汽车输送线双机同步自动控制系统的研究

1、汽车输送线双机同步自动控制系统的研究 在目前汽车制造工业中，由于输送线路过长，使得单一的电动机驱动已经无法满足生产要求，因此采取了多个电动机共同驱动的方式，但多个电机同时驱动又出现了输送线速度不同步的问题，对生产过程带来了极大地影响。本文以双机驱动输送系统为例，介绍了系统在运行过程中由于受力不平衡而导致的电动机各段输送线速度的不同步，详细分析了利用可编程序控制实现对电动机的频率调整，确保张紧站能够恢复到平衡位置，进而实现输送系统能够无限的接近理想中的同步状态。 【关键词】汽车工业 输送系统 电动机 自动控制 同步 在现代汽车制造工业中，主要生产工艺有汽车车身及其他各个部件焊装、涂装以及总装等环

2、节，其中使用最为广泛的就是实现汽车车身及其部件的传输、转挂以及储存等多方面功能的输送系统。在实际生产过程中，如果输送线路比较长，常规的一台电动机就难以达到驱动的要求，所以，针对这样一种情况就需要采取多个电动机联合驱动的方式。 目前在我国汽车工业中应用最为广泛的几种输送系统电动机有平板式、滑橇式和积放式。为不断提高我国汽车制造行业的发展，有效提高我国汽车制造工艺水平，在生产工艺流程中积极引入先进的自动化控制技术具有重要的意义。本文中，以双机驱动方式为研究对象，对生产过程中的双电动机驱动输送线在运行过程中出现的问题，如由于内部张力的不平衡而导致的各段输送线路速度的不同步问题，进行了变频同步表自动调

3、速系统的研究，以实现双机驱动输送系统的高效稳定运行。 1 双机同步自动控制系统控制方案的确定分析 在生产过程中，当输送系统带着吊具进行挂件输送工作时，通常会存在着输送线路各个坡段的牵引力的不平衡以及负载的不断变化，正是由于这些问题会直接导致系统内部张力出现不平衡的现象；同时又由于两台驱动电机设备自身的某些差异，造成各段输送线速度的不一致，无法达到理想的高度同步状态。当装置偏移量严重超出了张紧站的调节极限时，就会导致运输系统链条堆积进而损坏张紧装置或造成链条压力的过大导致链条被拉断，致使整个运输系统的瘫痪，严重影响到整个系统的正常生产，造成重大损失。 综上问题分析，为保证整个系统的正常稳定生产，

4、就要求双电机驱动输送系统必须要具备以下功能： （1）采取集中控制的方式，实现对中央控制室控制输送线的启动、停止等操作，同时对输送线链条的运输速度进行设定，并根据具体的工况需要能够对其速度适时的进行调整； （2）在各个工位要设置能够申请停止或恢复启动的按钮以及紧急停止按钮。当某一工位员工由于自身工作需要需要停止输送线时，可通过按工位上停止申请按钮向中央控制室提出停止申请，随之进行相关工作；当工作结束需要重新启动输送线系统时，按启动按钮再向中央控制室提出启动申请，进行操作；当遇到紧急情况，工作人员可直接按紧急停止按钮进行输送线的停止操作，而不再需要向中央控制室提出申请。 （3）尽最大努力采取措施，

5、确保两台驱动电动机的同步或者接近同步，进而实现整个输送系统的闭环自动调整。 （4）由于输送系统运行时间过长而产生的积累误差要尽可能的消除。 （5）对双机同步控制系统的包括电机过热、电源单相、链速异步上限及下限、传动过载、下坡捕捉器、采样机构采样数据出现异常以及张紧装置超行程等各项功能进行设定，以加强控制系统对整个输送线路系统的控制作用，真正做到一旦出现任何问题，控制系统能够及时的对输送系统进行停职操作同时发出报警信号，提醒相关工作人员及时进行系统的检查和维修等操作。 2 双电机同步自动调速控制系统的硬件配置 结合系统的实际控制要求，同时以三菱汽车公司的fx2n系列的plc为控制核心，利用由变频

6、器、速度设定器、偏差传感器、位移检测箱和外部线路保护传感器等组件构成的整个系统的检测及执行机构。对于张力站位置偏移的偏移量，由偏差传感器来完成测量，然后取回张紧站所具体偏移量的所对应的反馈信号，将该反馈信号与之前预先设定的信号在位移检测箱进行相应的处理并输出处理之后的信号，利用该处理信号值来对变频器的输出频率进行控制，从而改变电动机的转速。变频器的输出频率应根据张紧站的具体位移来调整，并完成对电机的调速控制，实现张力站可以恢复到平衡位置，确保系统能够处于一种力的平衡状态。 3 控制系统plc控制程序的编制 对于本文所研究的双机同步自动调速控制系统，其控制核心就是plc。对于生产现场的各种输入信

