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阳极氧化是一种使用非常广泛的表面处理工艺,然而其工艺复杂、产品种类繁多,生产过程的一致性是保证产品质量的关键。本课题以某公司“阳极氧化生产线自动控制系统改造”项目为支撑,结合工业4.0的发展要求,设计了一套基于Profibus-DP总线的控制网络,为提高资源利用效率,设计了多工艺调度方法,同时在该课题中还开发了多工位定位系统。深入分析自动控制系统的功能和设计任务后,将本文的主要内容分为以下几个部分:(1)分析了阳极氧化各种工艺流程及现场生产设备的状况,根据控制系统的功能和要求,引入分布式递阶控制理论,以工控机作为系统的组织级,以西门子S7-300 PLC、S7-200PLC和触摸屏作为系统的协调级,以现场执行硬件设备作为系统执行级,应用Profibus-DP总线实现各级之间的通信。(2)为了提高生产效率,实现多工艺并行生产,本文首先设计了以西门子S7-300PLC为计算工具的基于时间轴的多工艺调度方法,由于PLC空间有限、调度能力弱等缺陷,本文提出了以工控机为计算工具的基于粒子群算法的多工艺调度方法。根据阳极氧化生产线工艺特点和设备分布,确定生产线调度问题为混合流水车间调度问题,建立生产线的数学模型,应用粒子群算法实现调度计算,并通过MATLAB仿真实验,验证了该算法的可行性及有效性。(3)为了提高在多工位生产环境下行车自动定位的精确度,设计了一种基于二进制编码的工位识别系统,并结合增量式定位方法,通过PLC程序设计,开发了一种混合式定位系统。本文所阐述的阳极氧化生产线自动控制系统经过现场调试和实验,已经投入使用,达到了控制要求,实现了预期目标。