汽車輸送線雙機同步自動控制系統(tǒng)的研究

1、汽車輸送線雙機同步自動控制系統(tǒng)的研究 在目前汽車制造工業(yè)中，由于輸送線路過長，使得單一的電動機驅(qū)動已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)要求，因此采取了多個電動機共同驅(qū)動的方式，但多個電機同時驅(qū)動又出現(xiàn)了輸送線速度不同步的問題，對生產(chǎn)過程帶來了極大地影響。本文以雙機驅(qū)動輸送系統(tǒng)為例，介紹了系統(tǒng)在運行過程中由于受力不平衡而導(dǎo)致的電動機各段輸送線速度的不同步，詳細(xì)分析了利用可編程序控制實現(xiàn)對電動機的頻率調(diào)整，確保張緊站能夠恢復(fù)到平衡位置，進(jìn)而實現(xiàn)輸送系統(tǒng)能夠無限的接近理想中的同步狀態(tài)。 【關(guān)鍵詞】汽車工業(yè) 輸送系統(tǒng) 電動機 自動控制 同步 在現(xiàn)代汽車制造工業(yè)中，主要生產(chǎn)工藝有汽車車身及其他各個部件焊裝、涂裝以及總裝等環(huán)

2、節(jié)，其中使用最為廣泛的就是實現(xiàn)汽車車身及其部件的傳輸、轉(zhuǎn)掛以及儲存等多方面功能的輸送系統(tǒng)。在實際生產(chǎn)過程中，如果輸送線路比較長，常規(guī)的一臺電動機就難以達(dá)到驅(qū)動的要求，所以，針對這樣一種情況就需要采取多個電動機聯(lián)合驅(qū)動的方式。 目前在我國汽車工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的幾種輸送系統(tǒng)電動機有平板式、滑橇式和積放式。為不斷提高我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展，有效提高我國汽車制造工藝水平，在生產(chǎn)工藝流程中積極引入先進(jìn)的自動化控制技術(shù)具有重要的意義。本文中，以雙機驅(qū)動方式為研究對象，對生產(chǎn)過程中的雙電動機驅(qū)動輸送線在運行過程中出現(xiàn)的問題，如由于內(nèi)部張力的不平衡而導(dǎo)致的各段輸送線路速度的不同步問題，進(jìn)行了變頻同步表自動調(diào)

3、速系統(tǒng)的研究，以實現(xiàn)雙機驅(qū)動輸送系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。 1 雙機同步自動控制系統(tǒng)控制方案的確定分析 在生產(chǎn)過程中，當(dāng)輸送系統(tǒng)帶著吊具進(jìn)行掛件輸送工作時，通常會存在著輸送線路各個坡段的牽引力的不平衡以及負(fù)載的不斷變化，正是由于這些問題會直接導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部張力出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象；同時又由于兩臺驅(qū)動電機設(shè)備自身的某些差異，造成各段輸送線速度的不一致，無法達(dá)到理想的高度同步狀態(tài)。當(dāng)裝置偏移量嚴(yán)重超出了張緊站的調(diào)節(jié)極限時，就會導(dǎo)致運輸系統(tǒng)鏈條堆積進(jìn)而損壞張緊裝置或造成鏈條壓力的過大導(dǎo)致鏈條被拉斷，致使整個運輸系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重影響到整個系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，造成重大損失。 綜上問題分析，為保證整個系統(tǒng)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)，

4、就要求雙電機驅(qū)動輸送系統(tǒng)必須要具備以下功能： （1）采取集中控制的方式，實現(xiàn)對中央控制室控制輸送線的啟動、停止等操作，同時對輸送線鏈條的運輸速度進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)具體的工況需要能夠?qū)ζ渌俣冗m時的進(jìn)行調(diào)整； （2）在各個工位要設(shè)置能夠申請停止或恢復(fù)啟動的按鈕以及緊急停止按鈕。當(dāng)某一工位員工由于自身工作需要需要停止輸送線時，可通過按工位上停止申請按鈕向中央控制室提出停止申請，隨之進(jìn)行相關(guān)工作；當(dāng)工作結(jié)束需要重新啟動輸送線系統(tǒng)時，按啟動按鈕再向中央控制室提出啟動申請，進(jìn)行操作；當(dāng)遇到緊急情況，工作人員可直接按緊急停止按鈕進(jìn)行輸送線的停止操作，而不再需要向中央控制室提出申請。 （3）盡最大努力采取措施，

