车间自动化

车间自动化（共9篇）

车间自动化 篇1

随着现代工业的不断发展, 计算机和网络技术在各行各业得到了广泛地应用, 为工业生产自动化提供了有利的条件。汽车焊装车间自动化控制系统作为汽车生产制造过程的重要组成部分, 应该不断完善创新, 向着现代化、自动化、智能化的方向发展。

1 控制系统硬件组成和功能

汽车焊装车间自动化控制系统根据车间的具体情况划分为:汽车焊装车间监控层、汽车焊装车间控制层、汽车焊装车间设备层三种监控模式。各层之间相对独立, 根据不同的功能要求使用不同的网络结构, 配置不同的硬件系统和软件系统。

1.1 监控层

汽车焊装车间监控层主要包括监控管理系统服务器、ANDON系统服务器以及与生产管理相关的其他系统组成部分[1]。车间监控管理系统服务器安放在汽车焊装车间中控室, 主要用于根据总厂下达的生产计划, 安排不同的生产线按照总厂要求完成各自的生产目标, 并且将各生产线最终的完成情况汇总之后, 再次上传给总厂系统。这样总厂就可以根据车间监控管理系统上传的数据进行整理和统计, 更加科学合理的分配生产任务, 有效地监控汽车生产制造的全部过程。

1.2 控制层

控制层主要的构成部分是安放在汽车焊装车间不同区域内的PLC控制系统。汽车焊装车间监控层PLC控制系统和监控层通过工业以太网交换机进行连接[2]。不同的HMI、ROBOT、信息显示屏幕以及其他相关设备首先连接到PLC控制系统, PLC控制系统再连接到焊装车间内不同区域的交换机, 再通过以太网光纤把不同的交换机联结成一个车间环状网络, 最后一起连接到焊装车间监控系统内。

1.3 设备层

设备层主要包括变频器、无线射频读写装置以及机器人等电气设备, 它们存在于汽车焊接车间PLC控制系统中。随着现代工业的不断进步, 国内许多汽车生产制造厂的焊装车间都已经采用了标准现场总线系统。虽然标准现场总线已经成为工业自动化的主流技术, 但实际上它并未十分成熟, 还存在着一些问题, 尤其是在安全控制方面。

1.4 安全总线系统

由于标准总线系统存在着许多问题, 所以德国西克、欧姆龙、西门子、罗克韦尔等世界知名行业龙头企业联手合作, 开发了与标准总线系统通信协议标准不同的安全总线系统。安全总线系统在保障安全控制的前提下, 极大地简化了车间安全方面的系统工作内容。安全总线系统已经在部分国内汽车焊装车间得以推广使用, 作为现代汽车焊装自动化控制技术的优秀成果之一, 它正在被国内越来越多的汽车生产制造厂商了解与采用[3]。

2 控制系统软件设计

汽车焊装车间自动化系统由硬件系统和软件系统两大主要部分组成, 两者相辅相成, 共同发展, 在汽车焊装环节中都具有重要的地位和作用。在现今国内大多数汽车焊装自动化系统编程方式主要有两种:机构化编程方式和模块化编程方式。

2.1 结构化编程方式

虽然汽车焊装线不同, 但是它们的功能结构单元是统一的, 根据这一重要特点, 结构化编程方式应运而生。结构化编程方式提高了程序结构的统一性和可读性, 可以更加便捷的对汽车焊装自动化控制系统进行修改和维护。

2.2 模块化编程方式

汽车焊装车间内每条焊装线的组成和作用各不相同, 但它们之间无论是设备还是运行方式, 却有很多类似的地方。模块化编程方式利用设备和运行方式之间存在相同变量这一特点, 极大地简化了程序编辑工作量, 加强了程序的统一性, 优化了程序的可读性。模块化编程通过用户自定义数据类型方式, 让变量编辑进行变量定义;同时, 把同样的处理程序用PLC程序编制做成功能模块, 然后依照I/O变量的差异调用同一个功能模块, 进行编程。

3 结束语

工业的革新归根结底在于技术的革新。近几年来, 我国家用汽车市场需求急剧加大, 汽车行业的竞争也越来越激烈。汽车工业的蓬勃发展要求汽车生产厂商在汽车制造工艺上精益求精。汽车焊装自动化控制技术的不断提高, 正是汽车制造工艺创新发展的良好体现, 标志着汽车焊装车间技术系统进入了现代化、科学化、自动化的崭新发展时代。

参考文献

[1]张为涵, 金大勇.现场总线在装焊生产线监控系统中的应用[J].机械设计与制造, 2001 (02) :32-34.

[2]卞桢斌.Ethernet/IP安全以太网方案在汽车制造中的分析与应用[J].科技信息, 2012 (25) :84.

[3]王玉真.现场总线在汽车焊装生产线中干扰分析及防范[J].科技风, 2011 (06) :80.

车间自动化 篇2

（2011-12-13）

一、定修计划执行情况

12月13日矿业公司套筒窑进行定修，定修项目3项，完成3项。

高温分机控制柜整线。（实施人：李华伟）

窑本体变送器调试，压力、流量检验（实施人：周庆）成品除尘风机进口调节阀倒向。（实施人：周庆）项目负责人：靳长宏 技术负责人：赵霄鹏

二、定修总结

定修前会议：

自动化铁燃工区在6:35分开始召开安全与技术交底会，参加检修的人员全部参加，项目负责人针对定修计划进行任务分工，并说明每个项目的注意事项，关键项目进行技术交底。

安全方面：

检修过程中，自动化车间安全员对检修项目不断巡视，要求作业人员严格按照以下安全措施进行作业:

1、确认停电挂牌，严格执行停电、验电作业程序。

2、作业前与岗位人员协调联系。

3、上下楼梯、管道抓稳扶好。

4、高空作业要配戴安全带、煤气报警器。

5、安装拆卸变送器必须关闭导压管上的阀门。

关键项目：

12月13日，矿业公司套筒窑进行定修，除上述仪表定修外，自控系统方面主要对新液压站PLC控制程序和转焦改造控制程序进行调试。

成品除尘风机进口调节阀倒向：

成品除尘风机进口调节阀倒向主要是将原来调节阀错误的工作方向（触摸屏上打开而调节阀关闭、触摸屏上关闭而调节阀打开）改为与工艺操作匹配的工作方向。

新液压站PLC控制程序调试：

新液压站PLC控制程序主要是PLC能按生产工艺的要求正确的控制新液压站的1#油泵、2#油泵、旋转布料器、料盅、下料闸门、出料推杆、称量斗闸门。新增液压站后，一旦旧站出现故障新站可以立即投入使用从而避免了停产增加了系统的可靠性。

三、问题

焦炉煤气管道打压后转焦控制程序还需进行热负荷试车，另外热值分析仪还没有安装到位，仪器安装调试好后转焦控制程序还需进行热值自动控制的调试。

车间自动化 篇3

国内主流收获机械产品是小麦联合收割机、玉米联合收获机和水稻联合收割机,这3种机型占收获机械产量的90%以上。目前,自动化装配车间在飞机、汽车和工程机械等行业已得到了广泛应用,但在收获机械行业鲜有应用报道[1,2,3]。对于收获机械的装配,国内各主机生产厂主要采用的是简易装配模式,即一条电动的地拖链或板式链,物料吊装采用天车起吊,各零部件的分装及主机的总装大都如此。由于自动化程度较低,这种传统的生产模式制约了收获机械产能的提升,很难满足收获机械需求量日益增长的需要。

自动化装配车间是提高收获机械产能的有效手段。而自动化装配车间的工艺布置,对装配车间自动化程度的提高具有重要作用[4,5]。较好的工艺布置对提高自动线劳动生产率、稳定和提高产品质量、改善劳动条件、缩减生产占地面积、降低生产成本、缩短生产周期以及保证生产均衡性具有显著的效果。

1 收获机械自动化装配车间

1.1 收获机械自动化装配车间简介

为了提高产能,公司新建一条收获机械自动化装配车间,总面积为7 335 m2(长163 m×宽45 m)。此自动化装配线主要生产4行玉米联合收获机,生产纲领为5 000台/年,日产40台,生产节拍为12 min/台,生产周期为5个月/年(即有效工作时间为130 d/年),设备负荷率≤90%。

1.2 收获机械自动化装配线工艺流程

收获机械自动化装配线采用主线与辅线相结合的运作形式。主线上包括10个工位,分别为底盘上线工位、粮箱上线工位、发动机上线工位、剥皮机上线工位、散热上线工位、升运器上线工位、轮胎上线工位、外围件、摘穗台上线工位和启动下线工位。辅线是为了满足总线的生产节拍而进行布局,主要包括8条分装线,如图1所示。分别为底盘分装线、粮箱分装线、发动机分装线,剥皮机分装线、散热器分装线、升运器分装线、驾驶室分装线和摘穗台分装线。分装线的合理布置,可有效减轻总装线的压力,对主线的高效运行起着决定性作用。

如图1所示,整机在自动线上装配过程为从右至左,按生产节拍、工位次序依次进行。由于收获机械零部件的体积较大,加之总装生产线面积有限,所以整线的物料供应采用配送制。即零部件按照生产计划需要进行配送,当班生产所需的零部件足额配送,提高车间面积的利用率,最大限度提高产能。

2 装配线输送系统布局

2.1 主装配线输送布局

主装配线输送系统主要分为前段和后段2部分。

(1)前段。主要负责驱动轮装配前的装配工作,包括底盘、粮箱、发动机、剥皮机、散热器、升运器、驾驶室、驱动轮胎、外围支架、前梯和液压油箱等。前端运输系统采用带垂直翻转台车的地拖链,其驱动站采用变频电机,通过联轴器及行星齿轮减速机为主线提供动力。

(2)后段。主要完成摘穗台挂接、升降油缸装配、安全卡装配、加油加水和启动调整,最后下线。后段采用双板链输送,为使产品在前段地拖链与双板链之间的自动过度,这一阶段在地拖链末端与双板链重叠处设置向下缓坡。

2.2 分装线输送布局

2.2.1 底盘分装线

底盘分装线共设置4个工位,全长约26 m。该线用于收获机械底盘的分装,采用板式输送机,连续运行。其驱动站采用减速电机(带变频调速),为其运行提供动力。输送板采用中厚钢板折边而成,同时配工件支撑装置,线端设置有张紧机构。

2.2.2 粮箱分装线

主要完成粮箱体焊合、前支撑焊合、后支撑焊合和粮箱升降油缸的分装。采用无动力地面环形轨道+小车的运行形式。地面环形轨道用于粮箱体焊合及分装完成的粮箱总成的存储和输送过跨,小车由钢构件焊接而成,用于支撑粮箱体焊合及粮箱总成。工作时,先将前、后支撑焊合及粮箱体焊合用叉车上线,在粮箱分装线上完成装配后,再将分装好的粮箱总成推到主线的转挂工位。

2.2.3 发动机分装线

用于发动机的分装,采用板式输送机,连续运行。该线共设置10个工位,总长为25 m。工作时,用悬挂吊车将发动机和变速箱吊上线,在合装线上完成一系列的装配后,在末端工位用自行葫芦吊起,送至总装线的装配工位上。

2.2.4 剥皮机分装线

主要负责剥皮机的分装、输送及存储。整线采用地拖链形式,运行为步进形式。工作时,将剥皮机用天车吊到地拖链的小车上,随着线体的运行被送到各个分装工位,地拖链采用环形布置,环形线上设置15个分装工位。通过一圈环形装配成后,将分装完成的剥皮机输送到与自行小车输送线的转接工位。

2.2.5 散热器分装线

主要完成散热器的分装,采用手推台车加地面轨道线的形式。工作时,人工将散热器的主体吊上线,在散热器分装线上完成一系列装配后,再将分装好的散热器采用单轨葫芦推到转挂工位上。为了保证散热器在总装配线左右两侧均能上线,将轨道设置为具有分叉功能。

2.2.6 升运器分装线

升运器分装线采用板式输送,连续运行,并在其线端设置张紧机构,保证分装线的正常运转。工作时,用悬挂吊车将升运器和滑草槽等吊上分装线,在分装线上完成一系列装配后,在末端工位由双葫芦单轨吊吊起,送至总装线的装配工位上。

2.2.7 驾驶室分装线

驾驶室分装线采用手推车+地面导轨线的运行形式。主要完成驾驶室内饰装配、驾驶室底座与驾驶室的分装与两个总成的合装,驾驶室内饰的分装在线下完成,底座的分装在线上的手推车上进行,待底座部分分装在线分装完成后,将驾驶室与底座在线上合装,完成整个驾驶室分装。上主装配线时,用行车将驾驶室底座吊上线。

2.2.8 摘穗台分装

摘穗台分装是整机装配最为关键也是最复杂的一个环节。摘穗台分装线主要负责摘穗台的分装、运输及存储。分装线采用地拖链,运行为步进形式。工作时,摘穗台用天车吊到地拖链的小车上,随着线体的运行被送到各个分装工位,通过环形地拖链上的18个工位分装完成后,输送到自行小车输送线的转接工位。

3 控制系统与安全保护

控制系统是整线正常运转的关键。此自动线系统控制核心为各分装线自行小车上线系统。自行小车控制系统运行原理如3所示。

可编程控制器(PLC)将来自载物车携带的继电器从滑触线采集的到位信号、限位信号、检测信号和控制信号以及地面设备反馈信号进行逻辑运算,按软件程序顺序驱动输出口所对应的执行元件,控制分段滑触线轨的得电与失电,从而实现载物小车的行走、停止和电葫芦的上升、下降等功能。

同时,系统配备运行安全保护功能。总装线和分装线的空中转接处,以及空中输送机和自行小车输送线的下部,均设有防坠落防护安全网,吊具上升经过安全网处设有光电检测开关。当系统进入全线自动方式运行,如果有人误操作,发出上升、下降或者放车等按钮信号,PLC及时收到命令,检测并识别错误指令,拒绝执行。这不仅有效的保护了设备不受误操作而损坏,而且保证了生产线人员的作业安全。

4 小结

自动化装配车间的应用对提高收获机械装配质量、产能提升具有重要作用。收获机械整机结构较为复杂,零部件种类较多,实现自动化装配的关键在于各个工位之间的协调,也就是装配车间工艺布局的合理性。此外,自动化装配车间的运行是一个系统工程,不仅要考虑车间工艺布局,还需要企业信息化建设的支撑。如洛阳中收在ERP运行的基础上,结合自动化装配生产线推行MES系统,为自动线的运转提供了良好的信息支撑。自动装配化车间的应用必将给企业管理、信息化建设以及自动化技术团队建设起到积极的推动作用,同时大大增强企业制造能力,提高产品市场占有率,进而提高企业的市场竞争力。

参考文献

[1]李洋,桑龙.浅谈飞机总装自动化装配生产线[J].装备制造技术,2011(10):132-134.

