1 方案背景与目标

在全球经济一体化与数字化技术快速发展的大环境下，市场竞争日益激烈，制造企业面临着如何兼顾满足消费者多样化需求与保持高效生产及优质品质的双重挑战，主要体现在以下方面：

（1）当传统生产线面临切换不同产品的生产任务时，由于设备大多基于固定的生产模式构建，缺乏自适应调整机制，导致设备调整工序复杂且耗时费力，进而造成生产效率低下。

（2）在应对不同产品的生产过程中，增加了过程质量控制的难度。在生产过程中容易受到设备参数波动、原材料性能差异以及人为操作误差等多重因素的干扰，导致产品质量参差不齐、不良品率高，使企业的生产成本增加，对企业的品牌形象与市场竞争力造成了负面影响。

当下，柔性制造成为制造企业破局的关键战略方向，其核心在于快速、高效地实现生产线的多品种、小批量生产切换，同时确保产品质量的稳定可靠与生产过程的高效流畅。

基于华龙PLC的具身智能生产线正是针对这一需求而设计，华龙具身智能生产线能够根据不同产品的生产要求快速调整生产流程与参数，实现设备间的智能协同与精准控制，保障产品质量的稳定性，同时优化信息传递链路，有效解决传统生产线在柔性制造转型过程的难题，满足制造企业向柔性制造的深度转型与升级。

2 方案详细介绍

基于华龙讯达国产PLC工业控制系统的具身智能生产线是采用矩阵式生产理念，由若干智能生产小岛构成，包括平台底座小岛、配料智能输送小岛、机器人上料小岛、皮带机传送小岛、推送上料小岛，搬运输送小岛，智能产品瓶装打标小岛、机器智能装配小岛，机器人全自动下料小岛构成，并深度融合工业控制、物联网，智能装配、虚拟仿真、数字孪生、生产制造智能管理系统等先进制造技术，各个单元组件既可单独运行，也可自由组合为一体，兼顾教学和生产功能需求。

产线各工位采用独立控制模式，可自由组合，完成产线的搭建，同时可对载具以及各组装部件更换后，满足柔性化生产。

A. 平台底座小岛主要承载机械组件、电气控制系统器件安装，平台底部设计有脚轮与地脚，可实现移动运输，通过调节地脚来固定平台。

底座小岛由两个独立的铝合金箱体连接组成，内部安装电气控制系统器件安装板，台面安装机械单元组件。

智能生产线集中控制系统会配备一个总控PLC作为主站，各自动化设备作为从站。每台设备都有独立的控制系统，可以单独调试，也可以联机调试。通过以太网通信和EtherCAT协议实现各小岛间的协调控制和数据采集，从而提升生产线的整体效率和运行稳定性。

B. 配料智能输送小岛单元控制系统

配料智能输送小岛单元控制系统主要实现对物料的分拣，可以根据预设的程序和指令，进行物料分拣、输送、抓取和搬运物品。

C. 机器人上料小岛单元控制系统

机器人上料小岛单元控制系统是一种高度自动化的控制系统，旨在通过机器人技术和传感器技术实现产品自动拾取上料操作。系统由主控PLC、工业机器人驱动器、传感器和若干执行元件组成。系统由PLC实现上料机器人控制程序、报警信息、对中平台控制、模拟量处理、伺服控制以及与配料智能输送小岛交互等功能。

机器人上料小岛单元控制系统通过集成先进的PLC技术、机器人技术和自动化设备，实现了高效的生产流程。

D. 皮带机传送小岛单元控制系统是通过PLC程序控制伺服电机启停，满足物料到达推送上料小岛推进位置的准确性。

E. 推送上料小岛单元控制系统

推送上料小岛单元作为整个智能生产线中的其中一段，完成产品推进输送，系统采用工业4.0标准，重要参数由集中控制系统进行采集和下发，由集中控制系统对每个智能小岛的数据进行分析和管控，以保证生产品质的可靠掌控。

系统由一台PLC对伺服电机、六轴机器人等进行控制，并且运用多种感应器，实时感知设备各个运动节点，确保设备运作稳定可靠。

F. 搬运输送小岛单元控制系统

搬运输送小岛单元控制系统主要是控制直线模组完成各工位之间的物料传递，通过程序控制气缸完成物料抓取、上下、旋转等动作，满足产品生产需求。

G. 智能产品瓶装打标小岛单元控制系统

智能产品瓶装打标小岛单元控制系统主要是控制设备自动完成打印批号与防差错等工作，并且能满足包装不同品规产品的柔性控制功能。

控制系统由包装材料拾取控制单元、物品拾取控制单元、打标控制单元、协同控制单元和防差错子系统组成。系统集成先进控制、软件和传感技术，以实现高效、精确的操作。

H.智能装配小岛单元控制系统

智能装配小岛单元控制系统是一种高度自动化的控制系统，旨在通过程序控制电池阀控制气缸运行，完成产品输送以及装配工序。

J.机器人下料小岛单元控制系统

机器人下料小岛单元控制系统是一种高度自动化的控制系统，旨在通过机器人技术和自控技术实现将生产线上的产品自动拾取，并摆放到产品下线工位，等待产品运送入库。系统由主控PLC、工业机器人驱动器、传感器和若干执行元件组成。

系统由PLC实现下料机器人控制程序、报警信息、对中平台控制、模拟量处理、伺服控制等功能。机器人下料小岛单元控制系统通过集成先进的PLC技术、机器人技术和自动化控制技术，实现了高效的生产流程。

3 代表性及推广价值

（1）智能生产线集中控制系统构建

打造了以华龙PLC为核心的智能生产线集中控制系统，将生产线中的各类设备、传感器等无缝连接，实现了全流程的集中管控与协同作业。与传统生产线的分散式控制模式不同，智能生产线集中控制系统可对生产线上的机械运动、电气参数、工艺流程等进行统一调配与精准优化。

（2）模块化柔性生产单元设计

采用模块化架构设计，企业可依据自身生产规模、产品类型及业务发展需求对加工小岛进行扩充或精简。同时生产线上的各个加工站具备独立完成特定加工工序的能力，在新产品试制、小批量定制生产以及应对紧急生产任务时，提升了企业生产组织的弹性与应变能力。

（3）人机协作智能交互模式

构建了全新的人机协作工作模式，使用HMI构建集成实时监视、报警管理、数据分析等模块，帮助操作员监控和控制自动化过程，以提高生产效率和系统的可靠性。通过3D建模与动画仿真技术，将原本抽象、复杂的生产流程与设备结构以直观、生动的3D图像呈现出来。操作人员只需通过智能终端设备，可对生产过程进行全方位、多角度的可视化监控。

具身智能生产线的应用，成功推动了制造企业生产过程向自动化与智能化方向迈进，降低了产品的不良品率，提高了产品质量及其一致性，进而增强了企业的市场竞争力。还为行业内其他企业设备更新改造、生产模式创新方面树立了标杆，对于推动我国智能制造产业整体水平的提升，具有至关重要的战略意义及示范引领作用。