5、確保兩臺驅(qū)動電動機的同步或者接近同步，進(jìn)而實現(xiàn)整個輸送系統(tǒng)的閉環(huán)自動調(diào)整。 （4）由于輸送系統(tǒng)運行時間過長而產(chǎn)生的積累誤差要盡可能的消除。 （5）對雙機同步控制系統(tǒng)的包括電機過熱、電源單相、鏈速異步上限及下限、傳動過載、下坡捕捉器、采樣機構(gòu)采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常以及張緊裝置超行程等各項功能進(jìn)行設(shè)定，以加強控制系統(tǒng)對整個輸送線路系統(tǒng)的控制作用，真正做到一旦出現(xiàn)任何問題，控制系統(tǒng)能夠及時的對輸送系統(tǒng)進(jìn)行停職操作同時發(fā)出報警信號，提醒相關(guān)工作人員及時進(jìn)行系統(tǒng)的檢查和維修等操作。 2 雙電機同步自動調(diào)速控制系統(tǒng)的硬件配置 結(jié)合系統(tǒng)的實際控制要求，同時以三菱汽車公司的fx2n系列的plc為控制核心，利用由變頻

6、器、速度設(shè)定器、偏差傳感器、位移檢測箱和外部線路保護傳感器等組件構(gòu)成的整個系統(tǒng)的檢測及執(zhí)行機構(gòu)。對于張力站位置偏移的偏移量，由偏差傳感器來完成測量，然后取回張緊站所具體偏移量的所對應(yīng)的反饋信號，將該反饋信號與之前預(yù)先設(shè)定的信號在位移檢測箱進(jìn)行相應(yīng)的處理并輸出處理之后的信號，利用該處理信號值來對變頻器的輸出頻率進(jìn)行控制，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。變頻器的輸出頻率應(yīng)根據(jù)張緊站的具體位移來調(diào)整，并完成對電機的調(diào)速控制，實現(xiàn)張力站可以恢復(fù)到平衡位置，確保系統(tǒng)能夠處于一種力的平衡狀態(tài)。 3 控制系統(tǒng)plc控制程序的編制 對于本文所研究的雙機同步自動調(diào)速控制系統(tǒng)，其控制核心就是plc。對于生產(chǎn)現(xiàn)場的各種輸入信

7、號，通過plc進(jìn)行接收，之后執(zhí)行plc內(nèi)部控制程序并驅(qū)動外部執(zhí)行結(jié)構(gòu)，進(jìn)而促使控制系統(tǒng)的啟動、停止、保護以及電機轉(zhuǎn)速設(shè)定功能的完成。結(jié)合上述所提到的具體控制要求，要想確保所指定方案能夠成功實現(xiàn)，除了包括旋轉(zhuǎn)解碼器、plc配置和變頻器等外部硬件設(shè)施外，還需要plc控制程序的編制，這也是解決的關(guān)鍵所在。 4 電氣控制系統(tǒng)主要檢測器件的調(diào)試工作 4.1 偏差傳感器的調(diào)整 在偏差傳感安裝使用之前就需要進(jìn)行調(diào)整零度偏移的工作。 （1）參照各個偏差傳感器的編號將其在聯(lián)接與相應(yīng)的位移檢測箱； （2）在輸電后，將偏差傳感器的指針之余零刻度位置，對萬用表進(jìn)行測量偏差傳感器的反饋電壓所對應(yīng)的端子之間的電壓值，該測

8、量值應(yīng)該很接近于0，如果不是就需要再次進(jìn)行調(diào)整； （3）順時針撥動各個偏差傳感器的指針，分別將指針置于0，10，20，30，40，50，60角度，并對其對應(yīng)的反饋電壓值進(jìn)行檢測并記錄，各個偏差所對應(yīng)的反饋電壓值應(yīng)該是以等差遞增的趨勢分布；然后再逆時針撥動各個偏差傳感器指針，分別置于-0，-10，-20，-30，-40，-50，-60角度，并對其對應(yīng)反饋電壓值進(jìn)行檢測和記錄，各偏差傳感器所對應(yīng)的反饋電壓值同上情況一樣呈等差遞增分布，如果檢測結(jié)果不是這種情況，就需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)整修正。 4.2 控制系統(tǒng)位移檢測箱的調(diào)整 系統(tǒng)張緊裝置的偏移量由偏移傳感器完成測量，然后取回偏移量所對應(yīng)的反饋信號，接著對

