精品资料（2021-2022年收藏的）电气自动化

1、长春汽车工业高等专科学校毕 业 实 践 报 告题目/实践名称 PLC控制机械化专业 / 班级 电气自动化 08211学 生 姓 名 王雷学 号 0200811460 企业指导教师 唐文峰校内指导教师 刘治满起 止 时 间 2010.92011.5实 习 单 位 一汽轿车 目 录内容摘要Abstract第一部分 背景及其相关知识介绍31.1引言 31.2实践单位的基本情况 4第二部分 摆杆 6 2.1摆杆 62.2摆杆硬件 9 2.3摆杆概述 102.4摆杆信号开关 102.5摆杆PLC故障站 132.6摆杆PLC程序设计 142.7 PROFIBUS 29第三部分 摆杆操作系统 313.1 摆

2、杆触摸屏操作系统 31第四部分 日常维护和保养 314.1 摆杆维护和保养 31参考文献32附录33致谢 35内 容 摘 要 可编程序控制器(PLC，programmable Logic Controller)因其高可靠性和较高的性价比，而在工业控制中被广泛应用。监控组态软件也是自80年代后期伴随个人计算机的普及而迅猛发展起来的。它以其具备的实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠等特点而具有很强的实用价值。  该项目采用的是德国Siemens公司的S7-300系列PLC，运用与之相配的STEP7编程软件，通过LAD编程语言编制了下位机的控制程序。采用了同是Siemens公

3、司的Wincc组态软件对上位机监控软件组态，实现现场数据实时记录和监控，设计了记录查询、报警、实时模拟等具有Windows风格的动态操作画面。 现场调试和运行表明，本文设计的控制系统实现了摆杆过程的自动控制，有效地降低了能耗，提高了生产管理水平。系统安装维护方便，运行稳定、可靠;监控软件功能齐全，人机界面友好，使用方便。关键词：运输线摆杆；硬件；信号开关；设计程序; 可编程序控制器;组态软件;监控;现场总线Abstract Control the Design of the System According to the PLC ProcessAbstract：Programmable log

4、ic controller because of its high dependability and higher cost performance their, wide to suffused with application in industrial control. Control configuration software to follow popularization of personal computer and develop will it be later stage the eighties rapidly too. With real-time many ta

5、sks, interface open, flexible in usage, various operating characteristics such as being reliable and having strong practical value very function that possess there it. With the Siemens PLC 57-300 and the corresponding Programming softwareSTEp7, that helps in control software programming. Have m

6、ade the control procedure of the next machine through LAD programming language. The design work uses Wincc, that 15 also a Product from Siemens to configure. The supervisory software, realizing tile real-tilde datalogging, supervising and Controlling, as well as various visual HMI with Windows featu

7、res such as real-time Weighing, record checking, alarming, dynamic simulation. Adjust to try and circulate the enunciation on the scene, the control system of this text design carries out the boiler to burn the automatic control of the process, lowering availably can consume, raising the production

8、control level. The system installs the maintenance convenience, circulate stability, credibility; supervision the software function is well-found, man-machine interface amity use the convenience. Keywords：Programmable controller; configuration software;Proportioning;supervision and control第一部分 背景及相关

9、知识1.1引言涂装车间前处理电泳线是轿车整车涂装生产工艺的一个重要环节，电泳底漆是中涂 面漆 PVC涂胶基础层，它的质量的好坏直接关系到整车涂装质量的好坏 。为提高涂装前处理电泳线效果，选用了德国DURR公司的摆杆控制系统，本文介绍了摆杆的功能、控制原理及日常维护和保养。1.2实践单位的基本情况公司由中国第一汽车集团公司下属的主要从事红旗轿车整车、总成及其配件生产的第一轿车厂、第二轿车厂、长春齿轮厂、第二发动机厂及与轿车生产相关的协作、销售等部门的资产及相关负债进行重组，由一汽集团公司独家发起，采用募集方式设立的股份有限公司。一汽轿车股份有限公司是中国第一汽车集团的控股子公司，是一汽集团发展自

10、主品牌乘用车的核心企业，是中国轿车制造业第一家股份制上市公司。公司的主营业务为开发、制造、销售乘用车及其配件。        一汽轿车股份有限公司英文名称：FAW  Car  Co.,  Ltd.，简称“一汽轿车”，成立于1997年6月10日，同年6月18日在深圳证券交易所上市，股票代码000800，注册资本金现已增至16.275亿元。          &

