三菱PLC及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于汽車輸送線系統(tǒng)

申報(bào)論文（中級(jí)）題目：?jiǎn)挝唬盒彰耗暝氯照罕疚慕榻B了汽車涂裝的輸送流程，三菱PLC系統(tǒng)在汽車涂裝車間輸送鏈系統(tǒng)中的應(yīng)用，整個(gè)系統(tǒng)以三菱PLC及現(xiàn)場(chǎng)總線CC-Link為核心控制設(shè)備，采用接近和行程開關(guān)監(jiān)測(cè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)的位置，調(diào)速部分采用三菱FR-E740系列變頻器進(jìn)行控制，現(xiàn)場(chǎng)的各種控制信號(hào)及執(zhí)行元件均通過CC-Link由PLC進(jìn)行控制。三菱PLC及網(wǎng)絡(luò)成功應(yīng)用于汽車涂裝線系統(tǒng)中，該系統(tǒng)可保持穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)，并能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：PLC:CC-Link；汽車涂裝；汽車生產(chǎn)線1、工藝概述長(zhǎng)安福特汽車一工廠涂裝車間輸送系統(tǒng)主要以懸鏈系統(tǒng)+摩擦滾床的輸送方式，生產(chǎn)節(jié)拍為63秒/臺(tái)，年產(chǎn)量為20萬輛，整個(gè)車間輸送流程，分別為前處理電泳、電泳存儲(chǔ)、電泳烘干、中涂、中涂存儲(chǔ)、中涂烘干、色漆、流平、清漆、面漆烘烤、面漆存儲(chǔ)、點(diǎn)修補(bǔ)、精修線，前處理電泳區(qū)域采用吊具懸鏈的組合輸送方式，存儲(chǔ)線主要以摩擦滾床的方式輸送，各個(gè)工藝線采用工藝鏈進(jìn)行車身輸送，該車間工藝鏈的速度可以通過變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同批量（或產(chǎn)量）的生產(chǎn)節(jié)拍安排車體整機(jī)輸送鏈中設(shè)有中間儲(chǔ)存庫(kù)，可以根據(jù)整車工藝線的需求，選擇需要的整車輸送到所需要的工藝線中，以滿足整車同步生產(chǎn)的需要。2、控制方案的確定本涂裝線輸送系統(tǒng)總體上采用“集中監(jiān)管，分散控制”的模式，整個(gè)系統(tǒng)分三層，即信息層、控制層和設(shè)備層。1） 信息層由安裝在中央控制室的操作員站和工程師站構(gòu)成，操作站的主要作用是向現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況和故障信息等進(jìn)行收集監(jiān)控；工程師站的主要作用是制定生產(chǎn)計(jì)劃、管理生產(chǎn)信息。它們的連接采用通用的同軸電纜（75Q寬帶電纜），并通過安裝在MELSECNET/H網(wǎng)主站PLC上的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊QJ71BR11實(shí)現(xiàn)與設(shè)備控制層各PLC間的數(shù)據(jù)交換。在必要的時(shí)候，可以通過工程師站與管理層的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，使得管理者可以在辦公室對(duì)所需要的信息進(jìn)行查閱。2） 控制層采用三菱的MELSECNET/H網(wǎng)，將涂裝輸送線各工段上的12套PLC相連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。它具有傳輸速度高（10Mbps）、編程簡(jiǎn)單（無需專用網(wǎng)絡(luò)指令）、可靠性高、維護(hù)方便、信息容量大等特點(diǎn)。各個(gè)PLC電柜，控制室，升降機(jī)，車身儲(chǔ)存工段都設(shè)置一臺(tái)三菱GT2710-STBA人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)該工段現(xiàn)場(chǎng)信息的高速響應(yīng)。使PLC更加靈活并實(shí)現(xiàn)更高程度的可視化3）設(shè)備層采用12套CC-Link，分別掛在PLC電柜的基板上，采用的是cclink主站模塊，CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線具有傳輸速度高（最高10Mbps）、傳輸距離長(zhǎng)（1200m）、設(shè)定簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便、成本低等特點(diǎn)。它通過雙絞線將現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、泵、閥、ID讀寫器、變頻器及遠(yuǎn)程I/O等設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)了分散控制集中管理。這樣變頻器的參數(shù)、報(bào)警信