[2]王银明.汽车制造总装配车间工艺布置设计方案评价[J].工程建设与设计,2014(8):117-121.

[3]张烜,满朝,皮敏,等.某工程机械液压元件装配车间工艺设计[J].工程建设与设计,2014(8):114-116.

[4]朱阳兵.柔性生产条件下的装配工艺设计[J].合肥学院学报(自然科学版),2012,22(4):66-71.

车间自动化 篇4

姓名日期成绩1：生产前的清场检查确认：检查操作人员工装、工鞋、口罩洁净，穿戴，个人卫生符合要求。特别注意检查员工。检查生产操作间、符合生产产品工艺要求。检查生产现场（地面、台面、容器内、设备上、导轨内等各处）无与本批生产无关的、、及，已取得且在有效期内。检查设备、容器是否完好、清洁，有状态标志且在有效期内。检查是否有检定合格证，并在有效期内。校准计量衡器。做好生产前的清场检查确认记录。2: 根据IPC开出的，拿着批记录到中间站

（一）领出与物料单和批记录上相对应、、、的物料，拿内包材交接单从中间站

（二）领用包装材料，核对领用包材及。

3：安装铝箔及PVC或PVDC，待温度上升至设定温度后，调机，要求起泡； 铝塑板压合热封牢固；；铝箔外观平整无；网纹清晰；冲裁； 批号、有效期字迹，合格后，加料生产。

4：生产过程中，须随时抽验铝塑板的质量，每分钟抽检一次，铝塑质量不稳定时需要频次，必要时进行设备调整。

5：有检测、剔废功能的铝塑机，加料生产时，应检查铝塑机检测参数设置是否 正确，并检查正常，打开传送带出口插板，正式生产。

6: 从铝塑机上拆下批号钢字座，按上批号、有效期安装批号钢字钉，更换好后，操作人员批号条上批号、有效期是否与生产指令一致。安装批号 钢字座，按产品设置加热温度，开启加热。

车间自动化 篇5

关键词：涂装工艺,可编程控制器,光纤环网,以太网,Coontrol Logix L65

0 引言

在工业高速发展的今天, 为提高生产制造的节拍, 保证生产线各环节的协调与合理利用, 同时也减少人力成本, 打造现代化生产线已成为当务之急。本文以北奔重卡涂装车间机运为例, 讲述如何以PAC为核心, 实现机运自动化以及需要注意的要点。

PAC是控制引擎的集中, 涵盖PLC用户的多种需要, 以及制造业厂商对信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和扩大的控制能力, 以及PC-based控制中基于对象的、开放数据格式和网络连接等功能。从PAC的定义可以看出PAC具各的特性, 可以完成复杂的功能, 并且系统的硬件和软件无缝集成, 提高了控制系统的性能。而要完成这些功能, PLC需要额外的扩展卡才能完成。

1 传统涂装工艺和系统

1.1 传统涂装工艺

涂装机运始于焊装出口, 途径电泳、烘干, 烘干之后更换吊具, 打密封胶, 再换回滑撬运输进入面漆、打蜡等工艺, 其中各个工艺环节设立外观检查与返修循环, 最后换撬进入总装结束, 其涂装工艺如图1所示:

1.2 油漆车间中控室中央控制系统

油漆车间中控室中央控制系统的控制对象, 主要由两大部分组成:油漆工艺控制系统和输送控制系统。

1.2.1 油漆工艺控制系统

油漆工艺控制系统主要是围绕汽车涂装生产中各部分工艺过程, 对其设备按照相应工艺要求进行控制和检测。油漆工艺车间汽车涂装工艺过程主要有预处理、电泳、密封、底漆和面漆等。油漆工艺控制系统要根据每一项工艺过程的具体工艺要求, 通过控制装置PLC控制相应工艺设备和环境设备, 例如:预处理和电泳工艺过程中的各种浸槽和喷淋设备, 密封、底漆和面漆工艺过程中的喷胶或喷漆房设备和烘房设备, 及各个工艺过程中控制温度、湿度、压力和风速的环境设备。油漆工艺控制系统主要目的是使各个工艺设备和环境设备按照工艺要求正常运行, 以保证汽车涂装质量。

1.2.2 输送控制系统

输送控制系统主要控制油漆车间的输送链和升降运输系统。它贯穿着油漆车间的汽车涂装生产的全过程, 即在输送链和升降机的输送作用下, 使轿车白车身以一定的节拍, 按照涂装工艺顺序, 依次通过汽车涂装各个工艺设备和环境设备, 完成相应涂装加工工艺。输送控制系统要通过控制装置PLC, 控制分布在整个油漆车间的各段输送链和升降机运行。输送控制系统一方面要完成轿车白车输送、转挂和储存任务, 另一方面还要按汽车涂装各部分工艺要求, 对输送的车身还必须要在程序的控制下, 实现升降、变节距、变速、摆动和倾斜等动作, 从而保证油漆车间连续自动化生产。

2 现在油漆车间中控室中央控制系统的主要缺陷

要保证整个系统的安全性, 首先在各个工艺链的出入口设置急停按钮盒, 面漆工艺段因为易燃、易爆而采用防爆隔离栅代替普通传感器;其次, 除了在硬件上安装极限开关之外, 还在底层通过编写联锁程序, 防止操作人员在设备处于非安全状态时误操作。

机运系统与工艺机器人的车型信息交互、存储区车型的排序、返修区域的自动路径选择, 将是实现自动化的难点。

3 解决方法

为了合理分配各个控制系统的负荷, 同时也使整个系统结构清晰、维护方便, 本方案系统电力与网络采用树状结构设计。

为了合理分配各个控制系统的负荷, 同时也使整个系统结构清晰、维护方便, 本方案系统电力与网络采用树状结构设计:

该方案将整个系统划分为若干个区域, 每个区域有一个MCP (主控制柜) , 各配备一台可编程控制器, MCP (主控制柜) 再通过光纤网络连接到本区域的各个RCP (分控制柜) , 保证了网络的稳定性, 也就是整条生产线的稳定性, 最终通过光纤交换机转为以太网连接到变频器、远程IO等设备, 同时各种电气设备包括马达过载保护开关、继电器、接触器等也安装在每个MCP或者RCP内。

选用Coontrol Logix L65 PAC可编程运动控制器来进行控制, 因其集成了集成架构的优点, 即将不同的控制要求 (顺序控制, 过程控制, 运动控制, 传动控制) 集成于一个统一的控制平台。三种网络无缝连接 (以太网, 控制网, 器件网) , 它采用RSLogix5000软件进行配置, 编程和监控。运动控制功能已经嵌入到RSLogix5000编程软件和控制器中。通过安装在生产线的传感器来确定台车的位置, 记录台车的车型信息, 并根据输送情况实时推送车型信息的记录, 同时为了防止推送出现误差, 还在关键工位设立RFID读写站, 将车型信息通过读写头写入装置在台车上的RFID载码体内。在机面漆工艺段, 再从RFID读取准确的车型信息递交给机器人。

4 结论

本系统可根据需要合理的设置维修间个数, 每个维修间设立一个按钮盒反馈该维修间是否作业完毕, 同时检查站设置按钮盒, 操作人员通过选择按钮来记录车架的良莠。利用RSLogix编程的灵活性, 实现了自动根据车型, 检查站打分情况, 存储区在路径上的车辆状况, 自动有序地选择路径, 到达相应的返修间。从而大大的提高了控制的精度和稳定性, 为涂装车间的高效精密生产作出了应有的贡献。

参考文献

[1]宋华, 王锡春.电泳涂料[J].涂料工业, 1993, 25 (03) :53-56.

