在目前的汽車(chē)制造領(lǐng)域，輸送機(jī)的使用是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高度自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)甲滑悅式翰送機(jī)以其噪音小、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，已經(jīng)愈來(lái)愈多地被汽車(chē)制造企業(yè))”泛使用。但是在汽車(chē)的涂裝工藝中，通常的做法是將車(chē)身從自滑視橇體上取下，然后由其他的承載小車(chē)載著車(chē)身進(jìn)人烘干室，完成工藝后再轉(zhuǎn)掛到滑橇橇體上，這種工作方式不僅自動(dòng)化程度低，增多了中間環(huán)節(jié)，增加了設(shè)備的數(shù)盆和占地面積，而且承載工具的不斷變化也將使車(chē)身受損的概率增大，因此，控制系統(tǒng)的改進(jìn)勢(shì)在必行。PLC作為一種通用工業(yè)控制裝置，集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)為一體，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具。本文所設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)可精確檢測(cè)車(chē)身位置。將承載車(chē)身的滑視橇體由輥床自動(dòng)轉(zhuǎn)掛到反向單軌輸送機(jī)(invcrted monorail conveyor，IMG)上，使橇體立接進(jìn)人烘干室。避免了中間的環(huán)節(jié)，提高汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化程度。它適宜在成批量、長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)化生產(chǎn)中使用，保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 控制系統(tǒng)的主要硬件配置和構(gòu)成

1.1 輸送系統(tǒng)的構(gòu)成及輸送工藝

    輸送系統(tǒng)山芝個(gè)區(qū)域構(gòu)成，其中:一區(qū)域由上料轉(zhuǎn)接變速輥床IiG(SEW電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，連體變頻器調(diào)速)和多臺(tái)動(dòng)力輥床組成。二域?yàn)镋MC愉送鏈，由電泳烘干線(xiàn)、中涂烘干線(xiàn)、面漆烘干線(xiàn)構(gòu)成烘干輸送系統(tǒng)，均為變頻器調(diào)速，其機(jī)械設(shè)備由軌道、鏈條、承載小車(chē)、上驪動(dòng)站和備用驅(qū)動(dòng)站以及張緊站組成;三區(qū)域?yàn)橄铝限D(zhuǎn)接變速輥床IOG (SEW電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，連體變頻器調(diào)速)和多臺(tái)動(dòng)力輥床組成。輸送系統(tǒng)設(shè)備布置如圖1所示甲由于IMC電泳烘干線(xiàn)，IMC中涂烘干線(xiàn),IMC面漆烘干線(xiàn)主要設(shè)備基本相同，僅線(xiàn)路和工藝略有不同，本文僅以IMC電泳烘干線(xiàn)為例重點(diǎn)闡述。

圖1 輸送系統(tǒng)設(shè)備布置

    輸送系統(tǒng)啟動(dòng)后，一風(fēng)域?qū)?lái)自上一個(gè)輥床的載車(chē)身視體通過(guò)與變速輥床IIG的轉(zhuǎn)接，準(zhǔn)確地將載車(chē)身橇體送到二區(qū)域IMC輸送鏈，分別完成電泳、中涂、面漆的烘干，冷卻，處理等工藝。之后將IMC輸送鏈上的載車(chē)身橇體通過(guò)與三區(qū)域變速輥床IOG的轉(zhuǎn)接，準(zhǔn)確地將載車(chē)身橇體送到下一個(gè)輥床上。至此，車(chē)身在該IMC線(xiàn)上工藝全部完成。

1.2 電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成

    PLC是電氣控制系統(tǒng)的核心，選擇PLC時(shí)不但要考慮成本，還需重點(diǎn)考慮所選PLC的靈活性、擴(kuò)展性和通信聯(lián)網(wǎng)功能。

    系統(tǒng)的控制采用美國(guó)羅克韋爾A-S公司的Logix 5000。系列PLC,可直接采用Device Net掃描模塊實(shí)現(xiàn)分布式I/O系統(tǒng)。將PLC集成到DeviceNel附絡(luò)中。系統(tǒng)所選CPU模塊為1756-L55;16點(diǎn)輸人模塊為1756-IB16:16點(diǎn)輸出模塊為1?Js-OE16E ;以太網(wǎng)模塊為156-ENET控制方式為Device Net現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，選用1756-DNB Device IVet。掃描模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，該系統(tǒng)的人機(jī)界面觸摸屏是羅克韋爾A-B公司生產(chǎn)的VersaView700，中英文界面，以太網(wǎng)通訊，通過(guò)人機(jī)界面?？梢约皶r(shí)、方便、準(zhǔn)確地監(jiān)視到系統(tǒng)各個(gè)區(qū)域運(yùn)行的狀況和信息。變頻器選用德國(guó)SEW公司的MFD32A/MM05C/1738C。OIAI"'G系列產(chǎn)品。變頻器用來(lái)控制輥床的速度，采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制。變頻器上輸人點(diǎn)分別接至轉(zhuǎn)接變速輥床所安裝的接近傳感器。接近傳感器選用德國(guó)P+F公司的NJ40+U1+A2-T系列(矩形DC24V四線(xiàn)制)。

