智能制造

于楚泓、刘保军

目录

  • 1 课程实践项目
    • 1.1 自动入出库控制系统
    • 1.2 工业机器人上下料工作站
  • 2 智能制造概论
    • 2.1 概述
    • 2.2 智能制造技术基础
    • 2.3 新一代智能制造支撑技术
    • 2.4 智能工厂和智能生产
    • 2.5 智能制造演进范式与发展路径
  • 3 工业控制网络
    • 3.1 简介
    • 3.2 OSI网络架构
    • 3.3 常用工业控制网络标准
      • 3.3.1 三种入门级物理层通信
      • 3.3.2 CAN(现场总线)
      • 3.3.3 Modbus(应用层)
      • 3.3.4 S7(应用层)
      • 3.3.5 PROFINET(工业以太网)
  • 4 智能制造产线
    • 4.1 简介
      • 4.1.1 原料仓储单元
      • 4.1.2 车削加工单元
      • 4.1.3 铣削加工单元
      • 4.1.4 激光打标单元
      • 4.1.5 自动装配单元
      • 4.1.6 成品仓储单元
    • 4.2 设备IP分配
    • 4.3 车床与铣床的注意事项
    • 4.4 AGV常见问题
    • 4.5 PLC与其他节点间的通信
      • 4.5.1 DERON的RFID
  • 5 西门子PLC
    • 5.1 软件安装(博途V16)
      • 5.1.1 软件入门教程
    • 5.2 西门子PLC简介
    • 5.3 西门子PLC数据类型△
    • 5.4 数据块DB、子程序FC与FB
      • 5.4.1 数据块DB
      • 5.4.2 函数FC、函数块FB
    • 5.5 常用指令
      • 5.5.1 位逻辑运算
      • 5.5.2 定时器/计数器
      • 5.5.3 比较指令
      • 5.5.4 MOVE指令
      • 5.5.5 数学函数指令
      • 5.5.6 轴运动控制
    • 5.6 触摸屏HMI
    • 5.7 产线程序讲解
  • 6 工业机器人
    • 6.1 AUBO
      • 6.1.1 仿真软件
      • 6.1.2 示教器入门
      • 6.1.3 程序编辑
      • 6.1.4 运动控制指令
      • 6.1.5 IO监控与夹爪控制
      • 6.1.6 其他常用指令
      • 6.1.7 官方教学视频
    • 6.2 ESTUN
      • 6.2.1 仿真软件
      • 6.2.2 示教器入门
      • 6.2.3 程序编辑
      • 6.2.4 运动控制指令
      • 6.2.5 IO监控与夹爪控制
      • 6.2.6 其他常用指令
    • 6.3 ABB
      • 6.3.1 仿真软件
      • 6.3.2 示教器入门
      • 6.3.3 程序编辑
      • 6.3.4 运动控制指令
      • 6.3.5 IO监控与夹爪控制
      • 6.3.6 其他常用指令
    • 6.4 FANUC
      • 6.4.1 仿真软件
      • 6.4.2 示教器入门
      • 6.4.3 程序编辑
      • 6.4.4 运动控制指令
      • 6.4.5 IO监控与夹爪控制
      • 6.4.6 其他常用指令
      • 6.4.7 旧视频
  • 7 产线数字孪生
    • 7.1 数字孪生V1.0
    • 7.2 数字孪生V2.2
    • 7.3 数字孪生V3.0
      • 7.3.1 各单元信号
      • 7.3.2 基于V3.0联合PLC仿真
    • 7.4 开发数字孪生系统
      • 7.4.1 C#基础知识
      • 7.4.2 C#实现与PLC读写通讯
      • 7.4.3 Unity导入模型及操作
      • 7.4.4 Unity实现模型运动控制
      • 7.4.5 Unity实现模型由PLC控制
      • 7.4.6 Unity的Camera视角控制
      • 7.4.7 Unity界面加按钮、打包
      • 7.4.8 C#实现串口通信
自动入出库控制系统

自动入出库控制系统 - 任务书


一、课程设计目标

  1. 掌握西门子 PLC 编程技术,能够独立完成控制逻辑设计与实现

  2. 学会设计与组态触摸屏界面,实现人机交互功能

  3. 理解立体仓库的入库、出库流程控制原理

  4. 培养智能制造系统的综合设计与调试能力

二、设计任务与要求

1、系统总体要求

        设计一个基于西门子 PLC 和触摸屏的立体仓库控制系统,实现对立体仓库的自动入库和出库管理,具备库位选择功能,能够通过触摸屏进行操作和监控。

2、硬件配置(仿真环境)

  • 西门子 PLC(S7-1200系列  1214C DC/DC/DC)

  • 触摸屏(西门子精简系列面板   7"显示屏   KTP700 Basic)

  • 立体仓库模型(含传送带、堆垛机等执行机构)

  • 传感器(用于检测货物位置、库位状态等)

  • 执行器(电机、电磁阀等)

3、具体功能要求

(1)入库功能

  • 触摸屏上能够选择目标库位

  • 可以检测库位是否被占用

  • 系统检测到货物到达入库口后,自动启动入库流程

  • 堆垛机自动将货物运送到指定库位

  • 入库完成后,系统更新库位状态并给出提

(2)出库功能

  • 触摸屏上能够选择需要出库的货物所在库位

  • 可以检测该库位是否有料可供出库

  • 堆垛机自动从指定库位取出货物

  • 将货物运送到出库口

  • 出库完成后,系统更新库位状态并给出提示

(3)库位管理功能

  • 触摸屏上实时显示各库位的占用状态(空/满)

  • 能够查看各库位的货物信息(生肖/陀螺)

  • 具备库位状态异常报警功能

(4)手动 / 自动模式切换

  • 支持手动模式,可单独控制堆垛机的xyz轴运动

  • 支持自动模式,实现全自动入库出库流程

4、触摸屏界面设计要求

  • 主界面:显示系统状态、操作模式选择、库位状态总览

  • 入库操作界面:入库货物信息、目标库位选择、入库操作按钮

  • 出库操作界面:出库库位选择、出库操作按钮

  • 手动控制界面:各执行机构的单独控制按钮

  • 报警界面:显示系统异常信息及处理提示

三、设计成果要求

1、PLC程序

  • 程序注释完整,说明各模块功能及关键逻辑

  • 完整的变量表和数据块定义,包含所有 I/O 点和通信变量

2、触摸屏界面

  • 界面设计美观、操作便捷

  • 具备必要的动画效果,直观显示设备运行状态

3、提交设计文档

  • 系统总体方案设计

  • 硬件配置与 I/O 分配表

  • 控制流程图

  • 梯形图程序设计说明

  • 触摸屏界面设计说明

  • 系统调试过程与结果分析(含问题及解决方案)

  • 分工明细

4、提交演示录屏

  • 完整演示入库和出库流程

  • 演示过程展示PLC对应程序段的监控界面

  • 录屏同时进行旁白解释

  • 录屏要求小窗露脸


四、进度安排(约8课时)

  • 第1-4课时:需求分析、系统方案设计、硬件配置规划、PLC 程序框架设计;

  • 第5-8课时:I/O 地址分配、PLC 控制程序编写、触摸屏界面设计;

  • 后续课时:系统调试、设计文档编写、演示录屏与成果提交。

五、注意事项

  1. 严格遵守课程设计纪律,各团队独立完成设计任务

  2. 注重程序的规范性和可读性

  3. 设计过程中注意安全,尤其在进行实物调试时

  4. 遇到问题及时与指导教师沟通


技术路线: