一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統的製作方法
2023-05-15 02:39:01
專利名稱：一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種是汽車及家電等行業工藝輸送鏈速度反饋和控制系 統，尤其是一種汽車及家電等行業工藝輸送鏈的智能變頻調速監視及控制系統。
技術背景在以往的汽車生產裝備車間，由於汽車日產量少，生產線自動化能度差，通常裝配工藝鏈採用低速恆速運行或間歇式運行；但隨著汽車行業在我國的迅 猛發展，汽車生產的自動化程度越來越高，產量越來越大，以前低速或間歇運 行的工藝輸送鏈已不能滿足現有的生產需求，特別是由以前庫存化生產到如今 的按單生產方式的轉變，這對工藝輸送鏈的柔性要求越來越高，也就是說，根 據日產量的不同而需與之相適應的工藝生產輸送鏈的速度；另外，車型的不同 以及相同車型的不同配置，也會導致工藝輸送鏈各個裝配工位的工作量的變化， 這也需之相適應的工藝生產輸送鏈的速度。簡單的變頻調速(電位器模擬量調速)雖然在某種程度上能基本達到要求， 儘管其操作簡單，但感官性差，可靠性及精度不高；特別是生產車間的中控系 統(生產車間中央監視和控制系統)安頓、防錯、及ERP系統的應用，簡單的 變頻調速(電位器模擬量調速)就顯得很不合拍，根據日產量或工位工作量確 定好節拍後，傳統的變頻調速則需人工的算出各工藝鏈應有的運行速度後人工 調節，工作量大且繁瑣，而且容易出錯。在上述要求下，便需各個工藝輸送鏈的節拍(速度)能在中控系統下通過 網絡(H、 CONRTOLLINK、 ETHERNET等)統一控制，同時要求各個工藝鏈 的當前速度值通過網絡送至中控系統集中顯示，由中控系統或安頓系統可清楚 的顯示在此工藝節拍下的日產能力。 發明內容本實用新型為解決上述問題，提供一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控 制系統。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，包括中央控制裝置、 汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統和輸出系統，其中中央控制裝 置通過H網絡與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置通訊連接，各個汽車工藝輸送鏈 控制裝置分別控制相應的汽車工藝輸送鏈系統，中央控制裝置根據設置的生產 節拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉換為相應速度量的模擬量值送至汽 車工藝輸送鏈的變頻器，同時，各汽車工藝輸送鏈控制裝置從變頻器採集相應 的模擬量值，轉換為的實際生產節拍量，通過輸出系統反饋至中央控制裝置。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中汽車工藝輸送 鏈系統包括PBS存儲區系統，內飾線系統，底盤線系統，終端線系統，發動機 線系統，儀表線系統，車門線系統。本實用新型汽車行業車門工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中汽車車門工藝輸送系統包括車門上件升降機，摩擦輸送線，工藝輸送鏈CPC鏈條輸送機、車門下件升降機及多個檢測單元。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中還包括上位機， 該上位機與中央控制裝置連接，將輸入的指令傳送給中央控制器，並顯示各個 汽車工藝輸送鏈反饋的信息。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中汽車工藝輸送鏈控制裝置包括可編程邏輯控制器，簡稱PLC，輸入輸出模塊，總線模塊，數 模轉換模塊，模數轉換模塊，基於PROFIBUS現場總線的網絡模塊以及其上連 接的輸入設備有按鈕、急停開關、接近開關、光電開關、行程開關。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中汽車工藝輸送 鏈控制裝置PLC是三菱Q02H CPU，總線模塊是QJ71PB92D，數模轉換模塊是 Q68DAV，模數轉換模塊是Q68ADV和基於PROFIBUS現場總線。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中輸出系統基於 汽車工藝輸送鏈控制裝置、組態軟體，顯示各生產設備的運行狀態、運行參數、 自動故障報警，紀錄故障點和調出相關的控制程序顯示裝置。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中在汽車工藝輸 送鏈各個工位處設有求援和緊急停止觸發裝置。本汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制的應用在上述的要求下便應運而 生，本應用可由中央控制裝置接收上位機輸入的生產要求節拍後，通過H網絡送至各個工藝輸送鏈控制系統，由各輸送鏈的控制系統自動轉換為相應速度量 的模擬量值送至工藝鏈的變頻器；同時，各工藝輸送鏈控制系統從變頻器採集 相應的模擬量值，轉換為的實際生產節拍量，顯示於控制系統的HMI上，並通 過H網絡送至上位機，從而在上位機中可清楚的顯示此工藝節拍下的日產能力。本實用新型的優點控制系統通過數模轉換模塊Q68DAV，將速度控制量 轉換為相應的模擬量輸入到三菱E540變頻器的模擬量控制埠，不同的數字量 對應不同的模擬量值，從而輸出不同的速度值；同樣，控制系統通過模數轉換 模塊Q68ADV將從變頻器採集的模擬量轉換為相應的數字量，不同的模擬量對 應不同的數字量。這樣的控制與傳統的電位器控制相比的優點是，控制系統一 旦建立好數字量與模擬量即速度量的關係後，變頻器的速度控制就會異常的簡 單方便，可在人機界面HMI上直接輸入所需的速度值、顯示當前的速度值，同 時速度控制與顯示還可以通過H網絡與中央控制系統直接相連。尤其是通過中央控制系統統一控制各個工藝鏈的速度時，由於數模控制模 塊的速度控制的精度比較高，這樣便可以保證各個工藝鏈的速度合拍、線體運 行流暢，尤其是CPC入口變頻器可根據CPC的當前鏈速而調整搬入速度，使搬 入平緩。綜上說述，使用本控制系統，不但可提高線體速度的控制精度，更能提高 本線體和整個車間機運控制的柔性。
圖1是本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統網絡架構示意圖；圖2是本實用新型汽車車門工藝輸送鏈控制系統的現場平面圖； 圖3是本實用新型汽車車門線的控制結構示意圖； 圖4是車門工藝鏈速度智能控制與顯示控制示意圖； 圖5是工藝鏈速度智能控制與顯示控制框圖。圖中的l是上位機，2是中央控制系統PLC， 3是PBS存儲區控制系統，4 是內飾線控制系統，5是底盤線控制系統，6是終端線控制系統，7是發動機線 控制系統，8是儀表線控制系統，9是車門線控制系統，IO是乙太網絡，11是H 網絡，12是車門上件處，13是車門搬送存儲段，14是車門工藝CPC鏈，15是 車門下件搬送存儲段，16是車門下件處，17是空吊具返回搬送存儲段，18是車 門控制系統觸摸顯示屏，19是Profibus現場總線，20是現場總線模塊IP20， 21 是現場總線模塊IP67， 22是警報器，23是指示燈，24是摩擦驅動電機，25是 光電傳感器，26是電磁閥，27是接近開關，28是行程開關，29是操作旋鈕， 30是操作按鈕，31是空氣開關，32是變頻器，33是交流接觸器，34是工藝鏈 驅動電機，35是數模轉換模塊，36是模數轉換模塊。
具體實施方式
如圖1所示，是本實用新型汽車總裝車間機運控制系統網絡架構示意圖。 如圖所示，本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，包括中央控 制裝置2、汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統和輸出系統，汽車工 藝輸送鏈控制裝置包括PBS存儲區系統控制裝置3，內飾線系統控制裝置4，底 盤線系統控制裝置5，終端線系統控制裝置6，發動機線系統控制裝置7，儀表 線系統控制裝置8，車門線系統控制裝置9。汽車工藝輸送鏈系統包括PBS存儲 區系統，內飾線系統，底盤線系統，終端線系統，發動機線系統，儀表線系統， 車門線系統，除車門線系統由圖2示出外，其他系統未在圖中示出。中央控制 裝置2通過H網絡11與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置3—9通訊連接，各個汽 車工藝輸送鏈控制裝置3—9分別控制相應的汽車工藝輸送鏈系統，中央控制裝 置3—9根據設置的生產節拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉換為相應速 度量的模擬量值送至汽車工藝輸送鏈的變頻器，同時，各汽車工藝輸送鏈控制 裝置3—9從變頻器採集相應的模擬量值，轉換為的實際生產節拍量，通過輸出 系統反饋至中央控制裝置2。