11、#160;   一汽轿车新址位于长春高新技术产业开发区，毗邻长春汽车产业开发园区，于2004年7月建成投产，一期规划占地面积88万平方米，建有冲压、焊装、涂装、总装等四大工艺，由12万辆的整车生产能力起步。            一汽轿车目前的主要产品有红旗HQ3、奔腾、Mazda6等轿车系列。             

12、;  红旗是一汽的自主品牌、自有商标，诞生于1958年，2007年品牌价值达到60.67亿元，原有“旗舰”、“世纪星”和“明仕”等系列产品；HQ3是公司采取开放式自主开发模式，于2006年推出的红旗品牌全新产品，是我国第一款自主品牌的高端豪华轿车。             奔腾是一汽轿车2006年推出的自主品牌新产品，也是国内第一款自主品牌中高级轿车。现已形成2.0L和2.3L两种排量、手动和手自动一体两种操纵方式的多品种系列产。 &#

13、160;        Mazda6是一汽轿车与日本马自达汽车公司开展技术合作引进的世界知名品牌，2003年在一汽轿车投产并投放中国市场，至今已形成Mazda6四门三箱轿车、5HB轿跑车和WAGON高性能多功能轿车等系列化产品。 一汽轿车是国企单位，曾经的第一辆红旗就是产自于此公司，公司用于投建二工厂涂装车间花了14个亿，其中有机器人，烘干炉，前处理电泳槽，及其各种特殊设备。1.2.1前处理电泳线生产工艺(见图1.1)： 焊装车间白车身由机械化设备送至前处理电泳线入口，要经过洪流冲洗、 喷淋脱脂、 浸式脱

14、脂、 冲洗、 浸洗、 浸式表调、浸式磷化、 冲洗、 漂洗、 钝化、 漂洗、 冲洗、 电泳浸槽、 超滤冲洗、 超滤浸洗、 纯水浸洗十六道工序。其中重要的工艺槽有浸式脱脂、 浸式表调、 浸式磷化、 钝化和电泳浸槽。浸式脱脂是将白车身上的油污洗净；浸式表调是将车身表面金属表面分子活化为使磷化锌镀层均匀并紧密；浸式磷化通过磷酸盐化学药剂生成一个锌-镍-镁合金的微晶粒镀层，就可以实现很好的防腐保护；钝化是在钝化过程中在车身上使用化学药剂，来使车身表面的磷化镀层变得光滑、紧密，电泳浸槽是将白车身泳上一层电泳底漆。车身在这几个主要工艺槽内浸泡时间都不能过长，否则会造成车身磷化层松散，车身返泳。图1.1第二部

15、分摆杆2.1摆杆轿车公司二工厂涂装车间前处理电泳线采用DURR公司的摆杆链系统，DURR公司的摆杆链应用很多公司受到了应用公司的好评，简洁并且故障简单易处理；摆杆链是由单台电机拖动，车身挂在摆杆上，在各个工艺槽做入出槽曲线。由于车身是带着滑橇自由落在摆杆上，而摆杆本身也是自由垂挂在摆杆链上，所以摆杆带着车身做入出槽曲线时倾斜角度不能太大，一般为45度（如图2.20）。摆杆入出口各有1个辊床用来将滑橇送到摆杆上和接收滑橇的，此辊床在摆杆中间处并且在橇过渡到摆杆上时一定要正常并且无故障发生才是合格。图2.20摆杆在正常生产期间稳定性能很好，可以连续不间断的运行，其中有2个电机，一用一备，当电机有故

16、障时可以随意切换可以正常继续运行。摆杆分为前处理摆杆和电泳摆杆，其中电泳摆杆比较特殊，在支点处带有铜帽到直流电源处以方便给车通电将电泳漆附着到车身上，电泳摆杆使用也比较复杂，有7个安全继电器作为安全通道，只要有任意1个安全继电器单通道或者断开摆杆立即停止现场设备的急停和安全门等安全保护功能均用PNOZmulti来实现。PNOZmulti 编程器是一个图形工具，用于对 PNOZmulti 模块化安全系统进行配置和编程。PNOZmulti 编程器与 PNOZmulti 模块化安全系统装置上的输入和输出相链接。每个项目都需要一个基础模块。除了基础模块，还可以最多使用 8 个扩展模块（见图2.21和表

