自动化电镀流水生产线

自动化电镀流水生产线（共3篇）

自动化电镀流水生产线 篇1

摘要：自动化电镀生产线应用非常广泛, 其控制部分常常采用PLC控制, 用变频器对电动机进行调速。结合实际谈几点应用经验供大家参考, 包括欧姆龙PLC的位计数指令Bcnt的一个特殊用法, 电镀生产线的伺服器“Mity”的死机问题和生产线吊车移动跑位跑偏故障问题的解决, 这些经验在实际应用上有重要的参考价值。

关键词：自动化,PLC,电镀生产线,自动控制

1 概述

自动化电镀生产线在电路板、五金表面处理等领域应用非常普遍, 自动化程度也越来越高。控制上基本都采用PLC和微型计算机构成的集散控制系统控制, 控制系统也比较复杂。现将该系统在设计和使用过程中的几点应用经验写出来与大家交流。

2 位计数指令Bcnt的特殊用法

欧姆龙的C系列PLC有一个指令称为位计数指令Bcnt, 其指令形式如图1。无论是各种书籍还是欧姆龙公司的编程手册对该指令的解释都是:对从SB开始的连续N个字中的1的个数进行计数, 结果放入字D中, 一般也就照此应用。但是实际上它对标志位有影响, 并可应用其对标志位的影响来写程序, 有时应用起来十分方便。

当有多个信号之一发生就需要输出某个信号时, 这些信号之间是逻辑“或”的运算关系。一般将这些信号对应的常开触点并联来写程序, 信号点数很多时, 相应程序较长。或者将这些信号集中在某几个字中, 用比较指令CMP与0比较, 然后检查是否相等来写程序, 程序也比较长。而用位计数指令Bcnt对标志位的影响来写就十分简单, 首先将这些信号集中到连续的几个字中, 假如有25个信号已经集中在80和81两个字中, 这些信号中有任何一个发生, 就要使16.00输出一个信号, 然后用Bcnt指令写出T形图程序, 见图2。

位计数指令的结果放入目标字中, 目标字的值是否等于0会影响等于标志位, 此例中放在80到81中的25个信号中只要有任何一个或多个信号发生, 16.00就会有输出信号。如此用法, 程序简单, 实际运行, 工作正确。

3 伺服器Mity的“死机”问题

自动化电镀生产线电动机的调速都采用用变频器变频的方式实现, 多数使用市面上常见的三菱或施莱德公司的变频器, 当然也有少数使用其他的变频器。日本一家公司专门开发了一种称之为伺服器, 取名“Mity”的设备, 将变频和一些其他的功能作在一起, 其加减速更快、更平稳, 使用方便。与编码器配合使用, 运行可靠, 定位准确, 抗干扰能力更强 (电镀生产线周围由于大电流的影响, 干扰电磁场很强) , 因此目前越来越受电镀设备供应商和电镀企业欢迎。用法上按照该产品的使用说明设计控制线路, 在吊车上安装一个检测位置的定位感应器, 在各缸位安装感应片, 在机架上该吊车移动范围的最大和最小位置安装前后限位感应器, 感应器信号都送到PLC, 定位信号也要求送到伺服器。限位信号在程序中用来断开向前或向后移动输出信号。此系统在运行之前要先学习, 所谓学习是让吊车以很低的速度从最小位移动到最大位, 每移动一个缸位, 伺服器记录下吊车从前一缸位移动到该缸位之间编码器发送过来的脉冲数。吊车运行时根据脉冲数来定位, 感应器给出的感应信号作校验。由于吊车上定位感应器与向前或向后感应片之间有一定距离, 同时机架上的前或后限位感应器也需要安装在吊车移动的范围的最大和最小缸位前或后一定距离, 这个距离都在现场调整, 难免会出现定位和限位两个感应器同时感应, 或者该吊车正好处在某缸位, 定位感应器被感应, 别的吊车或金属物体感应到限位感应器。如果吊车在运行或学习时发生此种情况, 吊车会发生以最高速度反向运动, 此时伺服器不接受任何外部输入的控制信号, 只有断开电源才能停止吊车运行的现象。这种现象极易伤害到人身安全和设备。

