生产过程控制综合实验指导书2024

实验指导书

课程名称：生产过程限制综合试验

开课实验室:机械系CAD/CAM试验室

执笔人：

审定人：

修（制）订日期：

试验1自动化生产系统（APS）试验教学平台的讲解与演示

1试验性质

讲解与演示试验

2试验目的与要求

通过向学生讲解与演示自动化生产系统（APS）试验教学平台，使学生了解自动

化生产系统（APS）试验教学平台的概念、功能和特点以及自动化生产系统（APS）试

验教学平台的运用方法。

要求：每人提交一篇试验报告，在试验报告中要有对干自动化生产系统（APS）

试验教学平台的简洁介绍与理解。

3试验内容：

3.1试验讲解

向学生讲解自动化生产系统（APS）试验教学平台，具体包括以下四部分内容：

1）自动化生产系统教学试验平台的组成和结构；

2）MES制造执行系统的概念、模型、结构和功能；

3）APS自动化生产监控系统涉及的组态技术；

4）APS自动化生产系统涉及的各个单元（供料单元、工件检测单元、工件加工单

元、工件搬运单元、装配单元和工件分类单元）的组成与特点。

3.2试验平台演示

试验平台演示主要包括：供料单元；工件检测单元；工件加工单元；工件搬运单

元；装配单元；工件分类单元各个单元的单步工作演示以及联网同步工作演示。

仓储供料单元操作方法

本工作站操作面板于与其他工作站相同（见图1）,从左到右分别为：“运行”按

钮、“复位”按钮、“功能”按钮、“自动/单步”旋钮、“单机/联网”旋钮、“停

止”按钮、“退出”按钮、“急停”按钮。除“急停”按钮以外全部按钮都是点动限

制，“急停”按钮为自锁旋开式。自动/单步”旋钮向右为打开单步，向左为关闭单步

打开自动。“单机/联网”旋钮向右为联网状态打开，向左为联网状态关闭。

南京南航新兴信息集成有限公司

图1APS操作面板图

本站的机械动作分为6步：

第1步：摆臂右摆，让出库位；

第2步：自动化料仓上料；

第3步：摆臂左摆；

第4步：真空阀开，吸工件；

第5步：摆臂右摆，将工件送向下一单元；

第6步：真空阀断，放下工件，摆臂左摆；

-1工作状态复位

接通电源按下退出按钮，系统退出急停状态，PLC输出部分通电，复位按钮灯闪

耀，按下复位按钮机构回到初始位置（摆臂处于左边，直线气缸缩，真空阀断），复

位灯灭，运行灯亮。

留意：无论单步还是自动起先操作前必先复位。

.2仓储供料单元单步限制操作方法

单步旋钮打开联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入单步操作。当料仓

为空时加进一个工件后进入单步状态时每次按下运行按钮依次完成1-2-34-5-6六个步

骤。若当料仓为空时加进多个工件后进入单步状态时依次完成1-2-3-4-5-6六个步骤如

比往复。

・3仓储供料单元自动限制操作方法

单步旋钮关闭联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入自动操作。所谓自

动状态即按一下运行按钮系统连续完成一次动作循环。

工件检测单元操作方法

本工作站操作面板于与其他工作站相同（见图1）,从左到右分别为：“运行”

按钮、“复位”按钮、“功能”按钮、“自动/单步”旋钮、“单机/联网”旋钮、“停

止”按钮、“退出”按钮、“急停”按钮。除“急停”按钮以外全部按钮都是点动限

制，“急停”按钮为自锁旋开式。“自动/单步”旋钮向右为打开单步，向左为关闭单

步打开自动。“单机/联网”旋钮向右为联网状态打开，向左为联网状态关闭。

本站的机械动作分为5步：

第1步：检测工件，检测台上升；

第2步：高度检测杆下降，测量；

第3步：高度检测杆缩回；

第4A步：推杆伸出，推工件，缩回；

第5A步：检测台下降；第4B步：检测台下降；

第5B步：推杆伸出，推工件，缩回。

-1工作状态复位

.3工件加工单元自动限制操作方法

单步旋钮关闭联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入自动操作。所谓自

动状态即按一下运行按钮系统连续完成一次动作循环。本站在首次进入自动状态时因

为三点钟工位还没有工件所以检测头不会伸出，非首次进入自动状态时检测头会与第3

步（钻头下降，加工工件）同步完成，检测头缩回会与第5步（钻头停）同步完成。

工件搬运单元操作方法

本工作站操作面板于与其他工作站相同（见图1）,从左到右分别为：“运行”