9、初始設(shè)定信號機及取回的反饋信號在位移檢測箱進(jìn)行處理并輸出處理后信號值，利用該輸出值來控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而改變電動機轉(zhuǎn)速。這一控制過程其實也就是將偏差傳感器的角度變化信號通過位移檢測箱將其轉(zhuǎn)化為直流電壓信號。對位移檢測箱調(diào)整內(nèi)容如下： 4.2.1 靈敏度調(diào)節(jié) （1）首先順時針波動各個偏差傳感器的指針，分別測量60度傾角所對應(yīng)的位移檢測箱端子5與21之間的電壓值；然后旋轉(zhuǎn)位移檢測箱上gain旋鈕，將測量值設(shè)定在相當(dāng)于初始設(shè)定的15%左右，該測量值可依據(jù)實際情況而做適當(dāng)調(diào)整，但調(diào)整幅度上下應(yīng)不大于5%； （2）對各個位移檢測箱的靈敏度要調(diào)整一致； 4.2.2 增益調(diào)節(jié) 步驟如下： （1）將位移

10、檢測箱中端子21和22之間的短接片取下。 （2）分別測量端子2-5之間的電壓值及12-55之間的電壓值，假設(shè)增益值為1，則所測兩電壓值相等；假如增益值為1.2，那么就表面端子12-55之間的電壓值為2-5之間電壓值得1.2倍；如果增益值為0.5，那么端子12-55之間的電壓值為2-5之間電壓值的0.5倍。結(jié)合實際情況對level旋鈕進(jìn)行調(diào)整，保證端子12-55與2-5之間的電壓值能夠滿足預(yù)定要求，一般情況下，增益值設(shè)定為1。 （3）安裝短接片。 （4）各個位移檢測箱要調(diào)整到具有高度一致性。 4.2.3 偏置 當(dāng)偏差傳感器的偏轉(zhuǎn)角度為0時位置和被檢測的工作機械中心具有一定的位移偏移，或者是被測機

11、械中心發(fā)生變化而且不能進(jìn)行調(diào)整，此時通過偏差位移箱上的bias旋鈕進(jìn)行調(diào)整，屏蔽偏置值；如當(dāng)偏轉(zhuǎn)傳感器的偏轉(zhuǎn)角度為正10度，所對應(yīng)的位置應(yīng)該是張緊站的平衡位置，此時對偏差不進(jìn)行任何調(diào)整，偏差傳感器所取回的反饋電壓位移檢測箱將會忽略，此時視偏差為0。 4.2.4 不靈敏區(qū) 如果偏差傳感器的偏轉(zhuǎn)角度在一定范圍內(nèi)可忽略不計時，如正負(fù)10度范圍內(nèi)，偏差忽略，則在對位移檢測箱上d-zone旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)時，每一刻度為正負(fù)3度。 5 結(jié)語 雙機同步控制系統(tǒng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，大大提高了汽車的生產(chǎn)效率，同時也降低了生產(chǎn)成本；另外該控制系統(tǒng)操作簡單，為控制管理工作提供了極大地便利。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相信多個電動機同步驅(qū)動控制系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)玫皆絹碓綇V泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) 1馬恒印.離合器壓盤燒結(jié)自動生產(chǎn)線的設(shè)計與研究d.青島科技大學(xué)，2013. 2肖超群.汽車內(nèi)飾件成型生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計d.湘潭大學(xué)，2011. 3雷振霄.汽車起重機作業(yè)可靠性試驗自動控制系統(tǒng)的研究d.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004. 4程晟.電泳涂裝生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用d.華東理工大學(xué)，2014. 5程剛.電動往復(fù)輸送系統(tǒng)的研究與優(yōu)化設(shè)計d.合肥工業(yè)大學(xué)，2012.