解决的办法有:

a.在设计电路时加上在出现此两个感应器被同时感应时自动断开吊车电源的控制线路, 并加上相关保护程序。

b.小心调整限位感应器位置, 防止该现象的出现。

4 用伺服器Mity驱动吊车的吊车跑位跑偏的故障原因

在采用上述方案的控制系统中, 生产线使用几年后极少数会出现工作一段时间吊车跑位偏离定位位置的故障现象, 此时用普通电工仪表 (电笔、万用表、兆欧表) 都无法查出故障原因, 因为实际中用万用表和兆欧表检查该信号线是没有问题的。如果没有经验该故障十分难维修。分析其原因或者是编码器轴打滑或者是编码器送到伺服器的信号有错误。事实和现场检查证明编码器的轴从来没有出现打滑。只有在吊车工作时才能够检测到编码器送到伺服器的信号, 而吊车移动速度在不断变化, 编码器送到伺服器的信号的节奏也在不断变化, 同时电气控制柜周围干扰很强, 电脑显示器靠近了就会无法正常显示。因此, 用示波器能否检测编码器送到伺服器的信号没有试过, 一般也不具备此条件, 估计就是有示波器也无法用来检测此信号。在用备用编码器更换编码器无效的情况下可以更换从编码器到电气控制柜的橡胶绝缘外皮的屏蔽信号线排除故障, 即图3中矩形框部分。其原因可能是该信号线老化, 受到现场干扰, 导致送到伺服器的信号错误所致。建议使用三年就更换该信号线或出现此故障时更换该信号线。

结束语

实际工作中有很多难以预料的问题, 解决这些问题需要理论知识指导, 也需要多开展经验交流, 上文中所述内容都是实践过程中碰到的一些实际问题和解决办法, 在此与同行们交流, 还请大家多多指导。

参考文献

[1]OMRON Programmable Controllers OPERA-TION MANUAL

[2]王卫兵, 高俊山.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社, 第二版.

自动化电镀流水生产线 篇2

随着中国航空事业的快速发展和机型的多样化,以及航空技术和材料地不断更新,对航空器的维修要求也就越来越高。电镀等表面处理技术对提高飞机零部件的耐磨性、耐蚀性具有十分重要的意义。目前,我国用于航空器的电镀生产线生产方式相对比较落后,依然存在工人手工操作的情况,或者借助一些简单设备依靠人工定时取放工件。人手工操作的方式存在着效率低、劳动强度大等缺点,并且容易造成昂贵工件的人为损坏,另外工人长期在强酸强碱氰化物等恶劣环境下工作会对身体造成极大的伤害。随着现代工业技术的不断进步,急需一套自动化生产设备来取代现在的操作方式。

针对国内电镀生产线发展现状,设计了一套自动化电镀生产线系统。该系统基于PLC控制,利用带触摸屏的控制面板设置参数和工序进行操作。其融合了机械、电气、计算机、自动控制四大技术精髓,能够实现生产线上电镀时间的设置、任意工序的选择、工件的自动装卸和运输。

1 系统的工作流程及主要功能

1.1 工作流程

由于不同工件所需电镀时间不同,在所需时间较长的工件电镀期间可以进行其他工件的电镀。相应的,本系统工作流程分为放工件和取工件两种操作。放工件依次进行:工件提升臂上升,到位后输送车运行到指定槽位,提升臂下降到位工件开始工作,工作完成后提升臂上升接槽液盘弹出,输送车前进(或后退)到下一槽位进行下一到工序,工艺完成后工件放置在指定槽位进行工作自动输送车回到放工件台准备下一工艺;取工件依次进行:工件提升臂下降,到位后输送车运行到指定槽位取工件后提升臂上升,到位后接槽液盘弹出,输送车前进(或后退)到下一槽位继续工作,工艺完成后自动输送车回到放工件台准备下一工艺。

