1. Обзор системы
Первоначальные две линии сборки двигателей завода по производству автомобильных двигателей в основном завершают сборку двигателя. Блок цилиндров двигателя с машины помещается на поддон сборочной линии с помощью электрического подъемного оборудования через дорожку качения через сборку различных рабочих станций, рабочие на каждой рабочей станции устанавливают соответствующие детали в блок цилиндров двигателя, окончательное производство линейный процесс после сборки двигателя в следующий процесс.
2.обследование системы
автомобильный двигатель; автомобильный двигатель; автомобильный двигатель
сборочная линия
монтажные работы; слесарные работы; монтажные работы; примерочные работы
цилиндрический блок; корпус цилиндра, блок
проводка; распределение; макет; расстановка дирижеров
поясная линия; конвейер; линейка продуктов
двигатель в сборе
Вся сборочная линия работает, как показано на рисунке выше. Оператор управляет электрическим краном, чтобы поднять блок цилиндров двигателя, обработанный машинной проволокой, на поддон производственной линии двигателя. Линия сборки двигателей автоматически перемещает поддон на следующую установочную станцию против часовой стрелки по направляющей и автоматически останавливается на следующей установочной станции. В этом положении оператор монтажной станции устанавливает соответствующие детали на блок цилиндров в соответствии с моделью двигателя и отправляет инструкции на сборочную линию. Лоток двигателя автоматически переносится на следующую станцию, и оператор следующей станции поочередно устанавливает соответствующие детали на двигатель, а оператор следующей станции выполняет аналогию движения двигателя при движении двигателя. На автономной станции оператор станции поднимает установленный двигатель с линии сборки двигателей с помощью электрического подъемного устройства для завершения производства двигателя.
Поворотный стол, подъемная платформа, токарный станок и другое оборудование, установленное в определенном положении на сборочной линии, может вращаться, подниматься, поворачивать двигатель и выполнять другие операции для облегчения установки оператора сзади.
3. системные требования
А) Полевые датчики должны передаваться в систему управления сборочной линии по сети связи через выделенный модуль сбора с высоким уровнем IP.
B) На каждой станции устанавливается один рабочий блок, и оператор управляет вращением, поворотом и подъемом поддона двигателя с помощью кнопок на рабочем блоке, чтобы завершить сборку частей двигателя.
C) Каждый двигатель, требующий положительного и отрицательного вращения, должен быть оснащен переключающим контактором положительного и отрицательного направления с механическим блокирующим устройством и защитным выключателем двигателя со вспомогательными контактами для каждого двигателя.
Г) Напряжение питания всех контуров управления должно быть 24В для обеспечения безопасности персонала на производственной линии.
E) на главном пульте управления можно отобразить движения каждого двигателя станции и пневматического компонента. При возникновении сбоя соответствующая оперативная информация отображается на главной консоли и через программу загрузки сбоя непосредственно в программу управления ПЛК для диагностики сбоя.
4. конфигурация системы и реализация функций
В соответствии с требованиями системного управления в качестве основного контроллера всей сборочной линии используются контроллеры серии PLC-300 немецкой компании Siemens, а в качестве системы сбора данных используется система удаленного ввода-вывода ET200M, разработанная специально для полевых операций. управляющего сигнала блока полевых операций, а в качестве сигнала полевого датчика используется система ввода-вывода с высоким уровнем защиты IP ET200eco. Система сбора использует программное обеспечение WinCC человеко-машинный интерфейс и промышленный блок управления для создания станции мониторинга работы системы.
Сборочная линия автомобильного двигателя имеет следующие характеристики:
1) контрольные участки многочисленны, контрольные сигналы рассеяны.
Поскольку двигатель должен пройти сотни процессов от обработки цилиндра до сборки, устанавливаются сотни деталей. По крайней мере, один оператор в каждом процессе устанавливает соответствующие детали, и создается отдельный сайт для приема управляющих указаний оператора. Управляющий сигнал каждой станции относительно мал, а средний блок управления имеет около 10-20 входных и выходных сигналов.
Ввиду вышеизложенной ситуации, если каждый сигнал на месте подключен к системе управления, расположенной в главном шкафу управления, и вся производственная линия управляется общим централизованным распределенным режимом управления, стоимость прокладки кабеля слишком высока для удовлетворения требования трансформации. Поэтому принята распределенная система управления шиной, предложенная Siemens, а модуль управления полевым вводом-выводом ET200M расположен рядом. Собранный сигнал передается на ЦП через шину PROFIBUS для осуществления управления, что экономит прокладку кабеля управления и снижает затраты.
