CN201126538Y - 一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，包括中央控制装置、汽车工艺输送链控制装置、汽车工艺输送链系统和输出系统，其中中央控制装置通过H网络与多个汽车工艺输送链控制装置通讯连接，各个汽车工艺输送链控制装置分别控制相应的汽车工艺输送链系统，中央控制装置根据设置的生产节拍，由各汽车工艺输送链控制装置自动转换为相应速度量的模拟量值送至汽车工艺输送链的变频器，各汽车工艺输送链控制装置从变频器采集相应的模拟量值，转换为的实际生产节拍量，通过输出系统反馈至中央控制装置。优点是根据的生产节拍，统一设定控制，并且在中央控制系统显示当前的各个生产节拍以及在此节拍下的日产量，控制上简单快捷可靠，显示上直观明了。

Description

一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种是汽车及家电等行业工艺输送链速度反馈和控制系统，尤其是一种汽车及家电等行业工艺输送链的智能变频调速监视及控制系统。

背景技术

在以往的汽车生产装备车间，由于汽车日产量少，生产线自动化能度差，通常装配工艺链采用低速恒速运行或间歇式运行；但随着汽车行业在我国的迅猛发展，汽车生产的自动化程度越来越高，产量越来越大，以前低速或间歇运行的工艺输送链已不能满足现有的生产需求，特别是由以前库存化生产到如今的按单生产方式的转变，这对工艺输送链的柔性要求越来越高，也就是说，根据日产量的不同而需与之相适应的工艺生产输送链的速度；另外，车型的不同以及相同车型的不同配置，也会导致工艺输送链各个装配工位的工作量的变化，这也需之相适应的工艺生产输送链的速度。

简单的变频调速(电位器模拟量调速)虽然在某种程度上能基本达到要求，尽管其操作简单，但感官性差，可靠性及精度不高；特别是生产车间的中控系统(生产车间中央监视和控制系统)安顿、防错、及ERP系统的应用，简单的变频调速(电位器模拟量调速)就显得很不合拍，根据日产量或工位工作量确定好节拍后，传统的变频调速则需人工的算出各工艺链应有的运行速度后人工调节，工作量大且繁琐，而且容易出错。

在上述要求下，便需各个工艺输送链的节拍(速度)能在中控系统下通过网络(H、CONRTOL LINK、ETHERNET等)统一控制，同时要求各个工艺链的当前速度值通过网络送至中控系统集中显示，由中控系统或安顿系统可清楚的显示在此工艺节拍下的日产能力。

发明内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，包括中央控制装置、汽车工艺输送链控制装置、汽车工艺输送链系统和输出系统，其中中央控制装置通过H网络与多个汽车工艺输送链控制装置通讯连接，各个汽车工艺输送链控制装置分别控制相应的汽车工艺输送链系统，中央控制装置根据设置的生产节拍，由各汽车工艺输送链控制装置自动转换为相应速度量的模拟量值送至汽车工艺输送链的变频器，同时，各汽车工艺输送链控制装置从变频器采集相应的模拟量值，转换为的实际生产节拍量，通过输出系统反馈至中央控制装置。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中汽车工艺输送链系统包括PBS存储区系统，内饰线系统，底盘线系统，终端线系统，发动机线系统，仪表线系统，车门线系统。

本实用新型汽车行业车门工艺链条速度的反馈及控制系统，其中汽车车门工艺输送系统包括车门上件升降机，摩擦输送线，工艺输送链CPC链条输送机、车门下件升降机及多个检测单元。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中还包括上位机，该上位机与中央控制装置连接，将输入的指令传送给中央控制器，并显示各个汽车工艺输送链反馈的信息。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中汽车工艺输送链控制装置包括可编程逻辑控制器，简称PLC，输入输出模块，总线模块，数模转换模块，模数转换模块，基于PROFIBUS现场总线的网络模块以及其上连接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关、行程开关。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中汽车工艺输送链控制装置PLC是三菱Q02H CPU，总线模块是QJ71PB92D，数模转换模块是Q68DAV，模数转换模块是Q68ADV和基于PROFIBUS现场总线。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中输出系统基于汽车工艺输送链控制装置、组态软件，显示各生产设备的运行状态、运行参数、自动故障报警，纪录故障点和调出相关的控制程序显示装置。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中在汽车工艺输送链各个工位处设有求援和紧急停止触发装置。

本汽车行业工艺链条速度的反馈及控制的应用在上述的要求下便应运而生，本应用可由中央控制装置接收上位机输入的生产要求节拍后，通过H网络送至各个工艺输送链控制系统，由各输送链的控制系统自动转换为相应速度量的模拟量值送至工艺链的变频器；同时，各工艺输送链控制系统从变频器采集相应的模拟量值，转换为的实际生产节拍量，显示于控制系统的HMI上，并通过H网络送至上位机，从而在上位机中可清楚的显示此工艺节拍下的日产能力。