17、2.22）。现场总线模块MC3P可以配置 24 个虚拟输入和 24 个虚拟输出，以用于通过串行接口进行数据传输( 见图2.21)。图2.22，安全继电器硬件图图2.21，安全继电器硬件组态-A0MC3P PBDP-A1M1P DI20-A2MI1P DI8-A3MI1P DI8-A4MO1P DO4-A5MO1P DO4-A6mo4p DO4-A7mo4p DO4-A8mo4p DO4-A9MI1P DI8pilzpilzpilzpilzpilzpilzpilzpilzpilzpilz 表2.23，安全继电器模块列表-A0 通讯扩展模块PNOZ mc3p将基础单元PNOZ M1P连接至PROF

18、IBUS-DP PNOZ mc3p扩展模块是被动的PROFIBUS-DP用户（从站）。作为每一个循环的一部分，S7-400主站从从站读取输入信息，并且向从站写入输出信息。-A1 基础单元PNOZ m1p M1P具有I0-I19 20个输入，用于连接急停按钮、安全门限位开关等，O0-O3四个半导体输出，OA0为辅助输出，O4，O5为两个继电器输出，M1P还具有用于检测输入触点短路情况T0-T3四个测试脉冲。基础单元上同时具有用于故障诊断的指示灯，它用于判断系统的运行状态和-A2 输入单元PNOZ mi1p DI8Mi1P具有i0i7八个输入点，用于连接急停、安全门等。在模块上的指示灯显示每个点的

19、运行状态。-A3 输入单元PNOZ mi1p DI8-A4 输入单元PNOZ MO1p DO4 MO1P为半导体输出，每个模块上具有四点输出。-A5 输入单元PNOZ MO1p DO4-A6 输入单元PNOZ MO4p DO4 MO1P为继电器输出，每个模块上具有四点输出-A7 输入单元PNOZ MO4p DO4-A8 输入单元PNOZ MO4p DO4-A9 输入单元PNOZ mi1p DI82.2摆杆硬件      虽然说摆杆不如多功能穿梭机方便和使用，但是依靠信号开关来控制，故障出现频率还是不易频发。只要杜绝乱操作就不会引起太大

20、故障及其修复故障时间。摆杆的硬件控制系统（如图2.21）：图2.21摆杆的系统有：变频器，西门子操作屏幕，现场总线，PLC模块，授权钥匙等等很多电器元件。2.3摆杆概述：摆杆的结构：摆杆链轴，绝缘衬套，集电器，电极头，滚轮（塑料），摆杆传送链如图（2.31）。摆杆在前进方向前个辊床，当有占位信号时，在摆杆的信号开关检测到是前摆杆时,快速辊床发出请求信号，滑橇检测发出搬出请求，开始前摆杆与滑橇相对应，前摆杆与滑橇前支点，后摆杆与滑橇后支点落正。图2.31摆杆结构2.4摆杆进件辊床信号与摆杆的信号开关连锁：241 ：（如图2.40和图2.41）图2.40图2.41开关检测摆杆的基准和运输时会报故障

21、。2.5 PLC故障站： FAULT_1 Main Switch Off Fault维修开关关闭 FAULT_2 DC Fuse Fault 直流电熔断器故障FAULT_3 Bus Fuse Fault 总线熔断器故障FAULT_4 Bus Disconnected Fault 总线断开故障FAULT_5 Emergency Stop Local Fault (Cabinet)急停故障 FAULT_6 Bus Disconnected Warning 总线断开报警FAULT_7 Air-Conditioning Warning 空开报警FAULT_8 EV01+CC03-A90 Gateway

22、 PT Pendulum Fault摆杆门故障FAULT_9 CD01+CD01-A90 Gateway CC06 FaultCD01 A90节点门故障FAULT_16 ED01+CC03-B01 Panel Over Temperature Warning超温报警FAULT_17 ED01+CC01-F06 Supply 230V Before Main Switch供电230V电源维修开关FAULT_18 Fire Protection 起火保护FAULTT_64 PD0018+OF-S16F Fall Down Protection摆杆掉车保护FAULTT_121 Profibus Sl