息等數(shù)據(jù)不但可以方便地由PLC進(jìn)行讀寫，而且可由上位機(jī)和GOT通過PLC方便地進(jìn)行監(jiān)控和參數(shù)調(diào)整。使用ID讀寫器容易進(jìn)行車體跟蹤，減少了信息交流量，使生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高度柔性化，并且有效地提高了自動(dòng)化程度，節(jié)省更多的人力資源。涂裝車間的邏輯關(guān)系復(fù)雜，控制要求可靠，輸送系統(tǒng)布置了大量的接近開關(guān)、行程開關(guān)等傳感器，每個(gè)升降機(jī)，合流，分流處都設(shè)置有操作盒，操作盒上都配有手動(dòng)操作按鈕。操作盒維護(hù)都十分的方便。采用三菱系統(tǒng)的控制方案有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：組態(tài)簡(jiǎn)單：僅需要在參數(shù)表中設(shè)置相關(guān)的參數(shù)便可以完成系統(tǒng)的組態(tài)工作，以及數(shù)據(jù)刷新映射關(guān)系；接線簡(jiǎn)單：僅需要將3芯屏蔽電纜按照DA、DB、DG對(duì)應(yīng)連接，另外接好屏蔽線和終端電阻，CC-LINK系統(tǒng)接線便完成了；設(shè)置簡(jiǎn)單：系統(tǒng)只需要對(duì)每一個(gè)站的站號(hào)、通信速率及相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)置，接通電源，CC-LINK便開始數(shù)據(jù)鏈接；維護(hù)簡(jiǎn)單：由于CC-Link的卓越性能，和豐富的RAS功能，為CC-Link的維護(hù)方便性和運(yùn)行可靠性提供了強(qiáng)有力的保證。其監(jiān)視和自檢測(cè)功能使CC-Link系統(tǒng)的維護(hù)和故障后恢復(fù)系統(tǒng)變得方便和簡(jiǎn)單3、控制系統(tǒng)的硬件配置控制系統(tǒng)主要采用了三菱CC-LINK總線模塊QJ61BT11，CPU為Q013H。主基板上安裝有1塊QX40輸入模塊，5塊QY10晶體管輸出模塊，主要用來控制上、下掛點(diǎn)升降段的2臺(tái)FR-A540-5.5CH變頻器及慢速裝配鏈的1臺(tái)FR-A540-3.7CH變頻器。安裝于懸鏈鋼結(jié)構(gòu)軌道沿線的CC-LINK遠(yuǎn)程I/O站共有35個(gè)，10塊AJ65SBTB1-8D，12塊AJ65SBTB1-16D，4塊AJ65SBTB1-32D，6塊AJ65BTB2-16，2塊AJ65SBTB1-8T，1塊AJ65SBTB1-16T。CC-LINK遠(yuǎn)程I/O站安裝于現(xiàn)場(chǎng)控制箱或按鈕站內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的硬件配置圖見附圖22） 智能化。機(jī)械制造是由手工制造發(fā)展轉(zhuǎn)變而來的，傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的機(jī)械制造技術(shù)無法滿足新時(shí)代的要求，依托于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)所構(gòu)建的智能化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械加工的集成化、系統(tǒng)化、流程化作業(yè)，打破傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)的局限，引入高效能的功能體系，結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成和整合，使之成為一個(gè)整體，力求實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的智能化生產(chǎn)。智能制造就是將人工智能技術(shù)引入到機(jī)械制造中，同時(shí)在自動(dòng)化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更加現(xiàn)代化的機(jī)械制造，使相互之間的技術(shù)能夠相互滲透和共融，能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)來對(duì)機(jī)械制造進(jìn)行分析和決策，模擬人的思維來模仿和代替人的工作。此外，相較于專家智慧，智能化機(jī)械制造能夠完成專家無法完成的對(duì)自身進(jìn)行監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，同時(shí)還能對(duì)任務(wù)進(jìn)行預(yù)設(shè)，不斷調(diào)節(jié)自身參數(shù)獲得最佳狀態(tài)，不受情緒的影響等優(yōu)勢(shì)?？梢?，智能化系統(tǒng)相較于人工智能要更高一層。3） 虛擬化。虛擬化指采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來使機(jī)械產(chǎn)品能夠在現(xiàn)實(shí)中完成完全模擬，進(jìn)而提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率。比如，機(jī)械制造過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)和信息控制技術(shù)，能夠更好的對(duì)計(jì)算機(jī)的控制過程進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)其中所存在的問題，進(jìn)而在實(shí)際工作中避免出現(xiàn)類似錯(cuò)誤。利用虛擬化能夠大幅提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)的周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而提升在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

4）柔性自動(dòng)化?，F(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展要求企業(yè)在市場(chǎng)應(yīng)變能力上要更為靈活，對(duì)客戶的反饋有快速捕捉并對(duì)產(chǎn)品加以改進(jìn)的能力，因而要根據(jù)市場(chǎng)需求的內(nèi)外部環(huán)境條件來有針對(duì)性的進(jìn)行部件更新，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整或改變機(jī)械制造種類等，對(duì)此，采用柔性自動(dòng)化技術(shù)是最佳的選擇。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來構(gòu)建人機(jī)交互界面，并結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建一個(gè)擁有柔性自動(dòng)化的信息管理系統(tǒng)，為獲得更高的效益和利潤(rùn)提供保障。柔性自動(dòng)化系統(tǒng)中并不完全是自動(dòng)化設(shè)備，也存在普通設(shè)備，只是在個(gè)別環(huán)節(jié)上可以進(jìn)行人為介入，以提升機(jī)械制造的作業(yè)效率。柔性自動(dòng)化所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是使產(chǎn)品生產(chǎn)能夠更好的滿足市場(chǎng)需求，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。與此同時(shí)，采用柔性自動(dòng)化能夠拉近機(jī)械設(shè)置、機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械制造之間的關(guān)系，使集成化程度更高，大幅提升自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用背景下機(jī)械制造的效率。4