按钮、“复位”按钮、“功能”按钮、“自动/单步”旋钮、“单机/联网”旋钮、“停

止”按钮、“退出”按钮、“急停”按钮。除“急停”按钮以外全部按钮都是点动限

制，“急停”按钮为自锁旋开式。“自动/单步”旋钮向右为打开单步，向左为关闭单

步打开自动。“单机/联网”旋钮向右为联网状态打开，向左为联网状态关闭。

本站的机械动作共分10步：

第1步：回转臂左转；

第2步：水平臂伸出；

第3步：垂直臂伸出；

第4步：真空阀开，吸工件，垂直臂缩回；

第5步：水平臂缩回；

第6步：回转臂右转：

第7步：水平臂伸出；

第8步：垂直臂伸出；

第9步：真空阀断，放下工件，垂直臂缩回；

第10步：水平臂缩回。

3.2.41工作状态复位

接通电源按下退出按钮，系统退出急停状态，PLC输出部分通电，复位按钮灯闪

耀，按下复位按钮机构回到初始位置（回转臂右位，水平臂、垂直臂缩回，真空阀

断），复位灯灭，运行灯亮。

留意：无论单步还是自动起先操作前必先复位。

.2工件搬运单元单步限制操作方法

单步旋钮打开联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入单步操作。每次按

下运行按钮系统依次完成以上10步动作。若在第7步之前按卜.功能键（模拟废料工件

信号）则系统省略第7步和第10步，将工件放入废料槽。

.3工件搬运单元自动限制操作方法

单步旋钮关闭联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入自动操作。所谓自

动状态即按一下运行按钮系统连续完成一次动作循环。按一下运行按钮系统连续完成

以上10步动作。若在第7步之前按下功能键（模拟废料工件信号）则系统省略第7步

和第10步，将工件放入废料槽。

工件安装单元操作方法

本工作站操作面板于与其他工作站相同（见图1）,从左到右分别为：“运行”

按钮、“复位”按钮、“功能”按钮、“自动/单步”旋钮、“单机/联网”旋钮、“停

止”按钮、“退出”按钮、“急停”按钮。除“急停”按钮以外全部按钮都是点动限

制，“急停”按钮为自锁旋开式。“自动/单步”旋钮向右为打开单步，向左为关闭单

步打开自动。“单机/联网”旋钮向右为朕网状态打开，向左为联网状态关闭。

本站的机械动作共分18步：

第1步：摆臂右摆，让出小工件库位;

第2步：黑色小工件上料•；

第3步：摆臂左摆；

第4步：电机开动，将大工件传送到装配位；

第5步：真空阀开，吸黑色小工件：

第6步：摆臂右摆，将黑色小工件放到大工件内；

第7步：真空阀断，放黑色下小工件，灰色小工件上料;

第8步：摆臂左摆；

第9步：电机开动，将大工件传送到装配位；

第10步:真空阀开,吸灰色小工件；

第II步:摆臂右摆,将灰色小工件放到大工件内；

第12步:真空阀断,放灰色下小工件，白色小工件上料;

第13步:摆臂左摆;

第14步:电机开动,将大工件传送到装配位:

第15步:真空阀开,吸白色小工件；

第16步:摆臂右摆，将白色小工件放到大工件内;

第17步:真空阀断，放白色下小工件；

.1工作状态复位

接通电源按下退出按钮，系统退出急停状态，PLC输出部分通电，复位按钮灯闪

耀，按下复位按钮机构回到初始位置（摆臂左位，推杆缩回，真空阀断，电机停），

复位灯灭，运行灯亮。

留意：无论单步还是自动起先操作前必先复位。

.2工件安装单元单步限制操作方法

单步旋钮打开联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入单步操作。每次按

下运行按钮系统依次完成以上17步动作。

分类存储及立体仓库单元操作方法

本工作站操作面板于与其他工作站相同（见图1）,从左到右分别为：“运行”

