[发明专利]一种基于PLC的自动化生产线工作站智能训练考核系统

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种教学训练考核系统，特别是一种基于PLC的用于自动化生产线工作站的智能训练考核系统。

背景技术

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

在中、高职院校的教学中，PLC输入、输出端口的核对和系统调试是自动化生产线安装与调试综合训练、考核的一个重要内容，根据训练和考核的需要，需将供料、加工、装配、分拣和输送等五个工作站的传感器信号和电磁阀信号分别随机连接至PLC的输入端口和输出端口，实现1～16个输入端子、1～8个输出端子的任意连接，以考查学生的硬件排查、软件修改和系统调试能力。

目前大多中、高职院校采用以YL－335B自动生产线实训考核装置为载体的考核系统作为自动化生产线安装与调试综合训练、考核系统，存在的问题是：

1．该考核系统采用继电器这一硬触点来实现电路的连接关系，不仅电路复杂，端子间的通断节点多（至少需要256个继电器实现两个端子间的通断）、速度慢，而且成本高；

2．其传感器信号线与工作站可编程控制器的输入端口之间是通过工作站装置侧接线端子排与工作站PLC侧接线端子排连接，工作站可编程控制器输出端口与电磁阀信号线之间是通过工作站PLC侧接线端子排与工作站装置侧接线端子排连接，其连接均采用人工连接的方法实施，工作量大且繁琐，在调整传感器信号线或电磁阀信号线与PLC的连接关系时（原设备信号线的连接关系如图9所示，如果要将端子2改连接到端子4，端子4改接到端子6，端子6改接到端子2），必须用螺丝刀进行手工拆装，操作耗时耗力，效率低，设备损坏率高；

3．由于人工连接信号线花费时间太多，学生训练的时间相对变少，所以训练效率低，同时给教师增加较大的工作量；

4．人工连接不够灵活，自动化程度不高，训练趣味性不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：对原有设备进行改进，提供一种基于PLC的自动化生产线工作站智能训练考核系统，以克服已有技术所存在的上述不足。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种基于PLC的自动化生产线工作站智能训练考核系统，包括工作站可编程控制器、工作站传感器单元、工作站电磁阀单元，所述工作站传感器单元包括m个传感器，所述工作站电磁阀单元包括n个电磁阀，上述m为1～16之间的任意整数，n为1～8之间的任意整数；

所述工作站传感器单元通过智能硬件系统和接口电路Ⅰ与工作站可编程控制器连接，所述工作站可编程控制器通过智能硬件系统和接口电路Ⅱ与工作站电磁阀单元连接；

所述智能硬件系统包括系统可编程控制器、I/O扩展模块和触摸屏，所述I/O扩展模块嵌入系统可编程控制器内，所述触摸屏通过RS－485通信电缆与系统可编程控制器实现数据交换；

所述系统可编程控制器具有不少于40个输入/输出点数，以实现m个传感器信号与输入接口电路Ⅰ的连接，以及n个电磁阀信号与输出接口电路Ⅱ的连接，其输入输出端口包括输入端口Ⅰ、输出端口Ⅰ、输入端口Ⅱ和输出端口Ⅱ；

所述接口电路Ⅰ包括输入接口电路Ⅰ和输出接口电路Ⅰ：

输入接口电路Ⅰ之输入接线端子排Ⅰ的一侧与系统可编程控制器的输入端口Ⅰ连接，另一侧通过工作站装置侧接线端子排Ⅰ和传感器信号线与工作站传感器单元连接；

输出接口电路Ⅰ之输出接线端子排Ⅰ一侧与系统可编程控制器的输出端口Ⅰ连接，另一侧通过工作站PLC侧接线端子排Ⅰ与工作站可编程控制器的输入端口连接；

所述接口电路Ⅱ包括输入接口电路Ⅱ和输出接口电路Ⅱ：

输入接口电路Ⅱ之输入接线端子排Ⅱ一侧与系统可编程控制器的输入端口Ⅱ连接，另一侧通过工作站PLC侧接线端子排Ⅱ与工作站可编程控制器的输出端口连接；

输出接口电路Ⅱ之输出接线端子排Ⅱ一侧与系统可编程控制器的输出端口Ⅱ连接，另一侧通过工作站装置侧接线端子排Ⅱ电磁阀信号线与工作站电磁阀单元连接；

所述触摸屏为智能硬件系统的上位机，是人机交互的重要设备，用于向系统可编程控制器发出指令，以实现设置连接、连接关系查看、调试成功提示、调试失败报警以及自动考评；