1 引言
本項(xiàng)目實(shí)施于上汽集團(tuán)在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)基地。該生產(chǎn)基地主要從事乘用車(chē)、商用車(chē)的生產(chǎn),本項(xiàng)目控制系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)線中主線和合裝工位的自動(dòng)控制,以及與其他工位的聯(lián)鎖控制。
2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)
2.1 汽車(chē)制造工藝流程
汽車(chē)的生產(chǎn)制造由四大工序組成:沖壓、焊接、涂裝和總裝。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),沖壓工序是完成車(chē)身各個(gè)部位零部件的加工;焊接工序是完成整個(gè)車(chē)身零部件的焊接;涂裝工序是完成車(chē)身的噴涂;總裝工序是完成發(fā)動(dòng)機(jī)、座椅、汽車(chē)控制系統(tǒng)及內(nèi)飾等的安裝。主線和合裝工位屬于焊接工序,是焊接生產(chǎn)線的重要組成部分。本系統(tǒng)由夾具和電控系統(tǒng)組成。項(xiàng)目簡(jiǎn)要工藝流程如圖1所示。
2.2 自動(dòng)化裝配工位
?。?) under body 1001 stn焊接夾具工位;
?。?) under body 1002 stn焊接夾具工位;
(3) main line 2001 stn焊接夾具工位;
(4) main line 2002 stn 焊接夾具工位;
?。?) main line 2003 stn 焊接夾具工位;
(6) main buck 合裝 焊接夾具工位;
?。?) main line 2004 stn 焊接夾具工位;
?。?) main line 2005 stn 焊接夾具工位;
?。?) main line 2006 stn 焊接夾具工位;
?。?0) shutter工位(車(chē)身總成搬送機(jī)構(gòu))。
2.3 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電控系統(tǒng)完成的主要自動(dòng)化裝配功能是:汽車(chē)地板、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、頂艙和左右側(cè)圍的焊接,以及與其他焊接工位的聯(lián)鎖控制。
電控系統(tǒng)由控制系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)部分組成??刂葡到y(tǒng)集中安裝在主控制柜內(nèi)。主控制柜內(nèi)安裝生產(chǎn)線plc控制器及i/o模塊、變頻調(diào)速器、信號(hào)端子排、電源單元和其他附屬器件。系統(tǒng)還配有操作面板和觸摸屏,用于電控系統(tǒng)的運(yùn)行操作和運(yùn)行狀態(tài)及故障顯示。
控制系統(tǒng)主要完成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及監(jiān)控,并按焊裝線的操作時(shí)序向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)部分由各個(gè)工位上的按鈕臺(tái),現(xiàn)場(chǎng)采集模塊et200eco、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳感器(行程開(kāi)關(guān))、驅(qū)動(dòng)元件(電磁閥)、一套往復(fù)桿機(jī)構(gòu)電機(jī)等組成。這一部分向控制系統(tǒng)提供操作人員的操作信號(hào)和各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào),同時(shí)接收來(lái)之控制系統(tǒng)的各種控制指令來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。各個(gè)工位的傳感器信號(hào)電纜和驅(qū)動(dòng)元件的控制電纜集中到附近的i/o采集模塊中,再通過(guò)profitbus總線同主控制柜plc相連。生產(chǎn)車(chē)間如圖2所示。
2.4 分布式自動(dòng)化平臺(tái)
數(shù)字i/o點(diǎn)多而且比較分散,對(duì)電氣故障安全性能要求高是汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)的特點(diǎn),針對(duì)具體的工藝控制要求,我們提出了一套低成本、結(jié)構(gòu)緊湊、配置靈活、高安全性能的控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)研和周密思考,最終選擇西門(mén)子s7-300plc作為控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用cpu315-2dp作主控制器,總線采用profibus通訊?,F(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)控制采用et200s擴(kuò)展?,F(xiàn)場(chǎng)各個(gè)工位的傳感器信號(hào)和電磁閥控制采用分布式i/o et200eco模塊。傳送電機(jī)控制部分采用了simens的micromaster 440變頻器,plc通過(guò)總線通訊控制電機(jī)的運(yùn)行速度及運(yùn)轉(zhuǎn)方向。還有兩套西門(mén)子的人機(jī)界面,采用的是mp270b。它們與plc都是通過(guò)profibus進(jìn)行通訊的。最終選定西門(mén)子的主要硬件配置如附表所示。
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