1.2 主要功能

本系统自动化程度要求较高,自动控制参数比较多,工作流程也比较复杂。主要功能如下:

1)具有自动和手动控制两种功能,并能实现二者的自由切换

2)根据电镀工艺要求完成任意槽位顺序的控制

3)接槽液盘可以有效防止不同槽液之间的相互污染以及对槽体过槽板的腐蚀

4)不同工件可实现同时工作,最大限度的利用电镀槽,大大提高生产效率

5)时刻监控工件工作情况,一旦出现异常,可准确定位故障点

6)具有紧急停车和复位功能

7)系统安全性和可靠性高

2 系统硬件设计

本自动输送系统,主要由轨道铜排供电滑触线、自动输送车(包括行走机构、工件提升机构、接槽液机构、电控柜、带触摸屏的控制面板)等部件组成,自动输送车沿固定于车间生产线槽边地面的方型轨道作双向直线移动,并配备用以实现工件升降的提升装置和防止槽液污染的接槽液装置,如图1所示。

2.1 铜排供电滑触线

自动输送车供电采用铜排滑触线三相供电。考虑到表面处理车间的生产特点,为确保用电安全,在生产线旁设置380V变24V三相交流变压器。滑触线工作在安全电压24V的状态下,自行输送车用电由配置于车上的24V变380V三相变压器升压。所有滑触线及其辅件均为阻燃材料制作,从而使设备使用的安全性得到极大保证。

导电刷安装于槽边的的不锈钢方型导轨上,从滑触线获得24V电源并送至安装在取电车上的电源插座,自动输送车的行走机构、工件提升机构及接槽液机构的用电,通过电源插座获取。为了保证导电刷和滑触线有足够的过流面积,设计中采用了由铜基石墨压铸而成的双联导电刷,过流能力达100A。一方面能够保证自动小车的导电刷在运行过程中稳定地向电控系统传输信号并可靠地给滑触线供电。另一方面铜基石墨还有润滑功能,能够保证导电刷使用耐磨、寿命长。导电刷支座为铰接式,并通过弹簧连接,保证其与线轨既有一定压力,又能伸缩自如,防止导电刷在退车时由于受力的变化而断裂。

2.2 自动输送车

自行输送车主要由行走机构、工件提升机构、接槽液机构、电控柜、带触摸屏的控制面板等部分组成。

行走机构设置动力离合装置和转向辅助轮,通过涡轮箱、链传动传递到主动轮轴上,以克服主动涡轮蜗杆传动的自锁。工件提升机构中,动力经涡轮蜗杆减速箱带动链条使工件升降,为防止因涡轮箱自锁失效造成工件下坠,调试过程中将电机更换为带机械制动的型号,从而杜绝了工件下坠事故的发生。由于是悬臂提升重物,故在机架下方放置约300公斤的配重,以确保输送车不因载重而发生倾覆。接槽液机构与工件提升机构相似。电控柜主要负责系统的供电,以及PLC和限位传感器的控制。带触摸屏的控制面板与PLC连接实现对工艺流程的选择、工艺参数的设置及相关操作。

2.3 可编程控制器PLC和触摸屏

鉴于PLC的I/O点数限制和避免槽位定位传感器与自动输送车之间布线的繁杂,槽位定位传感器安装在自动输送车上而不是槽位定位位置,这意味着所有槽位给入的限位信号共用一个输入,增加了不同槽位定位的难度,具体实现方式可通过软件编程来实现。

PLC作为本系统的控制中心,负责接受控制面板按钮和各个传感器的输入信号,经过程序处理后,发出输出信号去控制驱动电路来完成相应动作,输出其他一些信息,如检测结果显示、报警等功能。

本系统选用西门子公司生产的S7-200系列PLC·CPU 226,S7-200是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。CPU 226集成24输入/16输出共40个数字量I/O点;可连接7个扩展模块,最大扩展至248个数字量I/O点或35路模拟量I/O点;13K字节程序和数据存储空间;2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。PLC控制系统逻辑框图如图2所示。

