面向三维虚拟生产线的PLC仿真控制

【摘要】随着社会的飞速发展,产品的更新速度越来越快。为了快速适应市场,产品自动生产线需要及时更新与调整。可编程控制器(PLC)是控制自动生产线最有效的工具之一。如何快速地设计一套高效、合理地PLC控制自动生产线成为企业面临的关键技术问题。为了解决这一问题,论文结合自动生产线虚拟仿真技术和虚拟PLC技术,开发了一种面向三维虚拟生产线的PLC仿真控制系统,实现自动生产线的虚拟设计和基于PLCEditor的仿真控制运行。论文的主要研究内容如下：(1)建立自动生产线三维设备库。创建自动生产线上典型控制设备的几何模型。分析设备的运动行为,使用轨迹方程等数学模型表达。根据设备行为的触发条件和行为表现,定义PLC程序控制的输入输出端口,使用脚本程序创建设备的行为模型。依次完成每个设备的行为模型后,采用Access数据库存储虚拟设备信息建立自动生产线三维设备库。(2)完成自动生产线的几何模型装配和行为模型的配置。构建了一个虚拟装配环境,研究了虚拟设备的交互控制技术、碰撞检测技术和基于约束元素包围盒的定位技术,实现自动生产线的几何模型的装配。采用ADO数据库访问技术读取自动生产线上各个虚拟设备的PLC输入输出端口信息和行为模型脚本文件,配置出整条自动生产线行为模型脚本程序,同时生成自动生产线PLC控制端口信息列表。(3)设计了一个外部操作设备。研究了外部操作设备与PLCEditor间的通讯,设计了接口电路,并进行相关程序设计,实现对外部操作设备输入控制信号的采集和传送,最终实现外部操作设备对虚拟自动生产线的仿真控制。(4)完成面向三维虚拟生产线的PLC仿真控制系统的开发,并通过运行实例对系统进行了验证。搭建了一条机械零件毛坯加工的自动生产线,编辑PLC控制程序,通过外部操作设备输入信号控制自动生产线的运行。
【作者】黄永飞；
【导师】何汉武；
【作者基本信息】广东工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】生产线装配；行为模型配置；虚拟PLC；仿真控制；

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