[2]刘广容, 郭稚弧.环氧聚氨酯型彩色阴极电泳涂料[J].涂料工业, 1996, 33 (02) :5-9.

[3]柯跃虎, 杨卓如.阴极电泳涂料的发展动态[J].合成材料老化与应用, 2003, 21 (01) :23-25.

冷轧车间吊车自动运行系统介绍 篇6

钢卷库是垛位比较密集、堆放物形状基本一样的仓库, 一个跨区有150 m长的或300 m以上长的, 在驾驶室内靠司机人工和垛位标记, 根据钢卷的计划号, 品种, 入库时间, 钢卷编号, 判断位置是很难不出错的。要准确放置钢卷需要地面人员调度配合, 一年库区钢卷出入在几十万吨, 上百万吨, 在加上库区内的周转、倒垛, 更加剧了钢卷管理的难度。同时, 吊运的准确性有限, 作业效率低, 用人多, 劳动强度大, 长期工作人员易疲劳, 如果发生吊错的情况就更糟。并且地面人员长期高负荷工作有安全隐患。

吊车无人驾驶及智能库管系统的设备组成由地面监控管理中心, 跟踪管理设备远程I/O站, 火车定位远程I/O站, 汽车定位I/O远程站, 火车车皮钢卷定位激光成像远程站 (或视频摄像辅助钢卷定位远程站) , 吊车定位跟踪检测系统, 吊车PLC控制系统, 无线网络, 光纤网络组成。

工作过程:智能库管监控管理中心通过通讯链路, 与各远程设备通讯。监控管理中心发送定位信息、控制信息到各设备, 各远程设备反馈工作状态的监控管理中心, 监控管理中心完成从计划接受, 作业命令生成, 作业过程控制, 作业记录留存, 作业实绩返回到MES的一个完整的过程管理和控制。

系统的管理特点是无人智能吊运管理, 吊运和库管一体化;技术特点:吊运和库管一体化过程控制的实时性, 精确性, 有效性。

1 钢卷入库运输定位

1.1 目的

入库管理, 原料卷由火车运到原料库后自动入库、上料。

通过火车运输的原料卷, 在火车驶入相应轨道时, 在火车上方或侧面安放一台激光轮廓仪, 可以得到一段横截面的深度数据。轮廓仪固定不动, 当一节车厢从它边上驶过, 配合激光测距仪的位置数据, 可以得到一幅完整的火车厢内原料卷的摆放图像, 可以识别出钢材卷的卷心以及内外径。有了这样的图像, 输送机、堆垛机可以进行自动入库作业, 根据扫描的图像从正确的位置抓取钢材卷, 将它放到正确的位置。

1.2 实现步骤

1) 根据SICK公司提供的开发说明, 通过以太网发送指令实现激光轮廓仪的参数配置, 并得到正确的回复。

2) 解析其回复的数据, 并将其中的距离信息取出, 绘制成一个横截面的深度信息图。

3) 对激光测距仪进行分析, 将它的时钟与激光轮廓仪同步, 每过几个脉冲发送指令给轮廓仪获得一个截面图, 通过测距仪给出的单点距离信息结合上激光轮廓仪的横截面信息, 整合出三维的图像信息。

2 吊车定位系统

2.1 目的

智能天车系统要保证跨内的多台天车不会相互干扰、碰撞, 保证天车在运行过程中不会碰撞固定、移动障碍物。

2.2 实现步骤

1) 根据天车和器具的结构, 分析激光轮廓仪的安装位置和是否需要编码器等信息。

2) 激光轮廓仪在天车的两边可以扫描得到移动方向上的高度信息, 判断前方的移动是否安全。

3) 完善防撞与定位判断过程的逻辑, 使之符合系统运行的安全要求:根据整车系统结构和编码器返回位置等相关参数, 对撞击预警判断的逻辑进行研究改善, 能够在天车有碰撞可能和未对准情况下输出警告信息。

4) 根据整车系统结构、吊具实时高度, 动态调整防撞保护范围, 对撞击预警判断的逻辑进行研究改善。

2.3 系统模拟图

图1为一个防碰撞系统模拟图。通过安装在天车两侧的激光轮廓仪获取当前扫描面天车下方仓库货物的高度信息, 存储并更新智能天车控制系统位置信息。同时在天车运动方向设置保护区域, 当前方检测到物体时, 及时给出预警和对应措施。

天车定位方案采用旋转编码器实现, 其基本原理图图2所示。

X, Y, Z方向可分别使用旋转编码器来进行定位。这是一种最经济的定位方式。根据设计方案的不同, 可采用增量型或绝对型旋转编码器。

Z方向也可采用拉线式编码器, 同旋转编码器比较, 拉线式编码器真实反映了Z方向吊钩的实际移动距离, 避免了使用旋转编码器时打滑或抖动引起的直线距离测量误差。

3 吊车防摆系统

3.1 目的

吊车起升机构吊具与吊车为柔性钢丝绳连接, 为了吊车高效安全运行, 准确定位, 必须解决个惯性作用下的货物摆动问题。

3.2 实现步骤

摆动控制系统SIMOCRANE Ce SAR standalone OHBC/Gantry crane V4.2 SP1是一个独立系统, 可对起重机进行摆动控制。典型应用包括桥式和门式起重机、盘卷搬运起重机以及钢铁储存仓库中的起重机。

SIMOCRANE CeSA Rstandalone摆动控制系统基于SIMOTION C240 PN平台。它既适用于新系统, 又可用于对旧系统进行改造。该系统可简便集成到现有PROFIBUS网络中。

通过摆动控制系统SIMOCRANE Ce SAR V4.2Sp1, 可在三个轴 (移动轴、龙门轴和回转或举升轴) 方向上进行负荷摆动控制。由起重器的移动所引起的所有摆动和振动基本上都被消除。这意味着, 起重机可以快速输送货物而不会发生危险或使货物受到损坏。根据要执行的任务和环境条件, 可使用带或不带摄像头测量系统的摆动控制系统。出于设计原因而不能配备负荷摆动直接测量装置的起重机或在极端环境条件下 (如尘土量很大或温度很高) 使用的起重机, 一般不配摄像头。因此, 不会考虑外部干扰 (例如, 风的干扰) 。

4 吊车与地面信息交换系统

4.1 目的

吊车的每一个工作计划都需要地面管理系统给出, 而吊车是一个移动设备, 所以就要提供合理的信号传输方式。

4.2 实现步骤

1) 光纤通讯, 跨区无线基站的CYC数据服务器的光纤通讯, 跨区工作站到CYC数据服务器光纤通讯;蓝牙基站到CYC数据服务器的光纤通讯。

2) 车载无线客户端与跨区基站, 通讯, 多基站漫游。

3) 通讯链路协议, CLTS一般系统采用的通讯协议TCP/IP, 设备选择通用型号, 从光纤到无线网络。工业以太网Profinet协议运用越来越多, 适用的设备是西门子的, 和菲尼克斯等, 国产的少, 能够参与远程实时控制是一大优势。