圖2 電氣控制系統(tǒng)

2 輸送系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接過(guò)程

2.1 轉(zhuǎn)接過(guò)程的工序設(shè)計(jì)

    為滿(mǎn)足生產(chǎn)率要求，載車(chē)身橇體按一定節(jié)拍進(jìn)人轉(zhuǎn)接變速輥床IIG，必須保證IIG輥床卜有空位且與載車(chē)身橇體準(zhǔn)確定位。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)橇體進(jìn)人IIG輥床后，采用高速一低速的變速運(yùn)行方式直至到達(dá)轉(zhuǎn)掛位置，IIG輥床自動(dòng)停止運(yùn)行。待IMc上的承載小車(chē)到達(dá)相應(yīng)位里后，IIG輥床自動(dòng)啟動(dòng)且轉(zhuǎn)速保持與IMC相匹配，承載小車(chē)將拖動(dòng)橇體保持相匹配速度運(yùn)行，直至撬體完全脫離IIG輥床，I1G輥床轉(zhuǎn)掛工作完成。等待第二個(gè)橇體進(jìn)入。同時(shí)IMC拖動(dòng)撬體進(jìn)人供干室，完成人口動(dòng)力輥床與IMC輸送鏈的轉(zhuǎn)接。完成烘于工藝后IMC承載小車(chē)承載橇體出烘干室接近IOG轉(zhuǎn)接輥床。該輥床在轉(zhuǎn)接時(shí)亦以與IMC輸送鏈相匹配的速度運(yùn)行，當(dāng)橇體已經(jīng)脫離開(kāi)IMC輸送鏈承載小車(chē)，若下一個(gè)輥床允許進(jìn)人信號(hào)接通，則IOG輥床將以高速把橇體送至下一個(gè)輥床。一直到下一個(gè)輥床橇體到位信號(hào)接通，輥床停止運(yùn)行，交接完成;反之，若下一個(gè)輥床允許進(jìn)人信號(hào)未接通，則輥床將橇體停在相應(yīng)位段等待下一個(gè)輥床允許進(jìn)人的連鎖信號(hào)接通后，才能將撬體送人下一個(gè)輥床完成交接。供干室人口IIG輥床同IMC輸送鏈及出口IMC輸送鏈同IOG輥床交接轉(zhuǎn)掛的關(guān)鍵問(wèn)題是載車(chē)身橇體準(zhǔn)確定位和IIG輥床及IOG輥床必須同IMC輸送鏈線(xiàn)速相匹配。否則，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)掛。本系統(tǒng)的解決方案是在輥床及IMC。安裝相應(yīng)的傳感器，編制PLC控制程序，在允許轉(zhuǎn)掛信號(hào)接通時(shí)，將IMG輸送鏈相匹配的線(xiàn)速運(yùn)行值設(shè)定于IIG/IOG輥床變頻器中。

2.2 轉(zhuǎn)接過(guò)程中信號(hào)的采集

    轉(zhuǎn)接過(guò)程中，必須精確測(cè)量轉(zhuǎn)掛點(diǎn)及IIG輥床和IC7G輥床上載車(chē)撬體和1MC輸送鏈上的承載小車(chē)位置，由此才能保證運(yùn)行中的載車(chē)撬體順利完成轉(zhuǎn)掛/轉(zhuǎn)接。否則，不但影響生產(chǎn)率，還會(huì)損壞汽車(chē)車(chē)身。造成經(jīng)濟(jì)損失。為此本系統(tǒng)在IIG輥床,IOG輥床和IMC上安裝了相應(yīng)檢測(cè)開(kāi)關(guān)采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。

轉(zhuǎn)接變速輥床IIG安裝接近傳感器5個(gè)。分別為IIGPXI，IIGPX2，IIGPX3，IIGPX4和IIGPX5，如圖3所示。

圖3 一區(qū)開(kāi)關(guān)布置

IIGPX1為橇體進(jìn)人轉(zhuǎn)掛檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。作用是檢測(cè)橇體位置。同IIGX3開(kāi)關(guān)共同使用可確定橇體轉(zhuǎn)掛位置甲

IIGPx2為橇體減速檢側(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)ON。橇體感應(yīng)到該開(kāi)關(guān)時(shí)，橇體減速。

IIGPX3為撬體進(jìn)人檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。當(dāng)橇體感應(yīng)到該開(kāi)關(guān)時(shí)，撬體停止在轉(zhuǎn)掛位置，等待IMC輸送鏈承載小車(chē)轉(zhuǎn)接。

IIGPK4為橇體前部裝人檢淵開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。當(dāng)該開(kāi)關(guān)接通時(shí)，可以證明橇體已經(jīng)轉(zhuǎn)掛完成。

IIGPX5為橇尾在裝入位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)C3FF,與IIGPx4共同使用確定橇體轉(zhuǎn)掛完成位置。

