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數(shù)控機(jī)床

西門子自動(dòng)化控制系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)線中的應(yīng)用(中)

星之球激光 來源:工控網(wǎng)2011-12-17 我要評(píng)論(0 )   

三、控制系統(tǒng)的構(gòu)成 由于該項(xiàng)目遵從Integra標(biāo)準(zhǔn),因此方案是嚴(yán)格按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。Integra標(biāo)準(zhǔn)是從國外引入的比較先進(jìn)的,針對(duì)汽車行業(yè)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn),它已經(jīng)被成功應(yīng)用于...

三、控制系統(tǒng)的構(gòu)成
 

由于該項(xiàng)目遵從Integra標(biāo)準(zhǔn),因此方案是嚴(yán)格按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。Integra標(biāo)準(zhǔn)是從國外引入的比較先進(jìn)的,針對(duì)汽車行業(yè)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn),它已經(jīng)被成功應(yīng)用于德國梅賽德斯奔馳項(xiàng)目,得到了很高的評(píng)價(jià)。BBDC項(xiàng)目首次將Integra標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)中國,并發(fā)布了IntegraBBDC標(biāo)準(zhǔn),它對(duì)控制結(jié)構(gòu)、硬件畫圖、軟件開發(fā)、Safety技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、系統(tǒng)接口、人機(jī)界面、軟件庫和培訓(xùn)流程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,Integra標(biāo)準(zhǔn)的引入將大大推動(dòng)中國汽車制造業(yè)的發(fā)展。

圖4    漆前緩存線電氣系統(tǒng)配置圖

 

圖4    漆前緩存線電氣系統(tǒng)配置圖

 

由于各系統(tǒng)硬件配置大致相同,只是數(shù)量上的不同,我們就以圖4所示的漆前緩存電氣系統(tǒng)配置圖分析硬件選擇方案,從硬件配置圖可以看出,監(jiān)控級(jí)利用工業(yè)以太網(wǎng)將控制層PLC獲得的數(shù)據(jù)傳送到上位監(jiān)控計(jì)算機(jī),這是由于廠房面積大,各個(gè)控制系統(tǒng)分布廣泛決定的,另外由于整個(gè)系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大(有一萬多個(gè)點(diǎn)),這就決定了工業(yè)以太網(wǎng)是最佳選擇。而且為了保證生產(chǎn)的可靠性,系統(tǒng)中的PLC選用的是CPU416F-2DP,同時(shí)采用了部分safety模塊,這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性?,F(xiàn)場(chǎng)選擇一個(gè)觸摸屏是為了可以在現(xiàn)場(chǎng)的控制柜上實(shí)時(shí)的查看各個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)和CPU的信息,還可以診斷Profibus總線的通訊狀態(tài),這是為了方便現(xiàn)場(chǎng)人員調(diào)試,也給后期維護(hù)帶來便利。CPU下面接了一個(gè)中繼器,主要是起到診斷網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)放大的作用,可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控通訊狀態(tài),如有問題可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)處理。另外由于每個(gè)子系統(tǒng)既獨(dú)立控制,又相互聯(lián)系。所有選用DP-Coupler來進(jìn)行不同CPU之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)有本地啟停設(shè)備的地方選擇PP17面板,這種方案比使用觸摸屏控制更加可靠,而且也更容易適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境。對(duì)于是否選擇變頻器MASTERDRIVE,主要是根據(jù)工藝的要求選擇的電機(jī),如果電機(jī)是非變頻的可以選擇馬達(dá)啟動(dòng)器來啟動(dòng)電機(jī)。而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)一些特殊點(diǎn)的不能通過控制柜中的模板采集的,可選擇ET200eco來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集而無需放在控制柜里,滑撬系統(tǒng)使用MOBY E進(jìn)行車身的識(shí)別。圖5即為總裝系統(tǒng)的主監(jiān)控畫面,從圖中各工位的顏色可以清楚的看出各個(gè)工位以及整個(gè)系統(tǒng)的工作情況

 

 

 

圖5    總裝系統(tǒng)主監(jiān)控畫面

圖5    總裝系統(tǒng)主監(jiān)控畫面

 

對(duì)采集數(shù)據(jù)和監(jiān)控生產(chǎn)的上位機(jī),采用了服務(wù)器-客戶機(jī)的模式,如圖6所示,共有2臺(tái)服務(wù)器和5臺(tái)客戶機(jī),2臺(tái)服務(wù)器互為冗余,選用的HP ProLiant DL服務(wù)器,安裝了Windows2003 server standard版操作系統(tǒng),WinCC安裝的是6.0 SP4版本。5臺(tái)客戶機(jī)選用的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī),安裝了Windows2000英文版操作系統(tǒng),WinCC版本和服務(wù)器一樣。選擇這種方案主要是基于三方面的考慮。①可靠性高:互為冗余的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的定時(shí)同步,保證了數(shù)據(jù)的一致性和可靠性;②開發(fā)周期短:這種模式只需開發(fā)一個(gè)服務(wù)器的程序即可,兩臺(tái)服務(wù)器互為備份程序完全一樣,而客戶端的PC無需編寫程序,只需通過工業(yè)以太網(wǎng)來訪問服務(wù)器的程序即可,開發(fā)難度小而且周期短;③成本低:由于本項(xiàng)目通訊點(diǎn)多,采用其它方式購買授權(quán)的費(fèi)用相對(duì)較高,這種模式客戶機(jī)端只需128點(diǎn)的授權(quán)費(fèi)用,這樣總體費(fèi)用大大降低。

