PROFIBUS-DP网络总线用于轿车座椅装配线

PROFIBUS-DP网络总线用于轿车座椅装配线 PROFIBUS-DP网络总线用于轿车座椅装 配线 ?自动化技术与应用》2007年第26卷第3期现场总线与网络 FieldBusandNetworks PROFIBUS.DP网络总线用于轿车座椅装配线 尘学超 (深圳市商巨自动化有限公司,广东深圳518057) 摘要:本文以分布式I/O控制系统为模型介绍基于PROFIBUS/DP网络通讯的控制系统架构,阐述了PROFIBUS/ DP控制系统的软,硬件 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 思想及在轿车座椅装配线的具体应用. 关键词:PROFIBUS/DP网络;轿车座椅装配线;变频器;工业以太网 中图分类号:TP336文献标识码:B文章编号:1003-7241(2007)03—0018—03 PROFIBUS-DPBasedSaloon-CarAssemblyLine CHENXue-chao (ShenzhenSUNCOAutomationCO.LTD,Shenzhen518057,China) Abstract:ThispaperintroducestheframeworkofthePROFIBUS/DPnetworkedcontrolsyst embasedonthedistributedI/Omode1. Thesoftwareandhardwaredesignarealsooutlined.Anapplicationexampleofthesysteminth esaloon—carseat assemblylineisgiven. Keywords:PROFIBUS/DPnetwork;saloon—carseat;assemblyline;inverterethemet 1引言 随着我国轿车工业的快速发展,相关装配工艺的 改进和设备更新也随之加快上海通用东岳汽车厂正是 这一趋势的真实写照.该公司为了实现产能的翻番, 对生产工艺进行了大规模改造.其中汽车座椅装配方 法的改进,是其众多工艺改进之一.改造后的目标是 60P/H. 根据工艺要求,我们依照机械部第四设计院的总体 规划,设计制造了该座椅装配线. 2系统构成 1座椅线控制共分六部分:汽车卸座椅区域(1)中间输 送区域(2)中间输送区域(3)安装后座椅及前左座椅区域(4) 安装前右前座椅区域(5)装空托盘区域(6)a汽车卸座椅区 域(1),主要设备:液压举升机1台,连续提升机1台,及输 送线; 工作流程为:卸下层,卸上层.汽车卸座椅的动作信 号由座椅输送线给出,并同步动作. 收稿日期:2006-09—13 汽车上层和下层座椅分别为16套,先卸载下层,下 层卸载完成,再卸载上层. b.中间输送区域(2),主要设备:往复双层升降机1 台,剪式气动升降机1台及输送线.往复升降机上层送 座椅,下层送空托盘.并采取优先到达的托盘优先输送 c.中间输送区域(3),主要设备:剪式气动升降机1台 及输送线,主要负责输送座椅. d.安装后座椅及前左座椅区域(4),主要设备:往复升 降机1台,移载机1台,及输送线.首先在ST17处停留等 待,后座椅取出后,踩脚踏开关后才放行,当运行至CVl8 滚筒线上时,由移载机先取走前左座椅放置于输送皮带 上,托盘连同前右座椅继续运行至提升机上.直达区域5. :往复提升机1 e.安装前右前座椅区域(5),主要设备 台,移载机1台,及输送线往复提升机将前右座椅提升至 上位时,移载机拾取前右座椅后,首先在空中旋转180度, 然后移行放至皮带输送线上.往复提升机下降至中位 后,将空托盘送至返回线上. f.装空托盘区域(6).主要设备:连续提升机1台,及 输送线;堆板机1台. 空托盘返回至;堆板机时,将自动堆放4块托盘,然 现场总线与网络 FieldBusandNetworks 《自动化技术与应用》2007年第26卷第3期 后由连续提升机送至汽车下层. 卸上层时可以同时装空板,卸下层时则不能装空板, 托盘停在CT38上等待. 各个装置可分别手动操作,输送线分为点动和连续. 各个区域可独立自动起动,也可全体联动. 3控制系统构成 如图i所示,该系统是一个PROFIBUS-DP现场总 线的三层网络体系,PROFIBUS-DP是符合EN50170第 2卷,一种开放的,公共的网络系统.PROFIBUS 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 传 输协义,即分布式远程I/O.从物理上讲,PR0FIBUS—DP 是一种双绞屏蔽线的电气网络或由光缆构成的光纤网 络.其DP传输,能够在CPU和分布式I/0之间进行讯 速的,循环的数据交换. 系统底层是由SIEMENSET200S远程I/O从站构成, 负责采集状态信号和驱动相关设备. 中间层由SIEMENSS7—300CPU+TP170BHMI所 组成,负责运算,处理和控制,并在HMI上显示设备的状 态信息. 