本实用新型的优点：控制系统通过数模转换模块Q68DAV，将速度控制量转换为相应的模拟量输入到三菱E540变频器的模拟量控制端口，不同的数字量对应不同的模拟量值，从而输出不同的速度值；同样，控制系统通过模数转换模块Q68ADV将从变频器采集的模拟量转换为相应的数字量，不同的模拟量对应不同的数字量。这样的控制与传统的电位器控制相比的优点是，控制系统一旦建立好数字量与模拟量即速度量的关系后，变频器的速度控制就会异常的简单方便，可在人机界面HMI上直接输入所需的速度值、显示当前的速度值，同时速度控制与显示还可以通过H网络与中央控制系统直接相连。

尤其是通过中央控制系统统一控制各个工艺链的速度时，由于数模控制模块的速度控制的精度比较高，这样便可以保证各个工艺链的速度合拍、线体运行流畅，尤其是CPC入口变频器可根据CPC的当前链速而调整搬入速度，使搬入平缓。

综上说述，使用本控制系统，不但可提高线体速度的控制精度，更能提高本线体和整个车间机运控制的柔性。

附图说明

图1是本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统网络架构示意图；

图2是本实用新型汽车车门工艺输送链控制系统的现场平面图；

图3是本实用新型汽车车门线的控制结构示意图；

图4是车门工艺链速度智能控制与显示控制示意图；

图5是工艺链速度智能控制与显示控制框图。

图中的1是上位机，2是中央控制系统PLC，3是PBS存储区控制系统，4是内饰线控制系统，5是底盘线控制系统，6是终端线控制系统，7是发动机线控制系统，8是仪表线控制系统，9是车门线控制系统，10是以太网络，11是H网络，12是车门上件处，13是车门搬送存储段，14是车门工艺CPC链，15是车门下件搬送存储段，16是车门下件处，17是空吊具返回搬送存储段，18是车门控制系统触摸显示屏，19是Profibus现场总线，20是现场总线模块IP20，21是现场总线模块IP67，22是警报器，23是指示灯，24是摩擦驱动电机，25是光电传感器，26是电磁阀，27是接近开关，28是行程开关，29是操作旋钮，30是操作按钮，31是空气开关，32是变频器，33是交流接触器，34是工艺链驱动电机，35是数模转换模块，36是模数转换模块。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型汽车总装车间机运控制系统网络架构示意图。如图所示，本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，包括中央控制装置2、汽车工艺输送链控制装置、汽车工艺输送链系统和输出系统，汽车工艺输送链控制装置包括PBS存储区系统控制装置3，内饰线系统控制装置4，底盘线系统控制装置5，终端线系统控制装置6，发动机线系统控制装置7，仪表线系统控制装置8，车门线系统控制装置9。汽车工艺输送链系统包括PBS存储区系统，内饰线系统，底盘线系统，终端线系统，发动机线系统，仪表线系统，车门线系统，除车门线系统由图2示出外，其他系统未在图中示出。中央控制装置2通过H网络11与多个汽车工艺输送链控制装置3-9通讯连接，各个汽车工艺输送链控制装置3-9分别控制相应的汽车工艺输送链系统，中央控制装置3-9根据设置的生产节拍，由各汽车工艺输送链控制装置自动转换为相应速度量的模拟量值送至汽车工艺输送链的变频器，同时，各汽车工艺输送链控制装置3-9从变频器采集相应的模拟量值，转换为的实际生产节拍量，通过输出系统反馈至中央控制装置2。中央控制装置2与一个上位机1通过以太网络10连接，由上位机1输入的指令传送给中央控制器2，并显示各个汽车工艺输送链反馈的信息。

本实用新型以汽车车门工艺输送链为例说明各个汽车工艺链条速度的反馈及控制，图2本实用新型汽车车门工艺输送链控制系统的现场平面图，其中汽车车门工艺输送系统包括车门上件升降机的上件处12，车门搬送存储段13，车门工艺CPC链14，车门下件搬送存储段15，车门下件处16，空吊具返回搬送存储段17，车门由上件升降机处12进入车门输送摩擦驱动线，平缓的输送至工艺链14，当工艺吊具进入车门工艺输送链控制区域时，由入口摩擦驱动将其匀速的移载到工艺链入口，在入口停止器ST处等待(其中入口摩擦驱动FRC亦为变频调速摩擦驱动，其搬入速将随着主线的速度的变化而变化，从而确保吊具搬入的平稳)，待其打开可传感器被触发后，入口停止器ST打开，工艺吊具高速搬入，待入口搬入减速传感器被触发后，入口摩擦驱动FRC开始减速并以工艺输送链相当的速度搬入，直至停止等待位传感器被触发时停止，等待工艺输送链挂钩。

