按照工作流程的不同，生产系统可分为流水线生产(Flow—Line)、固定工位生产(Fixed—Location)、作业生产(Job—Shop)。流水线生产是大批量生产类型企业的典型生产模式，具有很高的生产效率，但适应性差，柔性不足。
生产流水线是按照生产工艺， 有序生产产品的过程，工件在工位之间按照一定的顺序流动，而设备不动，人员不动或者在工位范围内局部走动。
中文名
流水线生产系统
外文名
Flow—Linesystem
生产系统
流水线、固定工位、作业生产系统控制
PLC控制
系统组成
参数设置、数值显示、顺序控制等
系统软件
顺序控制软件、温度控制及检测等
流水线生产系统基本信息
编辑
语音
按照工作流程的不同，生产系统可分为流水线生产(Flow—Line)、固定工位生产(Fixed—Location)、作业生产(Job—Shop)。流水线生产是大批量生产类型企业的典型生产模式。流水线生产具有很高的生产效率，但适应性差，柔性不足。固定工位生产适用于大型、重型产品的生产，具有相当的柔性，适宜加工多种产品，但生产效率低。作业生产适合于多品种、变批量产品的生产，由于采用成组技术的原理，建立模块化生产。获得流水线生产的高效率。[1]
在传统的流水线方式下，工件在工位之间按照一定的顺序流动，而设备不动，人员不动或者在工位范围内局部走动(如汽车装配流水线)，生产节拍是通过物料传输设施强制实施的，称其为“硬节拍”。
生产流水线是按照生产工艺， 有序生产产品的过程。生产流水线的优化有利于降低产品的次品率， 减少不必要的人力和物力资源消耗， 降低企业的生产成本。[2]
流水线生产系统系统介绍
编辑
语音
流水线生产系统可编程控制器
目前在工业控制中占有重要比例的生产流水线控制，例如电视机、计算机的自动装配流水线；制鞋、印染等轻工和化工行业的生产流水线已部分使用可编程控制器(PLC)控制。其优点：响应时间快、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺参数改变、易与计算机接口等。同时使用PLC的编程逻辑能提供随要求而改变的“接线网络”，使得生产线的自动过程可根据产品需要灵活改变。这些都是传统继电器控制所不可比拟的“ 。
但在现行的某些工业生产流水线的PLC控制系统中，仍存在一些不足之处。也即可编程控制器功能没有充分开发利用，有些流水线只利用它控制部分参数或用于流水线生产过程工步顺序控制，而温度(或压力)控制则借助于选用现成的仪器仪表组成。生产过程中的时间、温度等现场参数未能实时显示，因而不利于监视生产过程的运行状况。[3]
流水线生产系统系统的组成
流水线控制系统硬件组成方框图如图1所示。以F 一60MR可编程控制器为主机，加上参数设置、数值显示、顺序控制、V/F转换和温度控制等方框组成。其中顺序控制方框用于控制流水线各工步的顺序切换；参数设置与数值显示方框用于随产品要求更改流水线工艺参数并监视其运行状况；而传感器(热电偶)、V/F转换和温度控制等方框则用于对需要进行温度控制的工步实现温度检测及显示，并控制温度使之达到额定值。[3]
图1 系统组成方框图
流水线生产系统系统功能
系统配备外部拨盘开关数值设置模块，能实现工步时问的设定和温度额定值设定。
系统能实现生产流水线的顺序控制，显示定时工步的时间数值。
配备数值显示模块，能显示实时时间和实时温度数值。
对生产过程中需控制温度的工步、进行在线温度检测并控制温度使之达到额定值。
可根据产品需要，是活修改工艺参数，包括工步数、时间和温度数值的更改。
可监视生产过程的运行状况，且操作方便、显示直观。[3]
流水线生产系统顺序控制
在生产流水线工作过程中，占有重要位置的是顺序控制。它根据生产过程所需的工步，按预定的顺序，用前一工步动作的终止信号或预定开关的输入。使下一工步动作开始，从而依次完成各工步的控制工作。
系统顺序控制由开关顺序选通输入和顺序控制输出组成，其中开关点数根据生产过程中工步的数量设置。按工步要求这些开关分别由选用按钮、钮子开关、限位开关、行程开关等组成，采用单点输入方式。而有些工步则利用软件定时，当定时时间达到预定值，便自动切换工步 顺序控制输出是各工步输入信号通过PLC机处理后，输出控制信号推动执行元件实现工步切换。这些执行元件分别由指示灯、继电器、接触器、电磁阀等组成。[3]
流水线生产系统参数设置
