羅克韋爾自動化在隨行小車技改中的應用

分類：技術教程日期：2011-10-11 00:00:00 來源：西部工控網

1 引言

在奇瑞汽車股份有限公司某總裝車間，隨行小車(隨線式加注設備)通過氣動馬達驅動和控制速度，通過加注管路上的擺動桿感應接近開關來實現隨行。在實際應用中，隨行小車的速度不可靈活地調整。為了解決此問題，我們對隨行小車的控制系統(tǒng)進行改造，實現以下功能：使用變頻器代替氣動馬達，實時調整隨行小車速度。為了保證速度參數不被隨意更改，設置密碼保護。使用超聲波開關代替隨行小車上的接近開關來檢測，隨行小車隨車身同步前行，進行整車加注，如圖1所示。

圖1 裝配線上的加注隨行小車

2 小車隨行電控原理

在改造之前，首先分析隨行小車的工作過程如圖2所示。在軌道a、c處安裝接近開關，用于檢測隨行小車的原位和到位。在軌道e、f處安裝行程開關，用于檢測隨行小車是否超過行程，并且在軌道兩末端都安裝機械檔板保護，起到安全保護作用。在軌道g處安裝接近開關，用于隨行小車返回時的減速，實現隨行小車快到原位時緩慢停止。在軌道h處安裝接近開關，用于隨行小車快到位時的報警提示。在隨行小車b上安裝超聲波開關d，實現隨行小車與車身的同步跟蹤。在隨行小車的加注頭托架上安裝加注頭原位接近開關，用于檢測加注頭是否回到原位。

圖2 隨行小車的工作過程

2.1 自動跟蹤過程

在軌道a、c處中間，當隨行小車加注頭拿起時，超聲波開關檢測是否有車身，如果有車身，隨行小車自動跟蹤車身運行。當隨行小車到達h處時，蜂鳴器通過蜂鳴提示操作人員隨行小車將要到位；當隨行小車到達c處時，隨行小車停止，并且生產線停止，直到隨行小車離開c處。

　　2.2 自動返回過程

加注完畢后，當加注頭放回原位時，按一下返回按鈕，隨行小車自動返回到a處。在向a處返回的過程中，當隨行小車到達g處時，小車減速，緩慢返回到a處停止運行。在小車返回到a處的過程中，操作者可以拿起加注頭進行加注，這時隨行小車又會自動進行跟蹤。

　　2.3 手動操作

　　在自動跟蹤和自動返回過程中，操作人員可以對隨行小車進行手動前進和手動后退操作。

3 硬件改造

隨行小車控制系統(tǒng)的plc與人機界面panelview300通過rs232線(是平行線并非交叉線)進行連接，plc與變頻器通過中間繼電器來交換信號。在人機界面中設置隨行小車的隨行速度、手動前進和返回速度，plc與人機界面進行通訊，實時讀取人機界面中設定的速度值，通過模擬量電壓輸出模塊，將數字信號轉換成電壓信號，輸出給變頻器，靈活地控制隨行小車的速度。

　　隨行小車采用rockwell公司的slc 5/05控制系統(tǒng)，其cpu帶以太網接口和rs232串口，其中以太網接口用于plc程序的下載、上傳以及監(jiān)控，rs232串口用于同人機界面panelview300進行數據交換。改造之后，控制系統(tǒng)在原有基礎上增加了以下硬件：模擬量輸出模塊(1746-no4v)、siemens公司的micromaster 440系列2.2kw變頻器、變頻電機、用于同步跟蹤的超聲波開關和接近開關，以及用于plc與變頻器交換信號的接觸器和繼電器。

西門子440變頻器接線圖參見圖3所示。端子3和端子4是變頻器的模擬信號輸入的正負端，該信號從plc系統(tǒng)的模擬量電壓輸出模塊而來，接收電壓范圍是0~10v。端子5是變頻器的運行/停止信號，端子6是變頻器的反轉信號，端子7是變頻器的故障復位信號。當端子5有信號，而端子6沒有信號時，變頻器有正轉啟動信號；當端子5和端子6都有信號時，變頻器有反轉啟動信號。使用基本操作板(bop)調試變頻器，變頻器參數設置見表1。

圖3 西門子440變頻器接線圖

表1 西門子440變頻器參數配置

4 軟件改造

rslinx軟件是rockwell公司用于可編程控制器的通訊軟件，為rockwell的cpu與其他公司的軟件產品提供通信連接。rslogix500軟件用于slc、micrologix系列控制器的組態(tài)和編程，panelbuilder32 用于人機界面panelview 系列的組態(tài)和設計。

　　4.1 增加子程序

為了維修人員方便維修，在plc程序中新增加一個子程序，如：trolley。在主程中使用jsr指令調用trolley子程序。將程序下載到plc中，再根據現場情況進行調試。由于在panelview中設置的速度的調節(jié)范圍為0~100，因此在編寫程序時要注意以下兩點：使用mul(multiply)指令時，source a為變頻器的速度設置值，范圍為0~100。 source b為一個常數，在此設置為327，輸出值為source a乘以source b，如圖4所示。

圖4 trolley子程序

為防止操作人員對速度值誤輸入造成故障，需要在程序中設置防錯保護。當設置的速度值<0時，速度值按0計算；當設置的速度值>100時，速度值按100計算。

4.2 panel builder32軟件

　　(1) 在人機界面程序中新建標記名(見表2)

表2 人機界面程序中新建標記名

(2) 在人機界面程序中新建一個畫面，取名為trolley(見圖5)

圖5 trolley畫面

　　圖5畫面中，設置了3個數字輸入框，要將這3個數字輸入框分別與表2中的標記名對應。在主啟動畫面中要調用trolley畫面。

　　(3)為畫面設置密碼保護措施：進入trolley畫面屬性頁，在屬性欄可以選擇該畫面是否需要保護，勾選最下方的secured選項即可選擇保護畫面，在operators欄里可以選擇哪個用戶被允許使用。

　　在完成組態(tài)以后，將程序文件下載到panelview300中，就可實現人機界面對隨行小車的控制。

5 結束語

　　考慮到成本，一般的隨行小車控制系統(tǒng)很少選擇人機界面功能和變頻控制功能。但是選擇這些功能后，可以對隨行小車的速度進行靈活調整，確保速度調整的安全性，提高總裝車間的柔性生產能力，降低設備故障率。