工艺输送链各个工位处设有求援和紧急停止按钮，在工位作业滞后时可按下求援按钮，工艺吊具行走至定位置停止处时若求援信号仍未解除，则工艺输送链一时停止，待工位求援信号解除后自动恢复线体的运行；若按下紧急停止按钮，则工位立即停止，紧急停止信号复位后方可自动恢复运行；出口设有满位传感器，当出口满位时，工艺吊具发号器触发满位传感器时，工艺输送链一时停止，直到出口工艺吊具可搬出时自动恢复线体的运行；出口工艺吊具行至出口摩擦驱动FRC且触发FRC运行可信号时，工艺链出口摩擦驱动FRC开始运行搬出工艺吊具，由摩擦驱动输送至车门下件升降机处，搬出车门，空吊具返回至车门上件升降机处等待搬入上线车门。输出系统由PC、HMI、显示屏、打印机等构成。

图3是本实用新型汽车车门线的控制结构示意图；18是车门控制系统触摸显示屏与车门现控制系统9连接，19是Profibus现场总线，20是现场总线模块IP20和21是现场总线模块IP67连接在现场总线上，22是警报器，23是指示灯，24是摩擦驱动电机，25是光电传感器，26是电磁阀，27是接近开关，28是行程开关，29是操作旋钮，30是操作按钮。

附图4、5是本实用型控制示意图，31是空气开关，32是变频器，33是交流接触器，34是工艺链驱动电机，35是数模转换模块，36是模数转换模块分别连接在工艺链的各个位置。工艺链CPC的变频器和入口FRC变频器的速度均由数模转换模块的相应模拟量控制，使FRC的速度可根据CPC速度进行相应的变化，CPC的速度可在HMI上直接设定。Q68DAV是八通道的数模转换模块，当在PLC参数设定内设定该模块开关量为3时，便会将数字量0～4000与模拟量0～5V建立一线性关系，同时0～5V又与变频器频率0～50Hz存在线性关系，这样数字量0～4000便会对应变频器频率0～50Hz，再由电机的属性可知道某频率下的线体速度，控制系统PLC做相应的运算后，便可在触摸屏上直接输入(或由中央控制系统传入)速度或节拍值，便可得到相应的速度的模拟量。从而使本实用型控制系统不但有较高的控制精度，而且直观方便。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中输出系统基于汽车工艺输送链控制装置、组态软件，显示各生产设备的运行状态、运行参数、自动故障报警，纪录故障点和调出相关的控制程序显示装置。

本实用新型汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其中在汽车工艺输送链各个工位处设有求援和紧急停止触发装置。

如图5，在车门工艺链的控制柜的操作面板上，有一“CCR/现场”的操作旋钮，当旋钮选择现场时，该工艺链的节拍值可在该控制柜的HMI上进行设定，由相应的PLC程序运算转换为相应的速度(频率)模拟量输入到变频器的模拟量控制端口，同时，PLC可将采集的变频器的模拟量转换为当前速度的数字量显示于当前控制系统的HMI基础画面中，也可同时通过H网路显示在中央控制装置2的HMI上；当旋钮选择CCR时，即由中央控制装置2的PC统一设定当前的节拍值。正常生产期间，此旋钮旋到CCR控制档，由中央控制装置PC统一设定当前的节拍值，同时显示各个输送链的运行状态、当前速度、故障等信息。

Claims (8)

1、一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，包括中央控制装置、汽车工艺输送链控制装置、汽车工艺输送链系统和输出系统，其特征在于中央控制装置通过H网络与多个汽车工艺输送链控制装置通讯连接，各个汽车工艺输送链控制装置分别控制相应的汽车工艺输送链系统，中央控制装置根据设置的生产节拍，由各汽车工艺输送链控制装置自动转换为相应速度量的模拟量值送至汽车工艺输送链的变频器，同时，各汽车工艺输送链控制装置从变频器采集相应的模拟量值，转换为的实际生产节拍量，通过输出系统反馈至中央控制装置。

2、根据权利要求1所述的一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于汽车工艺输送链系统包括PBS存储区系统，内饰线系统，底盘线系统，终端线系统，发动机线系统，仪表线系统，车门线系统。

3、根据权利要求2所述的汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于汽车车门工艺输送系统包括车门上件升降机，摩擦输送线，工艺输送链CPC链条输送机、车门下件升降机及多个检测单元。

4、根据权利要求1所述的一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于还包括上位机，该上位机与中央控制装置连接，将输入的指令传送给中央控制器，并显示各个汽车工艺输送链反馈的信息。

5、根据权利要求1，2或4所述的一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于汽车工艺输送链控制装置包括可编程逻辑控制器，输入输出模块，总线模块，数模转换模块，模数转换模块，基于PROFIBUS现场总线的网络模块以及其上连接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关、行程开关。

6、根据权利要求5所述的一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于汽车工艺输送链控制装置PLC是三菱Q02H CPU，总线模块是QJ71PB92D，数模转换模块是Q68DAV，模数转换模块是Q68ADV和基于PROFIBUS现场总线。

7、根据权利要求1或6所述的一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于输出系统基于汽车工艺输送链控制装置、组态软件，显示各生产设备的运行状态、运行参数、自动故障报警，纪录故障点和调出相关的控制程序显示装置。

8、根据权利要求7所述的一种汽车行业工艺链条速度的反馈及控制系统，其特征在于在汽车工艺输送链各个工位处设有求援和紧急停止触发装置。

Images