按钮、“复位”按钮、“功能”按钮、“自动/单步”旋钮、“单机/联网”旋钮、“停

止”按钮、“退出”按钮、“急停”按钮。除“急停”按钮以外全部按钮都是点动限

制，“急停”按钮为自锁旋开式。“自动/单步”旋钮向右为打开单步，向左为关闭单

步打开自动。“单机/联网”旋钮向右为联网状态打开，向左为联网状态关闭。

本站的机械动作分为9步：

第1步：旋转气缸转到水平方向：

第2步：双联气缸伸出，气爪抓工件；

第3步：机构提升并且双联气缸缩回；

第4步：旋转气缸转到垂直方向；

第5步：X轴，丫轴步进电机运动，将工件送到库位；

第6步：双联气缸伸出；

第7步：气爪松开，将工件放入库位；

第8步：双联气缸缩回；

第9步：X轴、丫轴步进电机运动，回到零点位置；

.1工作状态复位

接通电源按下退出按钮，系统退出急停状态，PLC输出部分通电，复位按钮灯闪

耀，按下复位按钮机构回到初始位置（旋转气缸处于垂直位置，双联气缸缩回，气爪

松开，X轴、Y轴步进电机回到零点位置），复位灯灭，运行灯亮。

留意：无论单步还是自动起先操作前必先复位

.2分类存储及立体仓库单元操单步限制作方法

单步旋钮打开联网旋钮关闭时方可退出急停状态，复位后进入单步操作c每次按

下运行按钮系统依次完成以上9步动作。

留意：山于分类信号来自于组态程序所以本站没有自动运行程序。

组态联网运行操作方法

念运行及纨-(DKAtl]口叵国

文静Q)・等功德⑸带助吵

图2组态联网程序运行界面

要进入组态联网程序必需先将各个单元的状态设置为“监视模式”，保证各单元

之间RS485线连接正确，将RS232线和上位机电脑相连。然后将每个单元的“自动/单

步”旋钮打到自动位置，“单机/联网”旋钮打到联网位置.然后将各站急停、退出、复

位依次完成.。这时打开力控软件可进入组态联网运行程序,

如图2所示，打开操作界面，点击“清零”按钮使全部变量归零。若此时各站都

处于“等待”状态则程序“起先”按钮出现。若某个单元不处于“等待”状态，则

“起先”键不会出现，这时需检查该站点的复位状况。

点击“起先”按钮联网程序起先运行，各站相互协作循环完成全部动作，直至仓

储供料单元无料或分类存储及立体仓库单元储仓工件放满方停止。

在运行过程中可以点击“暂停”按钮，使系统暂停全部动作，系统处于暂停状态

下点击“接着”按钮可以使系统接着运行。

“退出”按钮用于退出程序，停止全部动作。

MES连接APS操作方法

(1)打开MES系统(用户名：010；密码：1111),进入【物料需求安排】下面的

【生产订单维护】功能界面，制定生产订单。在维护界面上面填写相应的物料编码、

安排数量、安排下达日期和安排交货日期等信息。

（2）进入【物料需求安排】下面的【实力需求安排】功能界面，在“工作中心实

力占用状况”一栏中可以查看工作中心的目前实力设置状况，在“未确认定单”栏中

选择未确认的订单，进行实力运算后，点击“确认订单”或者“全部确认”按钮确认

该未确认的订单，已确认订单在“已确认的生产订单”栏中显示。

（3）进入【车间作业安排】下面的【车间作业安排分解】界面，点击“起先运

算”按钮，进行生产订单分解。

在【乍间作业安排】下面的【乍间作业安排维护】界面可以看到分解出来的乍间

作业安排，当然也可以干脆维护乍间作业安排（选择相应工段物料编码信息、工作中

心、安排开工日期、安排交货日期、安排数量等信息）。

（4）进入【车间调度管理】下面的【车间作业调度】界面，点击“下达”按钮,

下达派工单任务。

（5）进入【生产线管理】下面的【工序报完工】界面，进行工序报完工。

生产及告理控M系长

【主生产冲外】【三&住业，+用】【节⑥如若发】【生产敛宙出】【寓存右整】ce&oitsiti）【系烷告*】【系烯阳由】

首先点击“切换”按钮，弹出界面输入员工编号（010）和密码（1111）,工序报

完工主界面显示该员工的加工任务，选择相应的一条派工任务，点击“正常加工”按

钮，工序报完工主界面显示该条派工单的加工状况（包括派工单编号、物料编码、名

称、安排数量、已报合格数量、工废、料废数量、工作中心、计数器数量等信息）。

当加工完成以后，点击“工序完工”按钮，进行工序报完工；也可以点击“暂停加

工”暂停该加工任务，重新选择加工任务。点击“注销工序”按钮，退出工序报完工

界面。

试验二MES制造执行系统软件的运用

1试验性质

上机试验

2试验目的与要求