该系统选用西门子触摸屏TP170B,用西门子组态软件Win CC Flexible对其组态,与PLC通过RS485总线进行通信。

2.4 硬件设计中的几个问题

2.4.1槽位准确定位

自动输送车为了装载大重量的工件,配重将会很大,其在槽间的定位由于惯性的作用很难准确。本系统利用变频器控制电机增加一级缓冲,即在小车的前中后三个位置分别安装限位传感器,当小车前进到位时首先感应到前面的传感器,此时利用变频器使电机减速,当感应到中间的传感器时实现制动。小车后退亦然。

2.4.2槽位限位传感器与PLC的连接

鉴于电镀生产线槽位数目较多,而PLC的I/O点数受限,如果扩展PLC的I/O点,势必将增加传感器的数目,使成本大大增加。而本系统将槽位定位传感器安装在自动输送车上,只需三个传感器即可。如果定位传感器安装在槽位定位位置,传感器与自动输送车之间的布线将相当繁杂,意味着小车将托着数十根连接线行进,当然也可以采用无线方式,但其投入必将不菲。这样的设计意味着所有槽位给入的限位信号共用一个输入,从而增加了不同槽位定位的难度,具体实现方式可通过软件编程来实现。

3 系统软件设计

3.1 系统控制方式

该系统有手动和自动两种控制方式。

一般情况下,操作面板上手自动旋钮打在自动挡,系统由触摸屏控制,按照前述工作原理进行工作。此外,为了便于调试、维修和应急情况,系统还要求能够手动控制,即通过选择控制面板上不同的按钮,来实现系统相应的动作。

3.2 软件设计思路

由于系统有两种工作方式,所以软件的设计有两个分支。对于手动工作方式,主要控制功能是通过不同按钮实现不同操作,这时软件的功能就是把按钮的输入信号直接变成输出信号,驱动相应的机构动作。对于自动工作方式,软件的功能是不断读取相应的输入信号的状态值,同时根据这些状态值结合工艺要求做出下一步的动作判断,并输出相应的信号通过驱动电路驱动机构动作。

该控制系统采用顺序控制设计方法进行设计,就是按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间的顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺流程,画出顺序功能图,再根据顺序功能图画出梯形图。

根据航空电镀工艺要求,可以在触摸屏上自行设置所需的任何工艺,这比现有的基于PLC控制的电镀生产线的固定工艺增加了灵活性与通用性,这样大大缩短了系统地设计周期,体现了真正意义上的自动控制。

系统主程序流程图如图3所示。

3.3 软件设计中的几个问题

3.3.1动作互锁

为了保证工作的顺序性,系统在软件设计上采用了前后动作互锁功能,使前后动作不能错位,并且没有前面的动作后面的动作就不能进行。

PLC中的主程序包含每次PLC扫描即按顺序执行一次的指令。对于本系统,需要以逻辑方式将主程序分为一系列操作步骤,以便反映控制进程中的步骤。

对于S7-200系列PLC,以逻辑方式将程序分为多个步骤的一种方法是使用SCR段。通过使用SCR段,可以将程序分为一个连续步骤流,没有前一步骤的完成,即使后一个步骤的条件满足程序也不会执行该步骤。这样有效的实现了动作的互锁,加强的系统的可靠性。

3.3.2槽位定位及任意槽位行进的处理

由于所有槽位给PLC的输入信号完全一样,为了区分不同槽位,本软件设置了专门的计数器,每前进一个槽位计数器加1,后退一个槽位减1,相当于给每个槽位编制了号码,计数器的值即槽号。

为了实现自动行车在任意槽间行进,需要设置两个变量A、B分别表示上一个槽位、当前槽位和下一个槽位。工件完成上一个槽的工作后,分别对上述三个变量赋值,当

A>B时,小车后退至相应槽位;当A

3.3.3故障应急处理

当遇到电气、机械故障或意外情况时软件按超时进行处理并终止当前进行的动作,然后进入手动方式进行故障处理。例如,小车、提升机构和接槽液机构的超位报警,工件的电镀超时,以及其他意外情况。