参数设置与数值显示为使流水线能按产品的要求更改工艺参数，就必需改变可编程控制器内部的数据设定，并监视其运行状况。因此，参数设置和数值显示是系统的重要组成部分。由于流水线上所需设定的参数较多，而PLC的I/O端口点数较少，为在有限的I/O总数情况下，能设定多组参数和显示其数值，
采用分时控制方式实现两组数据的设定和显示以扩展I/O 点数。当系统需设置及显示多组数值时，可相应增加拨盘开关和显示器的组数，并增加对应的选通端数。用不同的选通端分别选通各组拨盘开关或显示器，以实现多组数据的设定及显示。这种有软件支持的分时控制方式，实质上扩展了可编程控制器的I/O点数，从而更充分地开发其功能。它具有结构简单、可扩充性好等优点。[3]
流水线生产系统温度检测控制
在生产流水线工作过程中，有些工序需要进行温度控制(如电视机装配流水线的高常温老化工步)。系统温控部分组成方框图如图2所示。它包括实时温度检测和温度控制两种功能。
图2 温度控制方框图
温度检测电路图如图3所示。
围3 温度检测电路图
图4 温控电路图温控硬件电路如图4所示,采用脉宽电压调制器LM3524实现电阻加热丝电压的调节。当实测温度值小于额定温度值时，在软件控制下F 一60MR的输出点Y 接通，控制电压调制器升温加热，使温度值达到额定值。[3]
流水线生产系统系统软件设计
编辑
语音
图5 流水线工艺流程图图5为流水线工艺流程图，据此设计系统软件流程图。它由顺序控制、温度控制、设定值读入、数值输出显示等部分组成。[3]
流水线生产系统顺序控制软件
系统中的顺序控制软件是根据工艺流程图编制，利用F60MR中的状态寄存器$600～$612存放各工步状态，并用STL指令使$600~$612的状态按控制顺序移位，以实现各工步的顺序自动切换。[3]
流水线生产系统长时间定时
由于流水线上有些工步(如老化工步)所需时间较长，一般几个小时，若仅用PLD 中的定时器。则不能实现这么长时间的定时，为此，在设计中采用3个计数器循环计数来实现。[3]
流水线生产系统拨盘开关设置
图6温度设定值由3位BCD码拨盘开关设置。其个、十、百位分别连接到F 一60MR输入端X590～X513。利用功能指令F670 K34把设定数值读入。时间设定值由两组3位BCD码拨盘开关设置，它们并联接到PLC机输入端X30～X13。用于设置上例中通电老化时间和高温老化时间的数值，分别由输出点Y 。Y 选通后读入。数值输出显示用于显示实时温度值或时间值。由F ——60MR Y430～Y437 ，Y533～Y533输出。利用功能指令F670K29把要显示的数值输出。[3]
流水线生产系统虚拟流水线
编辑
语音
在虚拟流水线方式下，若干个被加工的工件或装配主体件固定在工作平台(工位)上不动。而人员、设备(可移动的)和工具按照一定的顺序在不同的工位之间流动，完成指派的加工任务。这种人员、设备和工具的流动构成了“人员流”与“设备工具流”。对于同一个要加工的工件，它的整个加工任务是由不同的操作人员依次操作完成的；对于同一个操作者，在不同的工位之间重复完成相同或类似的加工任务。从物理空间，加工的工件固定不动，而在逻辑上，工件依次在不同的人员和设备工具之间相对流动而被加工，因此引用“虚拟”来描述工件的这种逻辑上的流动，产生了“虚拟流水线”的概念。通过虚拟流水作业既实现了生产过程的高效率，又使生产具有较好的柔性。与传统流水线生产相比，虚拟流水线主要特点有：
1)虚拟流水线采用人员与设备工具相结合的流动方式，而不是庞大的工件的流动，使得流水生产线的成本下降，且容易实现；
2)兼有流水生产线模式的高效率和固定生产模式高柔性的特点；
3)采用软节拍，而非硬节拍，仅通过生产组织的变更、调整就可以控制生产节拍；
4)与固定生产模式相比，便于生产管理与控制；
5)有利于提高作业质量和产品质量，便于实现产品的质量控制。[1]
词条图册
更多图册
参考资料
1.
张志英, 江志斌. 虚拟流水线生产系统及Petri网建模技术研究[J]. 江苏科技大学学报自然科学版, , 18(4):36-39.
2.
黄伍, 刘祥伟, 王丽丽. 基于Petri网可达性的生产流水线系统优化分析[J]. 辽东学院学报(自然科学版), , 23(3):216-219.
3.
施敏芳. 可编程控制器在生产流水线控制系统中的应用[J]. 华侨大学学报(自然版), 1995, 16(3):300-307.