4) 车载工控机/HMI, 配置双网口与控制中心TCP/IP协议通讯, 通过OPC方式与PLC交换数据, 指令发送到PLC给定设置;发送给CLTS作业状态信息, 有些是对MES有用的。

5) 控制中心的服务器:CLTS前台服务器, 负责处理监控和联络, CYC服务器负责和MES的数据交换, CLTS的数据交换, 数据管理, 分析。

6) 视频监控系统的图像传送到控制中心, 视频监控画面可嵌入的CLTS监控界面中。在全无人运行的情况下, 视频监控是必备的。

5 结语

在钢卷库的吊运实绩中, 吊车无人操作系统与钢卷库管理过程控制管理系统和轧钢厂MES系统, 组成整体的信息网, 形成精确高效的管理。

车间自动化 篇7

在粘胶生产企业, 长、短丝生产车间均采用全新风送风方式, 并要求车间一年四季保持恒温恒湿。由于空调要处理的新风量很大, 车间内又有大量的废气需要排出, 所以车间内的温湿度一直处在一个动态变化之中。空调控制的目的是在这个动态变化中找到一个平衡点。但是温湿度的平衡点受到室外温湿度参数变化、送排风量变化、水和汽参数变化、操作人员操作熟练程度等诸多因素的影响。而以前本文举例公司的空调系统控制方式, 还处于较落后人工手动控制状态, 空调工每2小时巡回检查一次, 根据车间的温湿度情况对空调系统进行调节, 由于许多参数随时都在发生变化, 空调操作工很难及时调整, 使纺丝车间内的温湿度指标的稳定性受到很大影响, 同时很难保障空调系统的高效经济运行。如何把自动化控制与集中送风空调系统相结合, 提高空调系统的自动化程度, 弥补人工调节的被动性和盲目性, 这是我们开发研制空调自动控制系统的主要目的。

2 系统概述

本文举例公司纺丝空调系统如图1所示, 纺丝车间空气调节采用全新风送风方式, 作用大体可分为两个:其一、满足纺织生产工艺所适合的温度、湿度条件;其二、保证生产工人拥有一个良好、健康的工作环境, 这两点具有同等的重要性。为了保证整个车间的温、湿度控制质量, 在空调的温湿度控制方面采取以下方式实现: (1) 控制系统的温湿度控制具有手、自动功能, 且进行无扰切换。 (2) 控制系统对车间温湿度、室外环境温湿度, 进行多点取样, 通过智能化分析来进行控制。 (3) 控制系统的温湿度控制采用串级复合控制和模糊控制相结合的控制方式, 使系统控制具有较强的稳定性和快速性, 有较高的控制精度。 (4) 控制系统有很完善的故障诊断和自动报警处理功能。

另外空调自动控制系统的其他功能:触摸屏画面数据显示功能及温湿度曲线记录功能;在线对空调自动控制系统的参数进行设定功能;蒸汽量、用水量自动统计功能;设备开停状态远程显示;具有计算机网络通讯功能。

3 系统组成

本控制系统的当期设计内容包含13个空调操作箱分站和2个上位机操作员站。其中空调操作箱分站采用西门子S7-200系列PLC为控制单元, 并配置西门子smart line系列触摸屏实现本地操作;上位机操作员站采用西门子WINCC组态软件, 根据系统要求, 担当整个系统的集中控制中心的作用。S7-200分站配DP通讯模块, 上位机配置西门子5611DP通讯卡, 使新增部分与老系统共同组成整个空调控制系统, 由原有S7-300PLC作为DP主站, S7-200 PLC及上位机操作员站为DP从站, 通过PROFIBUS总线通讯方式组成一个控制系统, 实现对空调系统的集中控制。

在本系统中, 下位机PLC与现场控制设备连接, 这些设备包括传感检测元件、电磁阀、电动调节阀等, 在现场可以进行系统控制、参数设置和数据显示。上位机采用工业级计算机与打印机, 进行远程管理和打印, 它包含下位机的所有功能。所有受控对象的状态及控制信号均在集中控制室实现。为保证系统的可靠运行, 系统使用正版的STEP7 V5.3以上版本和WINCC V6.0以上版本的组态软件。系统结构图如图2。

3.1 操作员站

操作员站上位机采用WINCC软件系统, 对本系统内的所有空调控制箱进行了联网监控, 保持系统完整性。根据操作要求, 制作监控画面, 具备网络状态监视、工艺参数监视、重要工艺参数历史记录、操作历史记录、故障历史记录、参数越限报警、报警汇总表、工艺报表、密码保护等功能, 画面生动形象, 可以使用户方便地启停各个控制设备;能够实时监控各个分站设备的运行状态, 显示控制设备的温度、压力以及运行状况的实时曲线, 便于对设备的运行状况进行分析, 使用户对设备情况有一个清晰的了解;并对近一个月的运行、操作以及故障历史记录情况进行保存, 方便用户对以往的运行状况进行跟踪, ;监控系统可以和打印设备连接, 便于数据的打印, 并且可以根据要求设定自动定时打印。

3.2 空调操作箱S7-200从站

3.2.1 硬件部分

控制箱采用S7-200PLC+Smart1000触摸屏方式。CPU采用西门子S7-200系列224XP CPU模块, 并按照不同分站的点数要求配置I/O模块, 且I/O点数配置余量≥20%。PLC还配置有DP通讯模块EM277, 使200的PLC作为从站挂接到PROFIBUS DP总线上。采用西门子直流电源供电, 保证系统运行可靠性。

操作箱的本地操作由安装在柜门上的西门子Smart1000触摸屏完成, 触摸屏连接到S7-200 CPU的通讯口上。操作箱对外部模拟信号的采集需经由信号隔离器进行隔离, 主要模拟信号包括:变频反馈0-10V、其他4-20m A等。数字量信号均为DC24V信号。

3.2.2 软件部分

空调控制箱的软件设计包含PLC程序和触摸屏组态两部分, 软件设计保证达到温、湿度的设计参数。控制系统采用先进的模糊控制方式, 利用现场信号采集设备对受控对象的过程值取样并与设定参数比较, 经过模糊PID运算得到控制输出量, 经由现场执行机构对受控对象进行自动控制, 同时由反馈值检验控制结果并自动调整控制器的输出, 实现受控对象的稳态。同时系统配置时间通道控制, 根据季节和机器运行情况, 自控系统应设置冬夏转换工况以及过渡季工况。根据季节不同设置不同的运行工艺, 使系统在季节转换时能自动做出调整。

控制系统配置灵活的手动/自动转换功能及集控/就地转换功能。对变频器的控制设置三档功能, 自动/手动/禁止。禁止时, 变频器不受任何设备控制;手动时, 只受触摸屏操作控制;自动时, 由PLC系统自动控制。调节阀的控制设置两档功能, 自动/手动。手动时, 只受触摸屏操作控制;自动时, 由PLC系统自动控制。

操作箱的本地操作均由柜面触摸屏操作, 可根据使用单位习惯制作适合的监视及操作画面, 具备工艺参数监视、参数修改、操作记录、报警记录、密码保护等功能。页面均为中文页面, 方便用户使用。

系统的报警设置除配有声光报警器外, 还可以在触摸屏显示中文报警信息, 当工艺参数超限后, 可以起到警示功能并引导用户找出报警原因, 还可以对报警进行确认或延时接触以及声光实验功能。

