三菱PLC及网络应用于汽车输送线系统

申报论文（中级）题目：单位：姓名：年月日摘要：本文介绍了汽车涂装的输送流程，三菱PLC系统在汽车涂装车间输送链系统中的应用，整个系统以三菱PLC及现场总线CC-Link为核心控制设备，采用接近和行程开关监测执行结构的位置，调速部分采用三菱FR-E740系列变频器进行控制，现场的各种控制信号及执行元件均通过CC-Link由PLC进行控制。三菱PLC及网络成功应用于汽车涂装线系统中，该系统可保持稳定的自动化生产，并能够确保产品质量。关键词：PLC:CC-Link；汽车涂装；汽车生产线1、工艺概述长安福特汽车一工厂涂装车间输送系统主要以悬链系统+摩擦滚床的输送方式，生产节拍为63秒/台，年产量为20万辆，整个车间输送流程，分别为前处理电泳、电泳存储、电泳烘干、中涂、中涂存储、中涂烘干、色漆、流平、清漆、面漆烘烤、面漆存储、点修补、精修线，前处理电泳区域采用吊具悬链的组合输送方式，存储线主要以摩擦滚床的方式输送，各个工艺线采用工艺链进行车身输送，该车间工艺链的速度可以通过变频器进行调节，以适应不同批量（或产量）的生产节拍安排车体整机输送链中设有中间储存库，可以根据整车工艺线的需求，选择需要的整车输送到所需要的工艺线中，以满足整车同步生产的需要。2、控制方案的确定本涂装线输送系统总体上采用“集中监管，分散控制”的模式，整个系统分三层，即信息层、控制层和设备层。1） 信息层由安装在中央控制室的操作员站和工程师站构成，操作站的主要作用是向现场的设备及执行机构发送控制指令，并对现场的生产数据、运行状况和故障信息等进行收集监控；工程师站的主要作用是制定生产计划、管理生产信息。它们的连接采用通用的同轴电缆（75Q宽带电缆），并通过安装在MELSECNET/H网主站PLC上的网络通讯模块QJ71BR11实现与设备控制层各PLC间的数据交换。在必要的时候，可以通过工程师站与管理层的计算机网络进行连接，使得管理者可以在办公室对所需要的信息进行查阅。2） 控制层采用三菱的MELSECNET/H网，将涂装输送线各工段上的12套PLC相连接实现数据共享。它具有传输速度高（10Mbps）、编程简单（无需专用网络指令）、可靠性高、维护方便、信息容量大等特点。各个PLC电柜，控制室，升降机，车身储存工段都设置一台三菱GT2710-STBA人机界面，实现对该工段现场信息的高速响应。使PLC更加灵活并实现更高程度的可视化3）设备层采用12套CC-Link，分别挂在PLC电柜的基板上，采用的是cclink主站模块，CC-Link现场总线具有传输速度高（最高10Mbps）、传输距离长（1200m）、设定简单、可靠性高、维护方便、成本低等特点。它通过双绞线将现场的传感器、泵、阀、ID读写器、变频器及远程I/O等设备连接起来，实现了分散控制集中管理。这样变频器的参数、报警信

息等数据不但可以方便地由PLC进行读写，而且可由上位机和GOT通过PLC方便地进行监控和参数调整。使用ID读写器容易进行车体跟踪，减少了信息交流量，使生产线结构实现高度柔性化，并且有效地提高了自动化程度，节省更多的人力资源。涂装车间的逻辑关系复杂，控制要求可靠，输送系统布置了大量的接近开关、行程开关等传感器，每个升降机，合流，分流处都设置有操作盒，操作盒上都配有手动操作按钮。操作盒维护都十分的方便。采用三菱系统的控制方案有以下明显的优点：组态简单：仅需要在参数表中设置相关的参数便可以完成系统的组态工作，以及数据刷新映射关系；接线简单：仅需要将3芯屏蔽电缆按照DA、DB、DG对应连接，另外接好屏蔽线和终端电阻，CC-LINK系统接线便完成了；设置简单：系统只需要对每一个站的站号、通信速率及相关信息进行设置，接通电源，CC-LINK便开始数据链接；维护简单：由于CC-Link的卓越性能，和丰富的RAS功能，为CC-Link的维护方便性和运行可靠性提供了强有力的保证。其监视和自检测功能使CC-Link系统的维护和故障后恢复系统变得方便和简单3、控制系统的硬件配置控制系统主要采用了三菱CC-LINK总线模块QJ61BT11，CPU为Q013H。主基板上安装有1块QX40输入模块，5块QY10晶体管输出模块，主要用来控制上、下挂点升降段的2台FR-A540-5.5CH变频器及慢速装配链的1台FR-A540-3.7CH变频器。安装于悬链钢结构轨道沿线的CC-LINK远程I/O站共有35个，10块AJ65SBTB1-8D，12块AJ65SBTB1-16D，4块AJ65SBTB1-32D，6块AJ65BTB2-16，2块AJ65SBTB1-8T，1块AJ65SBTB1-16T。CC-LINK远程I/O站安装于现场控制箱或按钮站内。控制系统的硬件配置图见附图22） 智能化。机械制造是由手工制造发展转变而来的，传统简单的机械制造技术无法满足新时代的要求，依托于先进的计算机科学所构建的智能化系统能够实现机械加工的集成化、系统化、流程化作业，打破传统机械生产的局限，引入高效能的功能体系，结合计算机信息技术来实现系统的集成和整合，使之成为一个整体，力求实现全自动的智能化生产。智能制造就是将人工智能技术引入到机械制造中，同时在自动化基础上实现更加现代化的机械制造，使相互之间的技术能够相互渗透和共融，能够运用计算机来对机械制造进行分析和决策，模拟人的思维来模仿和代替人的工作。此外，相较于专家智慧，智能化机械制造能够完成专家无法完成的对自身进行监视，及时发现错误并进行调整和改进，同时还能对任务进行预设，不断调节自身参数获得最佳状态，不受情绪的影响等优势。可见，智能化系统相较于人工智能要更高一层。3） 虚拟化。虚拟化指采用计算机技术来使机械产品能够在现实中完成完全模拟，进而提升产品质量，提高工作效率。比如，机械制造过程中应用计算机模拟仿真技术和信息控制技术，能够更好的对计算机的控制过程进行模拟，发现其中所存在的问题，进而在实际工作中避免出现类似错误。利用虚拟化能够大幅提高产品设计和研发的周期，保证产品质量，进而提升在市场中的竞争力。

4）柔性自动化。现代机械制造业的发展要求企业在市场应变能力上要更为灵活，对客户的反馈有快速捕捉并对产品加以改进的能力，因而要根据市场需求的内外部环境条件来有针对性的进行部件更新，对产品生产结构进行调整或改变机械制造种类等，对此，采用柔性自动化技术是最佳的选择。利用计算机技术来构建人机交互界面，并结合自动化技术构建一个拥有柔性自动化的信息管理系统，为获得更高的效益和利润提供保障。柔性自动化系统中并不完全是自动化设备，也存在普通设备，只是在个别环节上可以进行人为介入，以提升机械制造的作业效率。柔性自动化所要实现的目标就是使产品生产能够更好的满足市场需求，提升市场竞争力。与此同时，采用柔性自动化能够拉近机械设置、机械生产、机械制造之间的关系，使集成化程度更高，大幅提升自动化技术应用背景下机械制造的效率。4