4 结束语

由于PLC具有使用灵活、性能稳定、可靠性高、成本低等优点,在工业、通信等领域的应用非常广泛。该自动输送车系统采用PLC作为系统的控制中心,实现了电镀生产线的自动控制,与之前的人工手动控制方式相比,大大提高了工作效率和可靠性,降低了工人的劳动强度和工作环境危害,并且降低了企业的生产成本。

本系统已在国内某航空电镀生产线上成功应用,基于其工作特点它的应用前景也将非常广泛,可以扩展到其它类似的生产线上,例如PCB生产行业、其他表面处理生产线以及汽车制造流水线。

参考文献

[1]李艳杰,等.S7-200 PLC原理与实用开发指南[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]李辉,等.S7-200 PLC原理与实用开发指南编程原理与工程实训[M].北京航空航天大学出版社,2008.

自动化电镀流水生产线 篇3

关键词：电镀生产线,S7-300 PLC,分布式I/O系统ET200S,PROFINET,自动控制系统

0引言

电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来,形成镀层的一种表面加工方法。根据镀层的功能分为防护性镀层,装饰性镀层及其它功能性镀层。电镀工艺广泛应用在国民生产的各个领域,如灯饰、锁具、眼镜、打火机、洁具、汽车、 摩托车配件、装饰五金、电器组件的电镀等,我国的电镀加工基地主要集中在广东的珠江三角洲地区和浙江的温州地区。目前中小电镀企业特别多,其电镀生产线自动化水平不高,手工操作的生产线占大多数,生产环境恶劣、工人劳动强度大[1,2],针对这一情况,本文根据某一小型电镀企业的需求,设计一种基于S7-300 PLC和ET200S的电镀生产线,实现电镀过程的自动化控制, 降低了工人劳动强度,改善了工人劳动环境。

1生产工艺设计

根据某企业主要进行装饰五金电镀,电镀工艺为除油、水洗、酸洗、水洗、电镀、水洗,共有26个工作槽两台行车,行车1工作范围为12个槽,主要进行除油、水洗、酸洗、水洗,行车2工作范围为16个槽,主要进行电镀、水洗,整条生产线约40m,其中水洗1和交换1槽为两台行车共同的工作范围。行车采用单钩龙门起重机,工作槽规格为长1.5m×宽1.5m×高1.2m,提升重量按300kg设计,挂具提升高度2m,行车行走速度0~30m/min,升降速度0~10m/min,行走电机1.5k W采用变频调速,升降电机3KW采用双速电机。设计完成的生产工艺流程图如图1所示。

1.1行车1工艺流程设计

行车1主要进行电镀工件的除油、水洗、酸洗、 水洗,其中除油槽6个,水洗槽2个,酸洗槽3个,交换槽1个,行车1从上料处提取工件挂具分别送至除油槽6~1,除油时间到分别从除油槽6~1提取工件挂具依次进行水洗、3次酸洗、再水洗,接着再分别从上料处提取工件挂具至除油槽6~1,从交换1处取回空挂具回上料处,行车1工艺流程设计如下:

工步1:从上料处提料至除油6;→工步2:从上料处提料至除油5;……;→工步6:从上料处提料至除油1;→工步7:除油6时间到提料依次通过水洗、酸洗、 至水洗1;→工步8:从上料处提料至除油6;→工步9: 从交换1提取空挂具至上料处;→工步10:除油5时间到提料依次通过水洗、酸洗、至水洗1;→工步11:从上料处提料至除油5;→工步12:从交换1提取空挂具至上料处;……;→工步22:除油1时间到提料依次通过水洗、酸洗、至水洗1;→工步23:从上料处提料至除油1; →工步24:从交换1提取空挂具至上料处;如此循环。

1.2行车2工艺流程设计

行车2主要进行电镀、水洗,其中电镀槽12个,水洗槽1个,交换槽1个。从水洗1处提取工件挂具分别至电镀槽12~1处,电镀时间到分别从电镀槽12~1处提取工件挂具至水洗2处,水洗完成后进行卸料。