中央控制裝置2與一個上位機1通過乙太網絡10 連接，由上位機1輸入的指令傳送給中央控制器2，並顯示各個汽車工藝輸送鏈 反饋的信息。本實用新型以汽車車門工藝輸送鏈為例說明各個汽車工藝鏈條速度的反饋 及控制，圖2本實用新型汽車車門工藝輸送鏈控制系統的現場平面圖，其中汽 車車門工藝輸送系統包括車門上件升降機的上件處12，車門搬送存儲段13，車 門工藝CPC鏈14，車門下件搬送存儲段15，車門下件處16，空吊具返回搬送 存儲段17，車門由上件升降機處12進入車門輸送摩擦驅動線，平緩的輸送至工 藝鏈14，當工藝吊具進入車門工藝輸送鏈控制區域時，由入口摩擦驅動將其勻速的移載到工藝鏈入口，在入口停止器ST處等待(其中入口摩擦驅動FRC亦 為變頻調速摩擦驅動，其搬入速將隨著主線的速度的變化而變化，從而確保吊 具搬入的平穩)，待其打開可傳感器被觸發後，入口停止器ST打開，工藝吊具 高速搬入，待入口搬入減速傳感器被觸發後，入口摩擦驅動FRC開始減速並以 工藝輸送鏈相當的速度搬入，直至停止等待位傳感器被觸發時停止，等待工藝 輸送鏈掛鈎。工藝輸送鏈各個工位處設有求援和緊急停止按鈕，在工位作業滯後時可按 下求援按鈕，工藝吊具行走至定位置停止處時若求援信號仍未解除，則工藝輸 送鏈一時停止，待工位求援信號解除後自動恢復線體的運行；若按下緊急停止 按鈕，則工位立即停止，緊急停止信號復位後方可自動恢復運行；出口設有滿 位傳感器，當出口滿位時，工藝吊具發號器觸發滿位傳感器時，工藝輸送鏈一 時停止，直到出口工藝吊具可搬出時自動恢復線體的運行；出口工藝吊具行至 出口摩擦驅動FRC且觸發FRC運行可信號時，工藝鏈出口摩擦驅動FRC開始 運行搬出工藝吊具，由摩擦驅動輸送至車門下件升降機處，搬出車門，空吊具 返回至車門上件升降機處等待搬入上線車門。輸出系統由PC 、 HMI、顯示屏、 印表機等構成。圖3是本實用新型汽車車門線的控制結構示意圖；18是車門控制系統觸摸 顯示屏與車門現控制系統9連接，19是Profibus現場總線，20是現場總線模塊 IP20和21是現場總線模塊IP67連接在現場總線上，22是警報器，23是指示燈， 24是摩擦驅動電機，25是光電傳感器，26是電磁閥，27是接近開關，28是行 程開關，29是操作旋鈕，30是操作按鈕。附圖4、 5是本實用型控制示意圖，31是空氣開關，32是變頻器，33是交 流接觸器，34是工藝鏈驅動電機，35是數模轉換模塊，36是模數轉換模塊分別 連接在工藝鏈的各個位置。工藝鏈CPC的變頻器和入口 FRC變頻器的速度均由 數模轉換模塊的相應模擬量控制，使FRC的速度可根據CPC速度進行相應的變 化，CPC的速度可在HMI上直接設定。Q68DAV是八通道的數模轉換模塊，當 在PLC參數設定內設定該模塊開關量為3時，便會將數字量0~4000與模擬量 0 5V建立一線性關係，同時0 5V又與變頻器頻率0 50Hz存在線性關係，這 樣數字量0~4000便會對應變頻器頻率0 50Hz，再由電機的屬性可知道某頻率 下的線體速度，控制系統PLC做相應的運算後，便可在觸控螢幕上直接輸入(或 由中央控制系統傳入)速度或節拍值，便可得到相應的速度的模擬量。從而使 本實用型控制系統不但有較高的控制精度，而且直觀方便。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中輸出系統基於 汽車工藝輸送鏈控制裝置、組態軟體，顯示各生產設備的運行狀態、運行參數、 自動故障報警，紀錄故障點和調出相關的控制程序顯示裝置。本實用新型汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其中在汽車工藝輸 送鏈各個工位處設有求援和緊急停止觸發裝置。如圖5，在車門工藝鏈的控制櫃的操作面板上，有一 "CCR/現場"的操作 旋鈕，當旋鈕選擇現場時，該工藝鏈的節拍值可在該控制櫃的HMI上進行設定，由相應的PLC程序運算轉換為相應的速度(頻率)模擬量輸入到變頻器的模擬量控制埠，同時，PLC可將採集的變頻器的模擬量轉換為當前速度的數字量 顯示於當前控制系統的HMI基礎畫面中，也可同時通過H網路顯示在中央控制 裝置2的HMI上；當旋鈕選擇CCR時，即由中央控制裝置2的PC統一設定 當前的節拍值。正常生產期間，此旋鈕旋到CCR控制檔，由中央控制裝置PC 統一設定當前的節拍值，同時顯示各個輸送鏈的運行狀態、當前速度、故障等{曰息。