通过本试验学会MES制造执行系统软件的运用。

要求：每人提交一篇运用MES制造执行系统软件的试验报告，在试验报告中要包

含以下内容：

1）MES软件操作过程。将具体的操作过程保存成图片（利用键盘上的Print

Screen键截屏抓图）插入word文档，并对每张图片加以简洁说明。

2）将MES软件输出的报表（在“综合信息查询”主菜单的子菜单中点击输出会产

生报表）截图，同样插入word文档，并对每张图片加以简洁说明。

3试验内容：

3.1系统管理员操作部分

执行adico_mes文件，登录用户名：010（目前是系统管理员），密码：1111（初始

密码，登录后可以修改），登录系统。要运用MES系统，系统管理员必须要做MES系

统的数据打算工作，工作如下：

1）在“基础数据管理”选择“公司组织维护”界面：

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点击“部门信息”，选择左边树形结构中的“公司”，然后点击“添加”按钮,

添加部门编号、部门名称，点击“确定”后添加部门。依据一般企业的要求添加例

如：安排部、仓库、车间、技术部、选购部等部门。

2）在“基础数据管理”选择“工作中心维护”界面:

点击“添加”按钮，添加工作中心编码、名称信息，点击“确定”按钮，完成添

加工作中心。例如可以添加：粗加工工作中心、热处理工作中心、装配工作中心、精

加工工作中心等。

3）在“基础数据管理”选择“员J2信息维护”界面:

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点击“添加”按钮，添加员工编码、姓名、选择部门和工作中心即可，其它依据

默认设置，点击“确定”按钮完成增加员工操作（一个学生至少一个具有一个用

户）。

4）在“系统管理”选择“用户管理”界面：

选择左边各个部门下面的学生，点击“权限设置”对每个学生进行权限设置.，以

限制每个学生能够进行的菜单权限操作，然后可以把学生进行分组的MES试验。

对于新增的用户，每个用户的初始密码为：1111,用户登录后在“系统管理”中

的“修改密码”可以修改自己的密码。

3.2MES试验操作部分

在我下面讲解并描述的例子中，我设定的部门为安排部、仓库、车间、技术部、

选购部，设定的工作中心为粗加工工作中心、热处理工作中心、装配工作中心、精

加工工作中心。员工（即为学生）安排在各个部门中，各个部门的权限安排如下：

安排部：主生产安排功能模块、物料需求安排模块

选购部：安排管理模块下的选购安排部分，主要为选购安排的制

定和审核工作。

仓库：仓库管理模块

车间：车间分为管理人员和操作工，管理人员的模块为车间作业安排和车间调度

管理；操作工的模块为生产线管理模块

技术部：基础数据的维护，主要包括物料基础数据、产品结构树维护和工艺路途

制定以及工厂日历的制定。

下面的操作我是依据企业的生产流程来描述的，流程如下：

下面我依据各个部门的分工进行MES操作。在运行MES系统前，系统必须要做

一些数据的初始化工作：

系统初始化

•技术部要进行物料的维护（在我们的MES系统中，任何产品或者零件或者工

序产成品（在制品）都有一一对应的物料编码。物料的信息包含基础信息维

护、安排信息维护、库存信息维护），依次打开“基础数据管理”下“物料基

础数据”下的“基础信息维护”、“安排信息维护”、“库存信息维护”界

面：

在物料基础信息维护界面维护物料的基础信息，包括物料编码和物料名称，以及

物料类型即可（主要是要标明总成件或者零件就可以）。

在物料安排信息维护主要维护物料的安排信息，主要是要选择是否为主安排物料

（主安排物料是能够进行制定主生产安排的物料，其它物料不用选择该选项）。

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在物料仓库信息维护界面主要维护物料的类型（主要分为自制、选购、在制

品），假如是选购件还要维护供应商（供应商可以在供应商维护界面进行维护）、

以及物料的存放仓库（仓库和库位信息可以在仓库管理进行维护）信息。

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计划】【车间r生产收/依】【京存苫理】【今含信■查向】1至烷告*】【妥烷招取】

司2005

•定义物料后进行产品结构树的定义，打开“基础数据管理”下的“产品结构树

维护”界面:

，开闾1NJ.A勿/X•・,“♦I3d・y94。况”*

首先选择左边树中的“全部产品”，然后点击增加须要定义的产品，例如APSOOO

（APS总成），但是该物料必需是定义完整的（该物料必需经过物料安排信息和仓库

信息的定义）。假如须要增加APSOOO（APS总成）下面的产品结构，则选择该物料,

然后点击“增加”，然后选择子物料，并且填写单台数和废品系数等数据，点击“确

定”完成子物料的增加，依次类推直至产品结构树完成。

APSOOO

APSOOOIAPSOOO1-MP

（APS总成）

（APS黑色工件）（APS黑色工件毛坯）

APSOOO2APS0002-MP

（APS白色工件）（APS白色工件£坏）

APSOOO3APSOOO3-MP

（AP金届色工件）（APS金属工件匕坯）

APS0004

（APS采购件）

•产品机构树下面的自制零件或者装配件还必须要制定工艺路途，打开“基础数

据管理”下的“工々路途维护”界面:

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选择左上角维护信息中的物料，点击“添加”，填写工序名称、工序号、以及工

序相关的工时，特殊要留意工序物料编码（该物料是表明该工序完成后的物料编码，

如我前面所说的我们的系统对于每个只要是发生改变的物料都进行了定义，这样可以

精确统计到每一道工序的在制品的数量），还有一个选项是“是否是最终一道工

序”，假如是最终一道工序，则该工序的产成品物料编码即为主物料本身，填写完成

后点击“确定”按钮。对于每道工序来说，还必须要填写配料单，即为加工该工序所

须要用到的原料或者在制品（从这儿也可以看到，在工人进行车间作业安排加工时必

须要先进行领料才能进行加工，不然无法进行工序报完工），依次类推完成一个自制

件的加工工艺路途。

APS0001

（APS黑色工件）

APStXXM

（APS采购牛）

以黑色工件APS0001为例，工艺路线如下:

接卜.来坏必须要制定一个T.厂日历,因为系统在进行安排分解时耍关掉T厂的

休息时间，界面如下:

最简洁的方法可以点击“接着加入”添加新的工厂日历，或者你也可以设置周

六周日的工作状况，然后生成系统须要的工厂日历。

各相关角色操作

1安排人员

1）主生产安排

选主菜单［主生产安排］下的［主生产安排编制］菜单用于编制主生产安排（主生产物

料编号为APSOOO）,编制完的主生产安排检查无误后可进行提交。

选主菜单［主生产安排］下的［主生产安排审核］菜单，选择刚才编制的主生产安排,

确认可以进行生产后点击“审核通过”按钮。

2尸物料需求安排

选主菜单［物料需求安排］下的［主生产安排分解］菜单用于分解主生产安排，主生

产安排分解后就得到生产订单和选购订单。

只须要选择生产订单和外购订单选项。

3）生产订单维护

选主菜单［物料需求安排jy的［生产订单维护」菜单用于对分解的生产订单进行维

护，主要是依据库存确定生产数量，对于有独立需求的零件也可以干脆在生产订单维

护界面上维护生产订单。

4）实力需求安排

主要是对主生产安排分解出的生产订单进行实力平衡，以保证生产订单的实

施。选主菜单［物料需求安排］下的［实力需求安排］菜单进行生产实力确认。

.2选购人员

1）选购订单维护

选主菜单［物料需求安排］下的［选购订单维护］菜单用于对分解的选购订

单进行维护，主要是依据库存确定选购数量，并对确认的选购订单进行

提交。

2）选购订单审核

选主菜单［物料需求安排］下的［选购订单审核1菜单，对有外购订单进行审

Ag团多林通wro予植差・网圄♦m*材nt艮忡（！■ncp«wwtT«|nuewneIr打印所n外不・也的订・]f\s巾

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3.2.2.3车间管理人员

1）车间作业安排分解

选主菜单［车间作业安排］下的［车间作业安排分解］菜单，将对生产订单和可销

售生产订单进行分解，分解后将得到车间生产作业安排

2）车间作业安排维护

选主菜单［车间作业安排］下的［车间作业安排维护］菜单，将对车间作业安排进

行维护，主要是对安排及相应的配料单进行调整，最终对无误的车间作业安排进行

审核

3）车间作业安排取消

选主菜单］车间作业安排J下的［车间作业安排取消」菜单，将对不须要的车间作

业安排进行取消，取消后的车间作业安排将停止实施。

4）车间调度管理

选主菜单［车间调度管理］下的［车间作业安排调度］菜单，将对车间作业安排进

行调度，