工步1:从水洗1提料至镀槽12;→工步2:从水洗1提料至镀槽11;……;→工步12:从水洗1提料至镀槽1;→工步13:镀槽12时间到提料至水洗2;→工步14: 从水洗1提料至镀槽12;→工步15:从交换2提取空挂具至交换1;→工步16:镀槽11时间到提料至水洗2;→工步17:从水洗1提料至镀槽11;→工步18:从交换2提取空挂具至交换1;……;→工步46:镀槽1时间到提料至水洗2;→工步47:从水洗1提料至镀槽1;→工步48: 从交换2提取空挂具至交换1;如此循环。

2控制系统设计

2.1控制要求

生产线完成工件除油、水洗、酸洗、电镀等工艺, 具有自动和手动控制方式,行车行走和升降起动、停止平稳,停靠到位精确,能对除油、电镀等工序时间进行设置,具有故障报警、行车行走超程报警和保护、行车行走防撞报警和保护、行车升降超程报警和保护,能实现多种产品电镀工艺。

2.2控制系统结构设计

生产线由S7-300 PLC CPU314C-2PN/DP做主控制器,每台行车由一个ET200S远程I/O模块控制,配置IM151-3PN接口模块1个和多个I/O模块。行车行走电机由西门子G120 CU240E-2 PN变频器驱动,升降电机由ET200S的I/O模块控制,西门子KTP600 Basic color PN触摸屏用于电镀工艺参数设置、运行监控和报警显示[3]。 ET200S的I/O模块接收现场各种开关信号,通过接口模块IM151-3PN传送给CPU314C-2PN/DP,经控制程序处理后PLC输出通过ET200S的接口模块和I/O模块控制行车按规定的电镀工艺运行。CPU314C-2PN/DP通过PROFINET接口与各台行车的ET200S模块、G120变频器和KTP600触摸屏的PROFINET接口相连,进行工业以太网通信控制,设计完成的控制系统结构图如图2所示。

2.3系统I/O设计

1 )输入设计

在行车导轨一侧每个工作槽中心线对应位置处安装1个到位接近开关,用于行车行走定位控制。每台行车升降机构上安装4个接近开关,用于行车升降减速和到位控制,安装2个行程开关,用于行车升降机构上下限位控制。每台行车上分别安装1个防撞行程开关和1个行走限位开关,安装1个启动按钮、1个停止按钮和1个急停按钮。上料、水洗1、交换1、水洗2、交换2处各安装1个行程开关用于检测有无挂具。每台行走电机安装1个热继电器、升降双速电机安装2个热继电器。

2)输出设计

每台行车行走电机变频器电源控制输出点1个,每台行车升降双速电机正反转控制输出点2个,高低速控制输出点2个,每台行车声光报警输出点1个。

2.4主控单元设计

主控单元采用S7-300 PLC CPU314C-2PN/DP[4], 集成有1个MPI/DP接口、1个PROFINET接口、DI24 DO16和AI5/AO2。触摸屏采用KTP600 Basic color PN, 5.7'' TFT显示屏、320×240像素、256色、6个功能键、1个PROFINET接口。主控单元安装在一个电气控制箱中,PLC与触摸屏、分布式I/O ET200S、G120变频器通过PROFINET工业以太网进行通信,PLC接收来至触摸屏的系统启停控制、除油和电镀时间及其他参数设置等信号,控制系统启停和电镀工艺参数。PLC接收来至行车分布式I/O的行走定位接近开关信号,升降减速和到位接近开关信号,行走和升降限位开关、行走防撞开关信号,行车启停信号,急停开关信号,上料、水洗1、 交换1、水洗2、交换2处的挂具检测信号,电机热继电器保护信号等,进行行车行走定位、升降减速和到位控制,行车行走和升降限位控制和超行程报警保护,行车防撞控制和报警保护,电机过热报警保护,行车启停控制,急停控制,及挂具有无检测等。主控单元安装有系统自动和手动转换电路,当控制系统在调试期间和故障时,为了不影响生产切换为手动操作方式控制行车电镀作业。自动和手动操作模式通过一转换开关来实现,手动操作模式时切断PLC电源,系统通过安装在行车控制箱中的行走、升降继电接触器控制电路和操作手柄手动方式控制行车行走和升降。