监控层:由上位计算机,通过CP343一l工业以太网卡 连接,以监测包括座椅线,轮胎线,仪表盘线及底盘线在 内的所有设备的运行状态,故障信息,网络诊断等等. 控制系统构成图(图1) 图1控制系统构成图 3软件设计 软件的编辑采用SIEMENSSTEP7一V5.3,编程语言 采用梯形图语言,用模块化编程方法. 因现场共分六个控制区,软件上分别设计了六个功 能:FC1l~FC16.DB1作为FB1和FB8的背景数据块, 用于手动控制程序.0B1中调用网络诊断功能FCl25, 作为PROFIBUS—DP网络诊断,其数据分别提供给 HMI和上位机座椅线的网络诊断表和功能块如图2a, b所示 图2a数据块诊断表 图2b程序调用 4程序算法 这里仅介绍双层往复式升降机的控制算法,其拖动 图3程序流程图 《自动化技术与应用》2007年第26卷第3期现场总线与网络 FieldBUSandNetworks 表1M440变频器参数表 '量设定筐功麓参藏曩 P0~/oo2井舔掌子控翻3 阳彻15直接麓择+ON?令'印包含oI.?令.麓择固定颤率l:3 P070215直接逢择+ON?々'印包含ON龠令.麓箨曩定颤率2]3 9垃簟确认3 PO'~4l正转3 幡Z反转3 哪%lS繁省设置3 Pl0帅I基固宝囊事3 Pl删'眈固定颤率13 PIO啦龇固定颤率23 Pl0?衄量小颤率'当PO701或P0702来选择时.3 仅P0704囊P0705ON) 阳瑚l变囊曩垃障?出反捆3 P1"72囊硇时曩投电动机的麓量3 PI240I直蠢电压控翻曩证麓,麓免犬囊量负载嚣翻袖时进3 12023|.壤上丹时闻3 PU2l23鲁麓下降时闻3 方式由SIEMENSM440变频器来驱动,参数表如下所示 (图表三).由于该升降机上升时为轻载,下降时为重载,故 上升时采用一级减速,而下降时为减少因重力加速度引 起的反向电压影响,而采取二级减速.上下呼叫搬送原则 按托盘到达位的时间优先顺序及小车停车的位置作出判 断,优先到达者优先搬送,且在每个层楼上,上层搬送座 椅下层搬送空托盘,是同时进行的.安全保护有:上下越 限,上下层搬人搬出越限,以及过流,过压,瞬时加减速等 保护,控制流程如下所示(图3). 5结论 采用PROFIBUS-DP现场总线分布式及ET200SI/O 控制系统,系统易于扩充,抗干扰能力强,适合于较大规 模控制系统,其每个站点都可设置为对CPU程序进行编 辑,监视,下载,十分方便,可靠.目前,该装配线已实际 生产,运行稳定,可在有关行业中推广应用. 作者简介:尘学超(1963一),男,工程师,研究方向:工 厂自动化. (上接第3页) 图1切换系统(14)的状态响应 从图1可以看出系统(14)渐近稳定,且 J=(0)0)=48.9263 5结束语 本文采用平均滞留时间方法,研究了一类离散切 换系统的保成本控制问题.文中的仿真实例验证了该 方法具备一定的有效性.在切换系统的稳定性研究方 面,还有很多需要深入研究,希望文中的研究能对此 有所帮助. TransAutomatControl,1998,43(4):475-482. [2】LIBERZOND,MORSEAS.Basicprobleminstability anddes~nofswitchedsystems【J】.IEEEControlSystemMa~ztne, 1999,19(5):59-70. 【3】SUNZD,GeSS.Analysisandsynthesisofswitched linearcontrolsystems【J】.Automatica,2005,41:181-195 【4]HESPANHA.J.P,MORSEAS.Stabilityofswitched systemswithaveragedwell—time[A】.Proceedingofthe38th IEEEConferenceonDecisionandControl'【C】USAArizona, Phoen/x:1999,2655-2660. 【5】ZHAIGS,HuB,YASUDAK,MichelAN.Distur— banceaRenuationpropertiesoftime——controlledswitchedsys—— tems【J】.JournaloftheFranklinInstitute,2001,338(7):765— 779. 【6]ZHAIGS,HuB,YASUDAK,MICHELAN. QualitaveAnalysisofDiscrete-TimeSwitchedSystems【A】. Proceed~oftheAmerican'ControlConference.AK:[C】2002, 1880-1885. 【7】孙希明,齐丽等.一类不确定线性系统的混杂状态反馈保 成本控制【J】.控制与决策,2005,20(4):421-425. 参考文献:一一一. …N-CKYMs.Me肿ovmnnand事网篾釜,舡砒,,从 otheranalysistoolsforswitchedandhybridsystems【J】.IEEE