В модуле удаленного ввода-вывода ET200M используется модуль управления вводом-выводом UniMAT серии UN 300, который не только снижает затраты, но и реализует соответствующие функции.
2) сигналы датчиков на месте требуют доступа к системе ввода-вывода с высоким уровнем защиты IP.
Оптоэлектронный сигнал переключения, установленный на производственной линии, использует систему ввода-вывода с высоким IP ET200eco из-за большого расстояния от блока управления доступом. Уровень защиты ET200eco — IP67, что позволяет устанавливать его непосредственно на производственной линии без установки электрических шкафов. Оптические и электрические сигналы на месте напрямую подключаются к ET200eco и передаются на ЦП через коммуникационную сеть PROFIBUS, что избавляет от необходимости прокладывать кабели и снижает затраты на проектирование.
3) все контрольные точки можно разделить на четыре категории, содержание управления той же категории в основном одинаковое.
Лоток двигателя, как правило, на производственной линии для выполнения четырех основных действий остановки, вращения, подъема, переворота, программа управления должна автоматически выполнять каждое из вышеуказанных действий, и в процессе выполнения вышеуказанных действий оператор может вмешиваться в выполнение действия в любое время.
Останов: двигатель автоматически останавливается каждый раз, когда он достигает сборочной станции, и автоматически отключается, когда оператор отдает инструкции по освобождению после сборки. Текущая работа двигателя не может влиять на работу других двигателей.
Вращение: В сборочной линии имеется специальное оборудование для поворота поддона двигателя - поворотная платформа, при которой двигатель автоматически останавливается при прохождении через поворотную платформу, поворотная платформа поднимается, поворачивается на 90 градусов или 180 градусов, поворотная платформа опускается, двигатель освобождается.
Подъем: В четырех углах сборочной линии есть специальные подъемные платформы. Лоток поднимается, когда двигатель проходит через подъемную платформу, а затем ролик, расположенный на подъемной платформе, переносит лоток на следующую линию.
Перевернуть: Иногда для установки деталей в нижней части блока цилиндров требуется перевернуть двигатель на 90 или 180 градусов для установки. Когда поддон двигателя проходит через токарный станок, поддон автоматически поднимается с производственной линии, рука токарного станка опускается, двигатель зажимается и затем поднимается на определенную высоту, поворачиваясь на 90-180 градусов вниз к поддону.
4) Требовать, чтобы двигатель выполнял движение как можно автоматически в процессе транспортировки с минимальным вмешательством оператора, чтобы свести к минимуму интенсивность работы оператора.
Когда поддон двигателя движется к рабочей станции, он автоматически завершает работу рабочей станции, затем останавливается, ожидая указаний оператора, оператор завершает сборку, нужно только нажать кнопку или нажать на переключатель, чтобы завершить текущий выпуск двигателя, следующая сборка двигателя, чтобы свести к минимуму объем помощи. Интенсивность работы оператора.
5) каждый двигатель должен управляться контактором постоянного тока 24 В для обеспечения безопасности работы.
Из-за большого количества оборудования на сборочной линии, когда происходит короткое замыкание, это может серьезно повлиять на работу другого оборудования, поэтому все управляющие сигналы на производственной линии питаются от постоянного тока 24В для обеспечения безопасности различных оборудования на сборочной линии.
6) Каждая сборочная линия оснащена промышленным компьютером для отображения работы всего оборудования на текущей линии. Когда оборудование выходит из строя, это может быть отображено очень интуитивно понятным способом и может перейти непосредственно к соответствующему положению управления в программе ПЛК, чтобы облегчить поиск неисправности.
На каждой сборочной линии установлен промышленный управляющий компьютер.
Анализ эффекта четырех применений
Оригинальной системой управления сборочной линии двигателей является система управления Siemens S5. Интенсивность отказов сборочной линии двигателя постепенно увеличивается со временем использования более десяти лет, а замена запасных частей затруднена. После преобразования в комбинированную систему управления Siemens S7 CPU + UNIMAT частота отказов, очевидно, снижается, а затраты снижаются. После использования в течение одного года ни одно электрическое оборудование не выходит из строя, а скорость работы оборудования повышается для обеспечения стабильной работы производства.