在一區(qū)范圍，檢測(cè)IMC輸送鏈承載小車(chē)的接近傳感器分別為IMCPX1，IMCP3C2, IMCFX3和IMCPX4,如圖3所示。

圖4 三區(qū)開(kāi)關(guān)布置圖

IMCPX1為啟動(dòng)裝人檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。當(dāng)該開(kāi)關(guān)接通，若其他條件滿(mǎn)足時(shí)，橇體以高速進(jìn)人IIG輥床。

IMCPX2為關(guān)閉裝人檢側(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)ON。當(dāng)該開(kāi)關(guān)接通時(shí)，若有撬體裝人，則橇體必須超越IIGFX2開(kāi)關(guān)，否則為滯后，

IMCPX3為撬體裝人檢測(cè)開(kāi)關(guān)。常態(tài)OFF。該開(kāi)關(guān)接通時(shí)，證明IMC輸送鏈承載小車(chē)到達(dá)轉(zhuǎn)接位置，IIG輥床抱閘打開(kāi)，撬體隨輥床運(yùn)行。

IMCPX4為輥床傳遞檢測(cè)開(kāi)關(guān)。常態(tài)OFF二當(dāng)IMC輸送鏈承載小車(chē)轉(zhuǎn)接到橇體，運(yùn)行到IMCPX4的位置時(shí)，橇體也運(yùn)行到IIGPX4的位置。證明橇體完全脫離開(kāi)輥床，轉(zhuǎn)掛完成。

轉(zhuǎn)接變速輥床IOG上安裝接近傳感器4個(gè)，分別為IIGPXI，IIGPX2，IIGPX3，IIGPX4，如圖4所示。

IOGPX1為撬體進(jìn)人轉(zhuǎn)掛檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。作川是檢測(cè)橇體位置，同IUGPx3開(kāi)關(guān)共同使用可確定橇體轉(zhuǎn)掛完成。

IOGPX2為輥床運(yùn)行檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)ON。橇體感應(yīng)到該開(kāi)關(guān)時(shí)，輥床將以同IMC相匹配的速度運(yùn)行。

IOGPX3為橇體到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。撬體感應(yīng)到該開(kāi)關(guān)時(shí)，說(shuō)明橇體完成轉(zhuǎn)掛，下一個(gè)輥床允許進(jìn)入信號(hào)沒(méi)有接通時(shí)，橇體將停止在該開(kāi)關(guān)位里等待允許進(jìn)人信號(hào)。

IOGP7X4為橇體清除檢測(cè)開(kāi)關(guān)，常態(tài)OFF。該開(kāi)關(guān)主要作川是檢測(cè)橇體位置，當(dāng)IOG輥床已經(jīng)有撬體停止在IDGPx3的位置，該開(kāi)關(guān)如果被接通，則IMC將停止井等待IOG輥床仁的撬體離開(kāi)后，IMC輸送鏈系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。

在二區(qū)范圍，檢測(cè)IMC輸送鏈承載小車(chē)的接近開(kāi)關(guān)只有IMCPX5，如圖4所示，IMCPX5為輥床傳遞完成開(kāi)關(guān)。常態(tài)OFF ,當(dāng)IOG輥床卜有橇體經(jīng)過(guò)，IMC輸送鏈承載小車(chē)感應(yīng)到該開(kāi)關(guān)使之接通，則證明橇體己經(jīng)脫離承載小車(chē)，此時(shí)，若下一個(gè)輥床允許進(jìn)人信號(hào)接通，則輥床將以高速把橇體送至下一個(gè)輥床，若下一個(gè)輥床允許進(jìn)人信號(hào)未接通，則輥床以VG配速度把撬體送IOGPX3位置。

3 PLC控制程序的編制

     PLC作為本系統(tǒng)的核心控制器件，接收現(xiàn)場(chǎng)采集的檢測(cè)信號(hào)，控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所編制的控制程序必須滿(mǎn)足前述輸送工序。保證轉(zhuǎn)接的順利完成，此外還要考慮系統(tǒng)的安全保護(hù)措施。經(jīng)對(duì)程序的模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，轉(zhuǎn)接的程序流程圖如圖5所示。

圖5 程序流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

    經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)，現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試及交付使用，該系統(tǒng)至今運(yùn)行良好，完全滿(mǎn)足汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的工藝要求，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少了系統(tǒng)故障，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由此可見(jiàn)，PLC控制系統(tǒng)采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，重新建立分布式概念，其特點(diǎn)有:相關(guān)I/O模塊就地安裝，顯著降低成本;接口標(biāo)準(zhǔn)化，保證在部件之間進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)交換;提高效率，不再有雜亂無(wú)章的電纜布線(xiàn)，不易發(fā)生故障并簡(jiǎn)化維修，減少電纜數(shù)量使結(jié)構(gòu)井然有序，電纜橋架和控制柜的體積變小。屬于開(kāi)放的總線(xiàn)系統(tǒng)，易于更新擴(kuò)展,因此，PLC+工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)用范圍口趨廣泛，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)起著越來(lái)越重要的作用。