23、ave Fault 总线节点故障2.6摆杆的程序设计：程序设计以摆杆的开关为准（图2.61）：摆杆有7个控制柜，其中有1个主控制柜，其余六个是分柜；在程序设计上将其定义为DC01,DC02,DC03,DC04,DC05,DC06，PLC定义FC201，FC202,FC203,FC204,FC205,FC206，用来在FB功能块中调用； 各个OP站(即操作台在摆杆前后共有3个分别是CD01,CD02,CD03)此功能块命名为FC221,FC222,FC223,程序里包含功能故障，功能报警，急停，操作台状态，维修开关等，功能单元如图2.60(Enable 使能状态；EnFv 故障确认；EnMv 手

24、动功能确认；Ackn 故障确认；Auto 自动模式；Manu 手动模式；EnDataflt 使能故障确认；EnFwd 自动正转；EnRev 自动反转；MFwd 手动正转；MRev 手动反转；Mfast 手动加速运行；PFwd 功能前进；PSDFwd 功能下降的正转；PSDRev 功能下降反转；PRev 功能复位；MP电机保护；Extflt 外部故障；ILF 运行互锁正转；Fwd 正转；Rev 反转； Slow 减速；Fast 加速；Occ 占位；Fault 故障；NFlt 新故障；VFault 故障复位确认)；如图2.60 摆杆总线故障程序设计Network 4:节点70和24V电源分配，如果

25、其中任意1个没有，操作台就会报警摆杆外部故障程序设计Network5:首先需要保持永久信号；确认操作台故障确认，节点70故障（常闭）,节点13故障(常闭);确认摆杆变频器保护无故障;Permanent 1 signal 此信号无用处；输出信号故障；摆杆返回轨道故障程序设计Network6:返回轨道压舌下降（此板是可上升下降，有到位开关）信号，B105与B106是上升和下降开关指允许开关信号有1个；变频器运行一起工作才不会报警摆杆返回轨道控制程序设计Network9:B106与B105是SR置位优先摆杆滑橇检测程序设计Network10:滑橇位置通过光电开关A100:3与A101:3控制，这个开

26、关是一对，有发射和接收，只要有任意1个被滑橇挡住和B04V开关与在一起就会报警摆杆晃动程序设计：B12V与B12R其中1个与B04R有信号接通就会报警摆杆B04V开关检测程序设计：首先变频器需要运行和B07开关不起作用；操作台无故障与B04V无动作和摆杆无故障；B04V检测滑橇与变频器运行延时3S，3S后B04V开关有信号；在功能块中输出为1状态则取反变成0故障；在功能块中输出为0状态则取反变成1正常摆杆B04R开关检测程序设计Network13:摆杆B04R检测程序设计：首先变频器需要运行和B07开关不起作用；操作台无故障与B04V无动作和摆杆无故障；摆杆在B04V开始检测与变频器运行延时3

27、S，3S后B04V开关有信号；在功能块中输出为1状态则取反变成0故障；在功能块中输出为0状态则取反变成1正常 摆杆B15V开关检测程序设计Network19:变频器运行于B07开关无信号；操作台无故障；控制摆杆B15V无信号输出；在SR触发器R有输出并且S为1状态，R置为1，取反后则为0，所以会报警摆杆功能自动状态程序设计Network28:操作台1自动与上操作台2自动并且有使能状态，摆杆输出为自动状态摆杆故障确认复位程序设计Network33:bus线无故障与节点13无故障，并且操作台无故障，24V电源分配有则摆杆正常运行摆杆功能单元块程序设计Network40:使能状态为1，手动，自动，使

28、能正转，控制柜无急停，变频器保护正常，摆杆进件辊床和出件辊床无无故障，则输出为摆杆正常运行摆杆电机驱动程序设计Network41:操作台无故障，24V分配电源有；BUS总线无故障；摆杆正转运行；运行时间16#33为16进制转换为10进制位51秒（前后摆杆相差51S）输出为正常运行摆杆操作台按钮绿灯程序设计Network44：变频器运行并上占位，外部无故障，变频器无故障，操作灯为绿灯摆杆操作台按钮红灯程序设计Network45：操作台故障并上变频器故障并上占位，变频器运行，操作台故障其中任意为红灯输出在PLC控制中如果让机械化运转必须要满足生产要求，在PLC DB块中可以改定时间TS，initi