3.3 网络

本系统采用PROFIBUS DP总线网络, 其传输率为9.6K-12Mbit/s, 主站S7-300 CPU支持从站个数为32个, 符合系统要求。PROFIBUS的特别之处在于其高度的数据安全性:工业级屏蔽双绞线, 光纤电缆, 红外传输及无线通讯方式;高度的灵活性:系统提供各种接口满足不同的需求, 支持总线型、星型、环形等各种网络拓扑结构;通过光纤技术实现长距离的数据传输。

4 系统方案

为了适应化纤产品愈来愈高的质量要求, 车间温湿度调节及控制系统一定要采用新技术, 逐步实现专业化、现代化、智能化, 所以我们在车间温度控制方面采用了串级模糊PID控制的方法, 如图3。下面以温度检测与控制为例来具体进行说明。

4.1 模糊PID控制系统结构

模糊PID控制系统主要由参数可控式PID系统和模糊控制系统两部分组成, 其原理如图4所示。参数可控式PID控制器完成对系统的直接控制, 模糊控制器实现对PID3个控制参数 (Kp、Ki及Kd) 的在线自动修正。

4.2 PID参数调整规则

数字式PID控制器一般用以下函数表示:

式中:e (k) 为系统误差, ec (k) 为系统误差变化量;Kp为比例作用系数, 影响系统响应速度和精度;Ki为积分作用系数, 影响系统稳态精度;Kd为微分作用系数, 影响系统动态特性。通常情况下, 针对不同的e和ec, KP, Ki和Kd的选择遵循以下原则:

(1) 当|e|较小时, 为使系统具有较好的稳定性, KP与Ki均应取得大些;同时, 为避免系统在设定值附近出现振荡, |ec|较大时, Kd取较小值;|ec|较小时, Kd取值则较大。

(2) 当|e|处于中等大小时, 为使系统响应具有较小的超调, Kd应取较小值;同时Kd的取值对系统响应的影响较大, 也应取较小值。

(3) 当|e|较大时, 为使系统具有较好的动态性能, 应取较小的Kd与较大的Kd。同时, 为避免系统响应出现较大超调, 应限制积分作用, 通常取Ki=0。

模糊PID控制器的本质就在于通过模糊推理, 根据不同的e和ec, 在线实时修订3个PID作用系数, 即可制定出ΔKp、ΔKi和ΔKd的模糊控制规则。

4.3 试验仿真结果

根据大量的理论依据和实践, 得出实际系统的近似数学模型, 通过在PC机上编程分别得出常规PID和模糊PID系统曲线图, 如图5 (a) 和 (b) 所示。

从图中看出模糊PID温度调节系统对于温室温度的变化调节更加平稳, 显示了很好的控制效果。具体表现为变频器的频率上升和下降更为平稳, 基本没有出现过采用传统PID时频率的跳跃式上升和下降情况。

5 方案实施效果

此套自控系统投入使用后, 在节约能源、稳定温湿度指标、降低操作工劳动等方面都大有好处。

5.1 节约能源方面

车间温度指标要求为26-28±2℃, 相对湿度指标要求为67±3%。这样温度有4℃波动范围, 相对湿度有6%的波动范围, 也就是说温度高4℃或低4℃, 相对湿度高6%或低6%均满足指标要求, 但是在这全部满足指标要求, 但是在这全新风大风量的空调系统控制温度每高1℃或低1℃节省能量就相当可观, 更何况是4℃。所以通过对空调系统温湿度控制参数的设定, 使温湿度指标始终保持在某个合理范围内波动, 既能保证温湿度指标均衡稳定, 又能节省大量的冷能或热能。

(1) 由于本套自控系统不支持空调系统既加热同时又降温的操作, 这就彻底杜绝了在过渡季节, 人工手动操作经常的出现前面开着加热器升温, 后面开着冷水降温的不合理现象, 减少了冷热能的相互抵消。

(2) 由于自控系统高精度的温湿度控制, 避免了原手动操作时, 受操作工熟练程度、室外空气参数变化、水、汽参数变化等因素影响造成温湿度指标忽高忽低, 从而节约了大量能源。

(3) 原手动控制为稳定湿度, 一年四季都开喷淋泵, 现在喷淋泵仅在夏季降温时用, 可节约喷淋泵所用电能和所造成热能损耗。

5.2 稳定温湿度指标

该控制系统对车间内温湿度、风道内温湿度、室外环境温湿度进行多点取样、综合进行智能化分析, 然后指令执行机构进行调节。同时还具有对水汽压力进行监测, 根据压力变化由控制系统对自动阀门开度进行补偿的功能。这样就杜绝或减小了人为因素或其他不确定因素对温湿度指标的影响, 确保了温湿度指标的稳定, 温度精度达到±0.5℃, 相对湿度精度达到±1-2%。

5.3 降低了操作工的劳动强度

由于车间温湿度均由自控系统根据相关参数的变化自动进行调节, 使操作工免去了上下跑着看温湿度指标、调阀门的繁锁劳动, 让操作工有充分时间巡回设备, 及时发现设备事故隐患, 确保设备安全稳定运行。

6 结束语

空调自动系统2011年12月在氨纶空调安装投入使用后, 车间内温湿度指标得到了很好控制。经过对自动控制系统使用前后车间温湿度数据的对比分析可看出:同一监测点的温度在一天内高温与低温的差值, 自控前为2.5℃, 自控后为0.5℃;相对湿度在自控后高值与低值差值仅为1.5%。如此高的温湿度控制精度显示出该控制系统是一个功能较强、性能较好、高可靠性的自动化控制系统。

总之, 从该自动控制系统在集中送风空调系统中的应用效果看, 达到了预期目标, 解决了原人工手动操作中的浪费能源多、温湿度指标波动大的问题。但是也有一些不足之处, 需在今后使用中逐步加以完善。

参考文献

[1]齐京礼, 边永青, 郑伟平等.基于自适应模糊PID控制器的温度控制系统[J].微计算机信息, 2008.

[2]汤兵勇, 路林吉, 王文杰.模糊控制理论与应用技术[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[3]吴振顺, 姚建均, 岳东海.模糊自整定PID控制器的设计及其应用[J].哈尔滨工业大学学报, 2004.

[4]王振宇, 成立.基于模糊控制的温室调节装置的研究[J].浙江大学学报:农业与生命科学版, 2006.

[5]Siemens, Wincc组态手册, 1999.9.

[6]Siemens, Wincc通讯手册, 1999.9.