2.5行车单元设计

每台行车上安装一个控制箱,控制箱内安装分布式I/O ET200S接口模块IM151-3PN,数字量输入输出模块,行车手动操作继电接触器控制电路[5,6]。每台行车上安装一个启动、停止按钮,在导轨前后两端各安装一个急停按钮和一个声光报警器。行车行走定位接近开关安装在每个工作槽中心对应的导轨上。行车升降减速、到位接近开关和上下限位行程开关安装在挂具升降垂直导轨上。在行车行走导轨的前后两端各安装一个行走限位开关,在两台行车相向的位置方向上每台行车各安装一个行走防撞开关。在上料、水洗1、交换1、水洗2、交换2槽头中心位置处各安装一个挂具检测开关。行车行走电机采用变频器驱动,升降电机采用双速电机。安装在导轨上和行车上的各开关信号经分布式I/O ET200S模块通过PROFINET工业以太网传送给主控制器S7-300 PLC。

2.6行车行走和升降速度控制

行车行走电机由G120变频器驱动,由PLC通过PROFINET总线向变频器发送控制字来实现电机启停和速度控制。为确保行车行走运行平稳、晃动小,停车定位准确,本系统采用高、中、低三段速进行行车行走速度控制,当目标位置与当前位置相距2个以上槽时, 行走电机高速运行;当目标位置与当前位置相距2个槽时,行走电机中速运行;当目标位置与当前位置相距1个槽时,行走电机低速运行至目标位置处停车,行走电机三段速控制曲线如图3所示。行车升降电机采用双速电机,由ET200S的I/O模块输出并通过相应的继电接触器电路控制电机速度,当升降机构在升降减速接近开关以前时采用高速运行,当运行至升降减速接近开关处时减速为低速运行,至到位接近开关处停车,升降电机速度控制曲线如图4所示。

3控制系统PLC程序设计

系统PLC控制程序用TIA Portal V12软件进行编程,首先对CPU314C-2 PN/DP控制器、行车1的分布式I/O ET200S和变频器G120、行车2的分布式I/O ET200S和变频器G120、触摸屏KTP600进行组态[7],如图5所示。在本系统中CPU314C-2 PN/DP的IP地址设为192.168.0.1,触摸屏KTP600的IP地址设为192.168.0.2, 行车1分布式I/O ET200S、行车1变频器G120、行车2分布式I/O ET200S、行车2变频器G120的IP地址分别设为192.168.0.3~192.168.0.6。行车1变频器G120的输入输出地址为256~267,行车2变频器G120的输入输出地址为268~279[8]。

控制程序主要由主程序、行车1运行程序和行车2运行程序组成,其中主程序主要进行系统初始化操作,行车行走和升降超行程检测及报警保护,行车防撞检测及报警保护,电机过热检测及报警保护,急停检测及报警保护等,调用行车1运行程序和行车2运行程序。行车1运行程序流程图如图6所示,对行车1运行区间段的设备进行控制,主要完成除油、两次水洗、3次酸洗工艺。 行车2运行程序流程图如图7所示,对行车2运行区间段的设备进行控制,主要完成电镀、水洗工艺。在本系统中上料和卸料由手动操作上料和卸料机完成。行车行走电机的启动、停止和转速由PLC通过PROFINET总线向变频器写入相应的控制字来实现,此时需对变频器的P0700和P1000等参数进行设置,其中命令源选择参数P0700设置为6为现场总线,频率设定值来源选择参数P1000设置为6为现场总线,变频器控制字47F、C7F、 47E分别送QW256和QW268控制两台行车行走电机正转、反转和停止,频率数据送QW258和QW270控制两台行车行走电机的转速。

4结束语