29、al value 设定值；Actual value 实际值；以设定运行时间；如图2.61如图2.61摆杆PLC的Hardware 电源是 PS 407 10A ；CPU 416-3 PN/DP；PLC输入DI32xDC 24V 输出 DO32Xdc24V/0.5A;2.7 PROFIBUS：此摆杆DP站CC主操作台带有4个节点（30授权钥匙功能，120DP从站，121DP从站，10操作屏幕）；CD01操作台带有3个节点（31授权钥匙功能，41操作按钮功能，124DP从站）；CD02操作台带有2个节点（32授权钥匙功能，42操作按钮功能）；CD03操作台带有3个节点（33授权钥匙功能，43操作按

30、钮功能，122DP从站）2.7.1 RS-485传输技术基本特征： 网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻。 传输速率：9.6K bit/s12M bit/s 介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）。 站点数：每分段32个站（不带中继），可多到127个站（带中继）。 插头连接：最好使用9针D型插头。2.7.2 RS-485传输设备有以下的安装要点：全部设备均与总线连接。每个分段上最多可接32个站（主站或从站）。 每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保操作运行不发生误差。两个总线终端电阻必须永远有电源。图2.71PROFIBIS-DP总线技术在自动化系统中应用较多，如水

31、电站弧门监控系统和机组辅助设备控制系统就大量用到了PROFIBUS-DP网络。这是因为PROFIBUS-DP实时性受到系统规模影响，系统规模越大实时性越差，所以PROFIBUS-DP总线技术最适合于小型自动化系统。 copyright plc资料网不过，PROFIBUS-DP在信号的传输精度、可靠性和抗干扰性有不俗的表现，其系统成本低、安装简单、维护调试方便且易于扩展。而且，各类传感器和智能设备等都有支持DP网络的标准通信口，硬件资源丰富;DP网络本身灵活多变的主从结构，适应多种控制系统;各类组态软件也都可以和OPC Server建立数据交换，减少了监控系统的开发周期;通过专用的通信协议转换器

32、或工控机，基于PROFIBUS-DP总线的控制系统可以挂靠到工业以太网上，成为综合控制系统的一部分。因此，虽然现在工业以太网的技术有大普及之势，但DP网较高的性价比还是被越来越多的用户所认可。 第三部分 摆杆信号操作系统3.1摆杆信号控制如图3.10图3.10图3.10左是摆杆信号，右侧是操作台此触摸屏是西门子公司研发，在点击可以看到摆杆的故障，所有操作台的状态，可以设定信号等等。第四部分 日常维护和保养4.1维护和保养对摆杆做认真的日常维护和保养，是保证摆杆良好工作状态，避免生产事故发生的前提条件，上班之前要检查自动润滑系统是否正常。如图4.10图4.10每天生产前要认真查看主控制柜触摸屏，

33、设备是否正常启动，摆杆有无故障报警，符合接车条件的前处理、电泳、机械化烘干设备是否正常启动并达到工艺参数要求，检查摆杆正常行驶的轨道有无异常，摆杆有无异响。参 考 文 献1.DURR公司”摆杆操作指南”于2010年05月10日出版2.DURR公司摆杆电气资料于2010年05月10日出版3.DURR公司摆杆程序设计于2010年08月10日出版4.DURR公司摆杆日常维护于2010年05月10日出版5.PILZ 产品使用说明书 于2007年05月3日出版 6.唐济扬Rrofibus厂品开发解决方案于2002年09月4日发表附 录2.4.1信号开关: 1 IRB-B03V关闭羊角 2 IRB-B04V减速 3 IRB-B05V停止等待前摆杆 4 IRB-B06V 关闭羊角并且快推前进 5 IRB-B07V 停止等待后摆杆 6 IRB-B08V 辊床前进占位 7 PDS-B81V 羊角关闭 8 PDS-B81R 羊角打开 9 PDP-B81V 快推前进 10 PDP-B81R 快推后退 11 PDC-B15V 前摆杆检测 12 PDC-B16V 后摆杆检测 13 PDC-B13V 滑橇在前摆杆上 14 PDC-B14V 滑橇检测水平 15 PDC-B15S/R 检测滑橇水平 16 PDC-B16S