某机构合件柔性装配系统的Petri网建模及其控制系统设计

论文摘要

在柔性装配系统开发中需要综合考虑面向装配的产品设计、装配规划和装配过程控制。本文分析某机构合件的装配过程及装配要求,设计了某机构合件柔性装配系统的控制系统。结合Petri网的特点,建立FAS的Petri网模型,并完成了控制系统的PLC梯形图程序设计。某机构合件FAS的控制系统在安全性、可靠性要求很高的装配环境中,采用PLC控制器作为控制系统的主要控制单元,使用气动驱动元件和防爆步进电机作为系统的驱动单元,设计其机构合件柔性装配系统的控制系统。建立某机构合件FAS的Petri网模型,分析系统的动态性能,解决系统Petri网模型的资源竞争,防止系统死锁,消除系统中存在的不确定性。针对控制系统的PLC梯形图程序设计,本文提出了一种新型的PLC梯形图程序设计方法。把系统的Petri网模型转换成PLC梯形图程序,给PLC梯形图程序设计提供了一种结构化的设计方法。所编写的程序易于修改,提高程序设计的效率。本文是以工程项目“某机构合件自动装配机的研发”为背景进行研究。把本文中设计完成的PLC梯形图程序下载到某机构合件柔性装配系统的PLC控制器中。经过现场调试,PLC梯形图程序能够满足系统的控制要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义和背景
• 1.1.1 研究的意义
• 1.1.2 FAS 的Petri 网建模特点
• 1.1.3 基于PLC 的FAS 控制系统特点
• 1.1.4 利用Petri 网设计PLC 梯形图程序的特点
• 1.2 国内外发展趋势
• 1.3 本文研究的内容
• 1.4 本文结构
• 第2章 某机构合件柔性装配系统的构成
• 2.1 系统总体概述
• 2.1.1 系统需求
• 2.1.2 安全性要求
• 2.2 系统总体构成
• 2.2.1 主机的构成和任务
• 2.2.2 各个装配单元完成的任务
• 2.2.3 随行工装的作用和要求
• 2.2.4 12 个工位的布置与功能
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于PLC 的FAS 控制系统设计
• 3.1 PLC 的概述
• 3.2 PLC 的特点
• 3.2.1 PLC 与其他工业控制系统的比较
• 3.2.2 PLC 控制方式的优点
• 3.3 控制系统设计
• 3.3.1 驱动控制系统设计
• 3.3.2 PLC 控制系统设计
• 3.3.3 控制程序流程图设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于Petri 网的PLC 梯形图程序设计
• 4.1 Petri 网概述
• 4.1.1 Petri 网的定义
• 4.1.2 Petri 网的运行规则
• 4.1.3 Petri 网的动态性质
• 4.1.4 Petri 网的关联矩阵与状态方程
• 4.2 高级Petri 网的介绍
• 4.3 赋予实际意义的Petri 网模型
• 4.4 竞争现象的解决方法
• 4.4.1 插入控制器
• 4.4.2 插入计数器和抑制弧
• 4.5 新型的PLC 梯形图程序设计方法
• 4.5.1 Petri 网的基本控制模型
• 4.5.2 Petri 网模型转换为PLC 梯形图程序的设计方法
• 4.6 应用实例
• 4.7 本章小结
• 第5章 某机构合件FAS 的建模及控制程序设计
• 5.1 某机构合件FAS 的Petri 网建模
• 5.1.1 主控制程序Petri 网模型
• 5.1.2 各装配机构Petri 网模型
• 5.2 系统的PLC 梯形图程序设计
• 5.2.1 系统主控制程序
• 5.2.2 各装配机构控制程序
• 5.3 仿真与调试
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作
• 致谢
• 详细摘要