7、号，通过plc进行接收，之后执行plc内部控制程序并驱动外部执行结构，进而促使控制系统的启动、停止、保护以及电机转速设定功能的完成。结合上述所提到的具体控制要求，要想确保所指定方案能够成功实现，除了包括旋转解码器、plc配置和变频器等外部硬件设施外，还需要plc控制程序的编制，这也是解决的关键所在。 4 电气控制系统主要检测器件的调试工作 4.1 偏差传感器的调整 在偏差传感安装使用之前就需要进行调整零度偏移的工作。 （1）参照各个偏差传感器的编号将其在联接与相应的位移检测箱； （2）在输电后，将偏差传感器的指针之余零刻度位置，对万用表进行测量偏差传感器的反馈电压所对应的端子之间的电压值，该测

8、量值应该很接近于0，如果不是就需要再次进行调整； （3）顺时针拨动各个偏差传感器的指针，分别将指针置于0，10，20，30，40，50，60角度，并对其对应的反馈电压值进行检测并记录，各个偏差所对应的反馈电压值应该是以等差递增的趋势分布；然后再逆时针拨动各个偏差传感器指针，分别置于-0，-10，-20，-30，-40，-50，-60角度，并对其对应反馈电压值进行检测和记录，各偏差传感器所对应的反馈电压值同上情况一样呈等差递增分布，如果检测结果不是这种情况，就需要进行反复调整修正。 4.2 控制系统位移检测箱的调整 系统张紧装置的偏移量由偏移传感器完成测量，然后取回偏移量所对应的反馈信号，接着对

9、初始设定信号机及取回的反馈信号在位移检测箱进行处理并输出处理后信号值，利用该输出值来控制变频器的输出频率，进而改变电动机转速。这一控制过程其实也就是将偏差传感器的角度变化信号通过位移检测箱将其转化为直流电压信号。对位移检测箱调整内容如下： 4.2.1 灵敏度调节 （1）首先顺时针波动各个偏差传感器的指针，分别测量60度倾角所对应的位移检测箱端子5与21之间的电压值；然后旋转位移检测箱上gain旋钮，将测量值设定在相当于初始设定的15%左右，该测量值可依据实际情况而做适当调整，但调整幅度上下应不大于5%； （2）对各个位移检测箱的灵敏度要调整一致； 4.2.2 增益调节 步骤如下： （1）将位移

10、检测箱中端子21和22之间的短接片取下。 （2）分别测量端子2-5之间的电压值及12-55之间的电压值，假设增益值为1，则所测两电压值相等；假如增益值为1.2，那么就表面端子12-55之间的电压值为2-5之间电压值得1.2倍；如果增益值为0.5，那么端子12-55之间的电压值为2-5之间电压值的0.5倍。结合实际情况对level旋钮进行调整，保证端子12-55与2-5之间的电压值能够满足预定要求，一般情况下，增益值设定为1。 （3）安装短接片。 （4）各个位移检测箱要调整到具有高度一致性。 4.2.3 偏置 当偏差传感器的偏转角度为0时位置和被检测的工作机械中心具有一定的位移偏移，或者是被测机

11、械中心发生变化而且不能进行调整，此时通过偏差位移箱上的bias旋钮进行调整，屏蔽偏置值；如当偏转传感器的偏转角度为正10度，所对应的位置应该是张紧站的平衡位置，此时对偏差不进行任何调整，偏差传感器所取回的反馈电压位移检测箱将会忽略，此时视偏差为0。 4.2.4 不灵敏区 如果偏差传感器的偏转角度在一定范围内可忽略不计时，如正负10度范围内，偏差忽略，则在对位移检测箱上d-zone旋钮进行调节时，每一刻度为正负3度。 5 结语 双机同步控制系统具有较高的可靠性和稳定性，大大提高了汽车的生产效率，同时也降低了生产成本；另外该控制系统操作简单，为控制管理工作提供了极大地便利。随着技术的不断发展，相信多个电动机同步驱动控制系统在汽车生产领域将会得到越来越广泛的应用。 参考文献 1马恒印.离合器压盘烧结自动生产线的设计与研究d.青岛科技大学，2013. 2肖超群.汽车内饰件成型生产线自动控制系统的研究与设计d.湘潭大学，2011. 3雷振霄.汽车起重机作业可靠性试验自动控制系统的研究d.中国农业大学，2004. 4程晟.电泳涂装生产线自动化控制系统的设计及应用d.华东理工大学，2014. 5程刚.电动往复输送系统的研究与优化设计d.合肥工业大学，2012.