车间自动化 篇8

1轧钢车间加热炉温度自动控制系统及实现

如今, 随着钢铁生产技术、工艺以及生产设备等的不断发展, 微型计算机以及可编程控制器等的逐步推广和应用, 加热炉窑的自动化控制也得到了全面的发展, 并以现代化控制理论为指导, 逐步实现系统的优化控制。对于加热炉而言, 其自动化控制大体包括以下层次:

1.1结合燃料的利用率情况以及空燃比的合理性, 确保加热炉燃烧过程中自动化控制目的的实现, 也就是控制对象为炉温的DDC级控制;

1.2将钢坯的加热过程进行优化为目标, 对炉温及燃耗量进行自动化控制, 即所谓的控制对象为钢温的SPC级控制;

1.3将生产系统的协调与优化为目标, 基于前后工序的自动化来确保加热段调度及管理自动化的实现, 即所谓的控制对象为全系统最优化的SCC级控制。目前使用较多的加热炉温度自动化控制系统是以串级比值控制为原理实现的, 此种控制方法是一种基本的加热炉温度控制方法, 也是如今使用最多的温度控制方法之一。其不仅可以克服煤气及空气压力的波动等不良因素, 确保空燃比, 而且十分简单易行。

为了实现空燃比控制过程的精细化, 后来又出现了一种新的控制方法, 即在串级比值控制法中包含了双交叉限幅。此法能够对空燃比进行动态控制, 但是由于其限幅过程使得系统的响应速度大大降低了, 因而对负荷变化情况的跟踪速度有较大影响。因而此法仅仅适用于温度调整范围及速度相对较小的热段控制过程中。

针对上述情况, 为提高其响应速度, 可通过将限幅系数设置为自动进行温度偏差的修正来对此法进行改进, 这样, 在温度偏差相对较大的情况下能够取消此种限幅的功能。此种改进型的双交叉限幅控制系统较旧有的串级比值控制系统而言, 其无论是在控制方法上, 还是在控制效果方面均更具优势, 并且系统响应速度也有很大程度的提高。

2轧钢车间加热炉节能问题及对策分析

2.1加热炉节能问题分析

加热炉使用过程中, 有关节能方面的问题有很多, 主要包括燃烧、冷却系统、氧化烧损、加热炉压力、热损失、钢坯加热的不匀以及热工制度等等方面。以下主要就加热炉中常见的节能问题进行分析。

2.1.1煤压与热值的波动

对于许多钢铁企业的轧钢车间而言, 均存在着煤气压力以及热值波动方面的问题, 一旦煤气管压力过大、热值发生波动, 将会直接造成空燃比失调, 进而导致加热炉的不充分燃烧, 或者排烟过程中热损失量的大幅增大, 从而大大增加了加热炉的能耗。

2.1.2烧嘴发生堵塞及腐蚀漏气

对于烧嘴发生堵塞以及腐蚀漏气而言, 这方面主要是由于煤气的净化程度不足引起的, 因煤气中含大量硫、苯、尘以及焦油等杂质, 因而冬季将蒸汽进行管道的通入时, 将会直接导致管道的末端以及烧嘴的通道发生堵塞, 或者因腐蚀而发生漏气情况, 直接导致加热炉加热能力的大幅下降, 导致不充分燃烧程度的增大, 对于加热炉的节能降耗以及安全生产均十分不利。

2.1.3换热器受损

对于轧钢厂而言, 无论是煤气或者空气换热器, 均会出现一定程度的损坏情况。例如, 空气换热器首排的导气管被封死, 或者煤气换热器腐蚀老化而导致煤气发生泄漏, 若无备件准备, 则必须将其甩掉, 无法对煤气进行预热, 此情况直接导致煤气的不充分燃烧, 并导致能耗的上升, 影响加热炉生产的节能性。

2.1.4炉头及炉墙发生冒火

不少加热炉各侧墙的密封程度不一致, 某侧密封较好, 而另一侧则较差, 此时若进行小规格产品的轧制时, 由于轧制的节奏相对较慢, 因而基本没有冒火现象出现, 但在进行较大规格产品的轧制过程中, 由于轧制的节奏相对较快, 因此炉压也较高, 此时密封性较差的那一侧容易冒火, 导致窜火及透红现象的发生, 对于节能降耗十分不利。

2.1.5加热炉底结渣情况严重

随着轧钢产量的不断增加, 加热炉的负荷也在随之不断提高, 再加上加热炉的炉压较难进行控制, 因此吸冷风的情况较为严重, 这将会直接导致加热炉炉底的严重结渣, 炉底结渣呈不规则浪丘形式, 并从炉头方向一直延伸至出钢滑道, 这不仅直接影响出钢的正常性, 更增加了能耗。

此外, 有些加热炉仍在使用水冷, 且水温较高, 这不仅导致炉内水管结垢, 还会将炉膛热量带走, 从而导致热耗的增加。

2.2加热炉节能措施分析

2.2.1对于加热炉煤压及热值波动问题而言, 可通过煤气稳压装置来解决, 规划过程中应考虑进行煤气柜的建设, 以便调节煤气的供需平衡性。此外, 加热炉进行燃料的使用时, 应进行单一煤气的应用, 或者调节好煤气的混合比例, 以便对煤气的热值进行稳定。除此以外, 还应增设热值仪, 以便加强对煤气热值的监控力度。进行检修时应错开对不同加热炉之间的检修时间, 以缓解煤压以及热值的波动等问题。可借助于最佳控制燃烧技术来有效减少煤压及热值波动对加热炉燃烧过程所带来的影响。

2.2.2可采用干法替代湿法, 以降低煤气的含水量, 加强对煤气的净化, 同时定期对烧嘴中的粘结物进行清理, 尽量降低出钢的温度, 以便实现待轧时间的进一步减少。此外注意对加热工艺进行进一步优化。

2.2.3将排烟温度控制在110℃以上, 并避免受到酸的腐蚀, 定期对煤气积水进行去除, 进行换热器的选择时应优先选择耐高温且防腐蚀。

2.2.4将炉内压力进行控制, 并对损坏的炉墙进行灌浆和修补, 对于炉底的结渣应定期进行清理, 并采取措施来减少加热炉的氧化烧损。

2.2.5全面实现自动化操作, 采用汽化或无水进行冷却, 并注意加强管理工作, 防止加热炉超负荷及超温下工作。

摘要：作为轧钢工业中相当重要的组成方面之一, 轧钢车间加热炉的能源消耗占车间总体能耗的60%-70%。加热炉主要用来对钢坯进行加热, 以确保钢坯出炉的温度能够达到轧钢的要求, 因此, 如何实现轧钢车间加热炉温度的自动化控制, 并实现此过程的节能降耗成为相关领域的重点问题。

关键词：轧钢,加热炉,温度,自动控制,节能对策

参考文献

[1]山巍巍.轧钢加热炉温度控制与节能[J].应用科技, 2010 (01) :192-193.

车间自动化 篇9

关键词：全自动,称重,包装码垛,PLC

哈尔滨博实自动化设备有限责任公司的产品ZBML1200型全自动称重、包装码垛机组用于聚乙烯粒料的称重、包装输送检测及码垛。

来自上游的聚乙烯成品物料输送到包装厂房后, 进入包装机的储料斗。物料在储料斗中靠自重经电子秤的分料器进入包装机, 经过对物料的全自动称重、包装, 以满袋每袋25Kg装袋。装完物料的袋子通过立袋输送机进入夹口整形、折边、缝口工序后, 经倒袋机放倒, 由弯道输送机及小斜坡输送机送入整形, 金属检测、重量复检合格后, 在过渡输送机上, 由喷墨打印机打印批号、标记, 并送入码垛单元的斜坡输送机。

斜坡输送机装料袋提升到码垛高度, 经压平整形, 按预定编组方式转位 (袋口朝里, 2-3、3-2编组, 见图1) 后, 送至缓停编组机及编组机编组。编组后的料袋被推袋机推送至缓停板上等待码垛。在推袋压袋机、分层机和升降机的协调工作下, 一层料袋被码放到托盘仓、托盘输送机自动供应的托盘上, 直至码完一垛八层为止。满垛由垛盘输送机送出, 由叉车下线入库。