權利要求1、一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，包括中央控制裝置、汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統和輸出系統，其特徵在於中央控制裝置通過H網絡與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置通訊連接，各個汽車工藝輸送鏈控制裝置分別控制相應的汽車工藝輸送鏈系統，中央控制裝置根據設置的生產節拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉換為相應速度量的模擬量值送至汽車工藝輸送鏈的變頻器，同時，各汽車工藝輸送鏈控制裝置從變頻器採集相應的模擬量值，轉換為的實際生產節拍量，通過輸出系統反饋至中央控制裝置。
2、 根據權利要求1所述的一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統， 其特徵在於汽車工藝輸送鏈系統包括PBS存儲區系統，內飾線系統，底盤線系 統，終端線系統，發動機線系統，儀表線系統，車門線系統。
3、 根據權利要求2所述的汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，其特 徵在於汽車車門工藝輸送系統包括車門上件升降機，摩擦輸送線，工藝輸送鏈 CPC鏈條輸送機、車門下件升降機及多個檢測單元。
4、 根據權利要求1所述的一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統， 其特徵在於還包括上位機，該上位機與中央控制裝置連接，將輸入的指令傳送 給中央控制器，並顯示各個汽車工藝輸送鏈反饋的信息。
5、 根據權利要求1， 2或4所述的一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控 制系統，其特徵在於汽車工藝輸送鏈控制裝置包括可編程邏輯控制器，輸入輸 出模塊，總線模塊，數模轉換模塊，模數轉換模塊，基於PROFIBUS現場總線 的網絡模塊以及其上連接的輸入設備有按鈕、急停開關、接近開關、光電開關、 行程開關。
6、 根據權利要求5所述的一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統， 其特徵在於汽車工藝輸送鏈控制裝置PLC是三菱Q02H CPU，總線模塊是 QJ71PB92D，數模轉換模塊是Q68DAV，模數轉換模塊是Q68ADV和基於 PROFIBUS現場總線。
7、 根據權利要求1或6所述的一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系 統，其特徵在於輸出系統基於汽車工藝輸送鏈控制裝置、組態軟體，顯示各生 產設備的運行狀態、運行參數、自動故障報警，紀錄故障點和調出相關的控制 程序顯示裝置。
8、 根據權利要求7所述的一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統， 其特徵在於在汽車工藝輸送鏈各個工位處設有求援和緊急停止觸發裝置。
專利摘要一種汽車行業工藝鏈條速度的反饋及控制系統，包括中央控制裝置、汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統和輸出系統，其中中央控制裝置通過H網絡與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置通訊連接，各個汽車工藝輸送鏈控制裝置分別控制相應的汽車工藝輸送鏈系統，中央控制裝置根據設置的生產節拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉換為相應速度量的模擬量值送至汽車工藝輸送鏈的變頻器，各汽車工藝輸送鏈控制裝置從變頻器採集相應的模擬量值，轉換為的實際生產節拍量，通過輸出系統反饋至中央控制裝置。優點是根據的生產節拍，統一設定控制，並且在中央控制系統顯示當前的各個生產節拍以及在此節拍下的日產量，控制上簡單快捷可靠，顯示上直觀明了。
文檔編號G05B19/418GK201126538SQ20072013171
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者丁孟喜, 丁玉虎, 濤 袁 申請人:江蘇天奇物流系統工程股份有限公司