魚創(chuàng)意組合模型搭建雙工作臺的柔性制造系統(tǒng)流水線模型，采用可編程序控制器，組成PC—PLC的控制系統(tǒng)。但是只能進行單向控制，缺少信息反饋系統(tǒng)不能構成閉環(huán)控制，不能體現(xiàn)出如今自動化流水線生產的可視化監(jiān)控，同時對于設計的生產方案不能進行數據分析而只能進行生產過程的展示。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術存在的不足提供一種能模擬自動化生產的可視化監(jiān)控的生產流水線雙向仿真系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術方案為：一種生產流水線雙向仿真系統(tǒng)，其特征在于：包括生產流水線實物模型、PLC控制器、數據庫、仿真模型，所述生產流水線實物模型包括上料口、下料口、銑床、鉆床，在上料口和下料口之間安設有傳動帶，所述銑床和鉆床的加工位與傳動帶部分相對應，在生產流水線實物模型上設有多個傳感器，所述各個傳感器均與PLC控制器，所述PLC控制器用于控制傳送帶的電機傳動以及銑床和鉆床的電機轉動，所述數據庫包括PLC數據的變量庫以及仿真模型的數據的調用部分，所述PLC控制器通過數據庫與仿真模型相關聯(lián)。

按上述技術方案，所述傳送帶包括第一傳動帶、第二傳送帶和第三傳送帶，第一傳動帶通過第一電機傳動，第二傳動帶通過第二電機傳動，第三傳動帶通過第三電機傳動，在第一傳動帶與上料口之間設有第一接觸式傳感器、在第一傳送帶上設有第一光電傳感器，在第一傳送帶和第二傳送帶之間設有第二接觸式傳感器，在第二傳動帶上設有第二光電傳感器，在第二傳送帶與第三傳送帶之間設有第三接觸式傳感器，在第三傳動帶與下料口之間設有第四接觸式傳感器，各傳感器用于檢測工件的位置狀態(tài)。

按上述技術方案，所述銑床為三維度加工方式，在其兩個維度上的加工位上設有四個接觸式傳感器，所述鉆床為兩維度加工方式，在鉆床上對應其加工為設有兩個接觸式傳感器。

按上述技術方案，所述仿真模型為基于FlexSim搭建的生產流水線仿真模型。

按上述技術方案，在上料口或下料口還配置有報警顯示燈，所述報警顯示燈與PLC控制器相連。

生產流水線模型按預設工序進行工作時，通過交互式信息終端采集工作信息，并實時、全面、準確的將收集到的信息反饋給仿真軟件，仿真軟件接收到信息后，對數據進行分析并對實際模型進行控制從而完成相應的反映，達到雙向仿真的目的

本發(fā)明所取得的有益效果為：本發(fā)明通過設計生產流水線實物模型和基于FlexSim搭建的生產流水線仿真模型，PLC控制器作為控制中心，生產流水線實物模型按預設工序進行工作時，通過PLC控制器采集工作信息，并實時、全面、準確的將收集到的信息反饋給仿真軟件，仿真軟件接收到信息后，對數據進行分析并對實際模型進行控制從而完成相應的反映，達到雙向仿真的目的，模擬了自動化生產的可視化監(jiān)控，可以進一步普及智能化生產流水線的概念。

附圖說明

圖1和圖2均為本發(fā)明中生產流水線實物模型結構示意圖。

圖3為本發(fā)明的生產流水線實物模型的工作流程圖。

圖4為本發(fā)明的控制原理圖。

圖5為本發(fā)明的工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1-3所示，本實施例提供了一種生產流水線雙向仿真系統(tǒng)，包括生產流水線實物模型、PLC控制器、數據庫、基于FlexSim搭建的生產流水線仿真模型。

如圖1所示，所述生產流水線實物模型包括上料口1、下料口8、銑床16、鉆床12，在上料口1和下料口8之間安設有傳動帶，所述銑床16和鉆床12的加工位與傳動帶部分相對應，在生產流水線實物模型上設有多個傳感器，所述各個傳感器均與PLC控制器相連，所述PLC控制器用于控制傳送帶的電機傳動以及銑床和鉆床的電機轉動，所述數據庫包括PLC數據的變量庫以及仿真模型的數據的調用部分，所述PLC控制器通過數據庫與仿真模型相關聯(lián)。