圖6   上位監(jiān)控系統(tǒng)配置圖

 

圖6   上位監(jiān)控系統(tǒng)配置圖

 

四、控制系統(tǒng)完成的功能

雖然本項(xiàng)目龐大,通訊點(diǎn)很多,但是各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)備很大部分是相同,也具有一樣的控制要求,因此我們將整個(gè)項(xiàng)目按照設(shè)備劃分成的不同的功能組,這樣可以增大一次開發(fā)的利用率,避免了重復(fù)開發(fā),節(jié)省時(shí)間和成本。

1.升降機(jī)的控制

圖7   升降機(jī)控制系統(tǒng)

  圖7   升降機(jī)控制系統(tǒng) 

 

如圖7所示,升降機(jī)在高位時(shí),電動(dòng)鎖緊器鎖緊到位,升降機(jī)上滾床無撬體,上層滾床有撬體等待,撬體經(jīng)確認(rèn)與EMS上的電動(dòng)小車所帶車體相一致,上層滾床高速把撬體送到升降機(jī)的滾床上,經(jīng)變速開關(guān)變?yōu)榈退?,行走至占位開關(guān)停止。電動(dòng)定位器關(guān)閉到位,電動(dòng)鎖緊器松開到位,收到EMS空中自行電動(dòng)小車允許接車信號(hào),升降機(jī)低速升到接車位,待收到EMS空中自行電動(dòng)小車允許升降機(jī)下降信號(hào)后,升降機(jī)高速下降至變速開關(guān)變?yōu)榈退?,低速下降到到位開關(guān)停止。電動(dòng)定位器打開到位,待條件允許,升降機(jī)上滾床高速把撬體送到板式鏈的滾床。升降機(jī)高速上升至變速開關(guān)變?yōu)榈退?,低速上升到到位開關(guān)停止,執(zhí)行完一次循環(huán)。

2.舉升臺(tái)的控制

舉升臺(tái)在高位,下層滾床無撬體占位,上滾床高速把撬體送到下層滾床,經(jīng)變速開關(guān)變?yōu)榈退伲凶咧琳嘉婚_關(guān)停止;舉升臺(tái)在高位,下層滾床占位停止,電動(dòng)定位器關(guān)閉到位,車體檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)撬體上無車體,發(fā)出允許涂裝送車信號(hào),當(dāng)車體檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)撬體上有車體,收到涂裝送車完畢信號(hào),前面允許送車,即舉升臺(tái)在低位,停止器再關(guān)閉到位,舉升臺(tái)在下降到位。撬體被鏈?zhǔn)揭菩袡C(jī)送到停止器,占位開關(guān)同時(shí)占位,舉升臺(tái)把撬體舉升高位,同時(shí)舉升臺(tái)舉升到高位,下層滾床等待接撬體,執(zhí)行完一次循環(huán)。

3.總裝門線升降機(jī)、停止器、推車機(jī)的控制

圖8    升降機(jī)、停止器和推車機(jī)的控制

圖8    升降機(jī)、停止器和推車機(jī)的控制
 

如圖8所示,停止器ST01占位,停止器ST02沒占位,1#升降機(jī)在高位,停止器ST02占位與ST01占位之間沒有移動(dòng)的吊具,停止器ST01打開到位,推車機(jī)T01由慢-快-慢把吊具推至ST02占位,停止器ST02占位延時(shí)1秒,推車機(jī)T01由慢-快-慢退回到位,1#升降機(jī)由慢-快-慢下降到位,等裝完車門,經(jīng)工位工人確認(rèn)后,1#升降機(jī)由慢-快-慢上升到位,停止器ST02前面允許進(jìn)車,停止器ST01與ST02同時(shí)打開到位,推車機(jī)T01由慢-快-慢把吊具從ST02推出,把吊具從ST01推至ST02占位,停止器ST02占位延時(shí)1秒,推車機(jī)T01由慢-快-慢退回到位,1#升降機(jī)下降,執(zhí)行完一次循環(huán)。應(yīng)注意的是:升降機(jī)不在上升到位,停止器ST01/ST02必須在關(guān)閉到位,推車機(jī)必須在后退到位,否則立即停線。
 

升降機(jī)的自動(dòng)控制是項(xiàng)目中的難點(diǎn),主要是因?yàn)樯禉C(jī)的自動(dòng)控制如果故障就有可能將設(shè)備以及車體損壞,對(duì)一次調(diào)試成功的要求很高。升降機(jī)雖然有硬件保護(hù)措施,需要特定條件,比如升降機(jī)只有在失電后,抱閘將會(huì)抱死,因此對(duì)于升降機(jī)控制程序的編寫需要反復(fù)修改,模擬試驗(yàn),才能保證調(diào)試中的萬無一失,不會(huì)出安全事故。#p#分頁標(biāo)題#e#
 

 

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