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

申報論文（中級）題目：單位：姓名：年月日摘要：本文介紹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，整個系統(tǒng)以三菱PLC及現(xiàn)場總線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系列變頻器進行控制，現(xiàn)場的各種控制信號及執(zhí)行元件均通過CC-Link由PLC進行控制。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，年產(chǎn)量為20萬輛，整個車間輸送流程，分別為前處理電泳、電泳存儲、電泳烘干、中涂、中涂存儲、中涂烘干、色漆、流平、清漆、面漆烘烤、面漆存儲、點修補、精修線，前處理電泳區(qū)域采用吊具懸鏈的組合輸送方式，存儲線主要以摩擦滾床的方式輸送，各個工藝線采用工藝鏈進行車身輸送，該車間工藝鏈的速度可以通過變頻器進行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同批量（或產(chǎn)量）的生產(chǎn)節(jié)拍安排車體整機輸送鏈中設(shè)有中間儲存庫，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)場的設(shè)備及執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送控制指令，并對現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運行狀況和故障信息等進行收集監(jiān)控；工程師站的主要作用是制定生產(chǎn)計劃、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實現(xiàn)與設(shè)備控制層各PLC間的數(shù)據(jù)交換。在必要的時候，可以通過工程師站與管理層的計算機網(wǎng)絡(luò)進行連接，使得管理者可以在辦公室對所需要的信息進行查閱。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相連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。它具有傳輸速度高（10Mbps）、編程簡單（無需專用網(wǎng)絡(luò)指令）、可靠性高、維護方便、信息容量大等特點。各個PLC電柜，控制室，升降機，車身儲存工段都設(shè)置一臺三菱GT2710-STBA人機界面，實現(xiàn)對該工段現(xiàn)場信息的高速響應(yīng)。使PLC更加靈活并實現(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)場總線具有傳輸速度高（最高10Mbps）、傳輸距離長（1200m）、設(shè)定簡單、可靠性高、維護方便、成本低等特點。它通過雙絞線將現(xiàn)場的傳感器、泵、閥、ID讀寫器、變頻器及遠程I/O等設(shè)備連接起來，實現(xiàn)了分散控制集中管理。這樣變頻器的參數(shù)、報警信

息等數(shù)據(jù)不但可以方便地由PLC進行讀寫，而且可由上位機和GOT通過PLC方便地進行監(jiān)控和參數(shù)調(diào)整。使用ID讀寫器容易進行車體跟蹤，減少了信息交流量，使生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高度柔性化，并且有效地提高了自動化程度，節(jié)省更多的人力資源。涂裝車間的邏輯關(guān)系復雜，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，每個升降機，合流，分流處都設(shè)置有操作盒，操作盒上都配有手動操作按鈕。操作盒維護都十分的方便。采用三菱系統(tǒng)的控制方案有以下明顯的優(yōu)點：組態(tài)簡單：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；接線簡單：僅需要將3芯屏蔽電纜按照DA、DB、DG對應(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)置簡單：系統(tǒng)只需要對每一個站的站號、通信速率及相關(guān)信息進行設(shè)置，接通電源，CC-LINK便開始數(shù)據(jù)鏈接；維護簡單：由于CC-Link的卓越性能，和豐富的RAS功能，為CC-Link的維護方便性和運行可靠性提供了強有力的保證。其監(jiān)視和自檢測功能使CC-Link系統(tǒng)的維護和故障后恢復系統(tǒng)變得方便和簡單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、下掛點升降段的2臺FR-A540-5.5CH變頻器及慢速裝配鏈的1臺FR-A540-3.7CH變頻器。安裝于懸鏈鋼結(jié)構(gòu)軌道沿線的CC-LINK遠程I/O站共有35個，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遠程I/O站安裝于現(xiàn)場控制箱或按鈕站內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的硬件配置圖見附圖22） 智能化。機械制造是由手工制造發(fā)展轉(zhuǎn)變而來的，傳統(tǒng)簡單的機械制造技術(shù)無法滿足新時代的要求，依托于先進的計算機科學所構(gòu)建的智能化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機械加工的集成化、系統(tǒng)化、流程化作業(yè)，打破傳統(tǒng)機械生產(chǎn)的局限，引入高效能的功能體系，結(jié)合計算機信息技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)的集成和整合，使之成為一個整體，力求實現(xiàn)全自動的智能化生產(chǎn)。智能制造就是將人工智能技術(shù)引入到機械制造中，同時在自動化基礎(chǔ)上實現(xiàn)更加現(xiàn)代化的機械制造，使相互之間的技術(shù)能夠相互滲透和共融，能夠運用計算機來對機械制造進行分析和決策，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，智能化機械制造能夠完成專家無法完成的對自身進行監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)錯誤并進行調(diào)整和改進，同時還能對任務(wù)進行預設(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。可見，智能化系統(tǒng)相較于人工智能要更高一層。3） 虛擬化。虛擬化指采用計算機技術(shù)來使機械產(chǎn)品能夠在現(xiàn)實中完成完全模擬，進而提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率。比如，機械制造過程中應(yīng)用計算機模擬仿真技術(shù)和信息控制技術(shù)，能夠更好的對計算機的控制過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)其中所存在的問題，進而在實際工作中避免出現(xiàn)類似錯誤。利用虛擬化能夠大幅提高產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)的周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量，進而提升在市場中的競爭力。

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