本實施例中，所述傳送帶包括第一傳動帶2、第二傳送帶4和第三傳送帶6，第一傳動帶2通過第一電機3傳動，第二傳動帶4通過第二電機5傳動，第三傳動帶6通過第三電機7傳動，在第一傳動帶2與上料口1之間設有第一接觸式傳感器19、在第一傳送帶2上設有第一光電傳感器20，在第一傳送帶2和第二傳送帶4之間設有第二接觸式傳感器21，在第二傳動帶4上設有第二光電傳感器22，在第二傳送帶4與第三傳送帶6之間設有第三接觸式傳感器23，在第三傳動帶6與下料口之間設有第四接觸式傳感器24，各傳感器用于檢測工件的位置狀態(tài)。所述銑床16為三維度加工方式，在其兩個維度上的加工位上設有四個接觸式傳感器，在Z軸設有第五接觸式傳感器27，第六接觸式傳感器28，在X軸設有第七接觸式傳感器29，第八接觸式傳感器30，其加工位通過第五電機13、第六電機18、第四電機17共同驅動，加工刀具通過第七電機15驅動，所述鉆床12為兩維度加工方式，在鉆床12上對應其加工為設有兩個接觸式傳感器，即Z軸方向上第九接觸式傳感器26，第十接觸式傳感器25，其加工位通過鉆床Z軸第九電機14驅動，加工刀具通過第八電機11驅動。在下料口8還配置有報警顯示燈(9、10)，所述報警顯示燈與PLC控制器相連。

如圖3所示，本發(fā)明的具體生產過程為，各電機按參數值運轉帶動傳送帶運送工件到達銑床加工位，銑床加工部分按數據運動到達加工點在(x,y,z)維度上對工件加工，程序延時電機驅動刀具模型運轉模擬加工過程，加工完成刀具遠離加工位，電機運轉帶動加工件到達鉆床加工位，鉆床加工部分按數據運動到達加工點在(x,y,z)維度上對工件加工，同樣模擬鉆床加工，加工完成刀具離開加工位，電機運轉工件經由一個上升傳送帶到達下料口。

如圖4所示，在程序流程上，對多個接觸式傳感器、光電傳感器、電機編號并確定對應的PLC接口，傳感器接收的信號經由PLC控制器存至數據庫，反映在Flexsim上的仿真模型，再由程序對比判斷每一步工序是否繼續(xù)，從而PLC控制生產流水線實物模型停止工作或是繼續(xù)工作。

數據庫作為PLC和Flexsim的中介，其主要包括PLC數據的變量庫以及Flexsim數據的調用部分。PLC控制器等外部控制數據等會保存到對應的PLC數據的變量庫中，F(xiàn)lexsim調用數據庫中與軟件設備名稱相對應的設備變量值，從而使基于Flexsim搭建的仿真模型能實現(xiàn)實物模型的同步仿真，同時為了達到雙向仿真的目的，在生產流水線模型的各部分設置傳感器經由PLC收集模擬加工過程時的生產數據，數據保存到對應的數據庫變量中，當Flexsim仿真模型工作流程與預設工序不同時，F(xiàn)lexsim的數據被實時讀取，在PC端出現(xiàn)警告提示框，同時實物模型也會出現(xiàn)紅燈警告并且急停，模擬了自動化生產的可視化監(jiān)控。

其中，本發(fā)明各電機及傳感器的運行參數狀態(tài)如圖5所示，

在整個仿真過程中，首先在Flexsim中確定相應的參數值，裝置啟動后，基于Flexsim搭建的生產流水線仿真模型的工作動畫和生產流水線實物模型開始同步運作，生產流水線實物模型的實際運作狀態(tài)通過PLC控制器及數據庫被實時反饋在Flexsim的動畫仿真演示上，當收集的數據表示生產流水線實物模型實際工作與預設工序不同時，在Flexsim上顯示仿真模型的運作狀態(tài)，彈框警示工序出錯，同時相應數據被調用，PLC控制器執(zhí)行相應的生產流水線實物模型停止工作同時紅燈警示的命令。