1 真空及气动系统

1.1 真空系统

本全自动包装单元的真空系统是由真空泵、真空电磁阀、吸盘、过滤器、真空开关、消音器等组成。真空系统是以真空压力为动力源, 通过吸盘来吸附包装袋, 实现取袋、开袋功能。

包装单元真空系统中的真空泵为连续运转, 只要包装机开机, 真空泵即处于抽真空状态。当吸盘接触到包装袋时, 系统内开始建立真空, 当达到真空开关设定值时, 吸盘吸附着包装袋, 在伺服电机的带动下, 进行相应操作, 操作完成后, 真空阀动作, 使吸盘断开真空, 释放料袋, 吸盘在执行装置的带动下, 回复原位置, 完成一个动作循环。

1.2 气动系统

本生产线的气动系统是由气源处理装置、电磁换向阀、调速阀、气缸、消音器、气动软管以及各种快速接头等组成, 其中气源处理装置包括气水分离过滤器、减压阀 (调压阀) 和油雾器组成, 其上带有压力表。

本生产线的气动原理是:由主干线来的压缩空气中含有水分和杂质, 经气水分离过滤器后, 将水分分离出来并排出气动系统, 同时对杂质进行过滤, 得到净化后的压缩空气再经减压阀减压和稳压, 最后经电磁换向阀提供给执行元件~气缸, 通过电气系统控制电磁换向阀的阀芯的动作。从气缸排出的压缩空气经过消音器后排放到大气中, 因消音器可减小压缩空气快速排放时产生的噪音, 因此使整个气动系统的噪音降到最低程度。利用调速阀可调节压缩空气进入或流出气缸的速度, 从而可调节气缸动作的运动速度。

2 控制及操作系统

本生产线的控制系统按功能单元分为电子秤控制系统、包装机控制系统、输送段控制系统和码垛机控制系统, 这四个系统根据各自的末端信号联锁运行。

(1) 在电子秤进入自动运行后, 控制相应的执行元件伺服电机来完成粗给料、精给料动作, 并向包装控制系统发出投料信号;包装控制系统在其料袋准备好后 (指取袋、开袋等一系列动作) , 向电子秤控制系统发出允许卸料信号, 电子秤控制系统控制卸料门气缸料门打开, 将物料投入料袋中, 包装控制系统控制装好的料袋经缝口后进入输送段。用于物料称重, 显示称重结果, 循环示意图见图2所示。当物料靠重力进入电子秤重箱后, 称重传感器开始采集称重信息, 此时称重箱翻门关闭, 落料箱落料闸门完全打开, 进行粗给料, 当称重达到设定值时, 落料闸门关闭至细流口, 进行精给料, 称重达到落料闸门关闭而计量的重量尚有欠缺, 可在伺服电机的控制下, 快速将闸门打开细流口进行“补秤”, 直至达到规定的重量值, 并迅速关闭。

(2) 包装部分启动后, 将给输送段一个启动信号, 同时, 输送段控制元件给包装部分一个正常信号;如果包装控制器在自动运行过程中没有接收到输送段的正常信号, 包装部分将停止运行, 在输送段的故障排除后, 才能正常运行。

(3) 在生产线正常运行时, 当自动包装和码垛部分建立联锁时, 自动码垛控制器向自动包装控制器发出正常运行信号, 当自动码垛部分出现故障报警停止时, 自动码垛部分的正常信号自动断开, 自动包装部分也相应的停止, 直到自动码垛部分正常运行为止;当自动包装和码垛部分解除联锁时, 各自都可以独立工作, 且互不影响。

(4) 本系统以可编程控制器为逻辑控制核心, 它根据现场实际情况来驱动伺服电机完成初始化及加料等动作, 同时接收电子秤传来的信息协调双秤的投料关系, 并控制超差投料;称重部分以称重控制器为控制核心, 将称重传感器检测到的模拟量信号转换成数字量信号, 进行运算比较, 并将相关数据 (如, 粗加料、细加料、补料等) 传递给可编程控制器, 同时检测可编程控制器传来的允许投料及超差投料等信号。

3 设备维护及故障处理

3.1 电机的检修

对于夹口整型电机、折边电机和立袋输送电机、推袋电机、分层电机和升降电机, 还需检查各自的控制柜内发生故障的变频器的操作面板上的故障代码, 参照变频器说明书将故障排除。对于横进小车伺服电机、转位伺服电机, 还需检查各自的控制柜内伺服驱动器操作面板上的故障代码, 参照伺服驱动器说明书将故障排除。检查制动电机的制动器部分是否有杂物, 传动系统是否缺乏润滑, 清理刹车片润滑传动系统各部件。当制动电机不能及时制动时, 可调整电动机传动皮带或链条的松紧以及制动器的气隙, 检查电机制动器控制回路的接线情况。

3.2 光电开关的检修

对射式光电开关发射器与接收器之间没有物体遮挡时, 接收器的指示灯亮, 这时如果光电开关设置成亮态动作 (LO) , 则PLC对应的输入点状态为ON;如果光电开关设置成暗态动作 (DO) , 则PLC对应的输入点状态为OFF;发射器与接收器之间有物体遮挡时, 接收器的指示灯及PLC对应输入点的状态与上述情况恰好相反。

反射板式光电开关与反射板之间没有物体遮挡时, 光电开关的指示灯亮, 这时如果光电开关设置成亮态动作 (LO) , 则PLC对应的输入点状态为ON;如果光电开关设置成暗态动作 (DO) , 则PLC对应的输入点状态为OFF;光电开关与反射板之间有物体遮挡时, 接收器的指示灯及PLC对应输入点的状态与上述情况恰好相反。

直接反射式光电开关与有效作用范围内有物体时, 其指示灯亮, 这时如果光电开关设置成亮态动作 (LO) , 则PLC对应的输入点状态为ON;如果光电开关设置成暗态动作 (DO) , 则PLC对应的输入点状态为OFF;光电开关前没有物体时, 其指示灯及PLC对应输入点的状态与上述情况恰好相反。

3.3 接近开关的检查

检查电感式接近开关检测的金属物体或感应片运动到合适位置时是否与接近开关对正, 金属物体或感应片与接近开关的距离是否适当 (正常距离应在5-8mm左右) 。检查接近开关的电源及信号线路, 连接处是否松动脱落, 信号电缆是否损坏, 紧固松动的连接处, 更换损坏的电缆。

3.4 电磁阀的检修

电磁阀的电磁阀线圈直接与PLC输出点相连, 正常情况下PLC输出点有信号输出时, 指示灯亮, 电磁线圈通电, 利用电磁力使阀芯切换, 以改变气流方向, 推动相应的气缸进行动作。

如果PLC的输入点有信号输出, 但电磁头指示灯不亮, 须检查连接电缆是否损坏, 电缆接头处是否松动脱落, 更换损坏的电缆, 紧固松动的连接处。如果电磁头指示灯点亮, 但气缸不动作, 可能是气动管路连接错误造成的, 也可能是仪表风内的碳粉等杂物进入阀体, 使阀体内部动铁芯等部件发生堵塞, 气路不能正常切换造成的, 可检查气路管路的连接, 或打开阀体清除杂物。

该生产线操作维护简便、运行稳定、生产效率高, 真正为乙烯后系统的加工做出了一定的贡献。

参考文献

[1]李春明, 毛洪海.哈博实公司全自动称重、包装码垛机组用户手册[S], 2004.4.

[2]施仁, 刘文江, 郑辑光.自动化仪表与过程控制[M].北京:电子工业出版社, 2003.3.