1、A10 | 電氣時代 2008年第 5期自動化系統工程專輯系統與方案System and Solution在一樓升降機的出入口需要設計兩條輸送線。其 中一條是將生產線上的未裝配完的半成品搬入升 降機中,另一條是將二樓裝配完的成品通過升降 機自動搬出到打包線上。在二樓升降機的出入口 也需要設計兩條輸送線,其中一條是將生產線上 的半成品搬入二樓的裝配區繼續裝配,另一條是 將裝配完的成品自動又搬入升降機中。但是升降 機只有一個工位,因此就需要在升降機和滾筒輸 送線之間設計一臺移載機。移載機的目的是通過 移載位置的不同將輸送線上的物體順利地送入升 降機中,也可將升降機里的物體成功地搬出移到 生產線上。

2、項目的方案選擇1. 方案的提出與分析能夠實現本系統的方案很多,但是哪種方案 最合理,又能節約成本呢?因此在升降機和移載 機的關鍵部位采用何種方案一直是討論的焦點, 既能保證精度又能節約成本,于是我們提出了三 種方案供客戶選擇。(1 采用運動控制器加交流伺服系統采用工業控制計算機進行控制,運動控制器 插在計算機的 PCI 插槽上,驅動部分采用交流伺服 電動機驅動,系統框圖如圖 2所示。(2 采用 PLC 加位置模塊加交流伺服系統 就是采用 PLC 進行控制,伺服控制可采用在隨著信息技術的發展,微電子技術、計算機 技術、自動控制技術、傳感器技術已經大量滲入 機械行業,使機電一體化技術得到了飛速發展

3、。 利用可編程序控制器 (PLC控制的高效自動化生產 線日益增多,已經逐漸取代了傳統的手工作坊, 據估計僅在深圳地區就有 50 000條以上的生產線 在不同的行業生產數以億計的產品,這些生產線 的出現使工作效率得到了很大的提高。系統組成本系統由 1臺升降機, 2臺移載機 (1樓和 2樓各 1臺 和部分滾筒輸送線以及環形輸送線等組成。 系統布局圖如圖 1所示。升降機是連接一樓裝配區和二樓裝配區的橋 梁,目的是將一樓裝配的半成品自動搬運到二樓 繼續裝配,同時也可將二樓裝配完的成品自動返 回到一樓的打包區。考慮到工程成本,設計一臺 升降機,分時復用,即升降機既可將一樓的半成 品自動搬運上去,又可將二

4、樓的成品搬運下來。工廠自動化物流控制系統的設計深圳職業技術學院機電工程學院 潘 鋒 圖 1升 降 機2樓移載機2樓取出 送入送入送出到打包機1樓控制柜1樓移載機2樓1樓自動化系統工程專輯2008年第 5期電氣時代 | A11系統與方案System and Solution系統設計本系統最終的方案選擇為 PLC 加變頻器調速 的方式,因此本系統的控制核心即為可編程序 控制器,這里選擇的是三菱公司的 A 系列,它是 一款機架模塊式 PLC ,各部分模塊是獨立的, 如中央處理模塊、電源模塊、輸入模塊、輸出 模塊等。使用時可將這些模塊分別插入機架底 板的插座上,配置靈活、方便,便于擴展。可 根據生產過

5、程中實際的要求配置各種不同的模 塊,構成不同的控制系統;另一個主要的部件 為變頻器,本系統采用日本三菱公司的 A500系 列變頻器。系統調試系統的調試可分為:硬件檢查和軟件調試。 (1 硬件檢查這一步主要是通電前的一次檢查,防止由于 接線的錯誤燒壞元器件。根據系統主電路圖和控 制電路及 I/O分配圖,逐一檢查各部件的電路連接 情況,檢查是否嚴格按照圖樣接線,比如 PLC 輸 入模塊提供的電源為 DC24 V是否正確,如果接入 AC220 V電源就會燒壞模塊;電動機的三角形聯 結和星形聯結是否正確,電源線線徑的粗細是否 達到要求,電動機是否嚴格的接地等。檢查完畢 后,還要用萬用表對各連接線路進行

6、檢查測試, 檢查是否有短路現象,確保接線無誤后,方可以 通電。(2 現場的軟件調試程序編寫完畢,確定硬件接線無誤后,合上 電源開關,將編好的程序下載到 PLC 中。 1 檢查主控柜和操作盤上的各開關信號連接得是否正確。比如檢查主控柜上的選擇開關 (X2E 是否連接正確等。2 檢查系統的傳感器是否連接正確。方法是 選擇其中一個光電傳感器,比如它應該是信號輸 入 X 13,用手或者其他物體感應一下,看 PLC 上 是否對應的 X 13指示燈亮,或者利用計算機的監 控功能看 X 13的常開觸點是否被接通,否則表示 接線錯誤,如果顯示的是 PLC 上對應的 X 14指示 燈亮,表示安裝的位置錯誤,調整

7、安裝位置,其 他依此類推。3 檢查各電動機運行是否正確。方法是將主PLC 上的位置控制模塊 (如三菱公司的位控模塊、 松下公司的定位單元等 ,這樣直接與伺服系統連 接組成一個完整的閉環系統,系統框圖如圖 3所示。(3 采用 PLC 加變頻器調速的方式采用變頻器的多段變速功能來控制三相異步 電動機,實現系統的平層控制,上位機采用 PLC 進行控制,系統框圖如圖 4所示。2. 方案比較并確定最佳方案上述三種控制方式均可以達到控制升降機和 移載機的平層控制的目的,但是在系統方案的設 計過程中各有利弊。第一種方案組成的系統控制速度快,控制精 度高,準確性好,但是成本比較高,而且由于本 系統的外圍 I/

8、O點數比較多,可能外圍設備還需要 用 PLC 來控制。第二種控制方案組成的系統相對比較容易, 控制速度也比較快,控制精度也比較高,但是一 塊定位模塊和伺服系統價格也不菲,因此成本也 比較高。第三種方案組成的系統是最簡單的,直接利 用變頻器的多段變速控制來控制系統的平層,但 是整個系統所需的時間比較長,因為它在控制平 層的時候,需要從高速降至低速才能進行比較好 的控制,而且控制的平層精度不高,但最大優點 是成本低,在系統的平層控制要求不太高的場合 完全可以勝任。因此,認真分析了三種方案的優缺點后,考 慮到本系統對精度和準確性要求不是十分精確,對 系統的整個運行周期要求也不是太高,而且第三種 方案

9、成本要低很多,最后采納第三種設計方案。圖 3 圖 4系統與方案 System and Solution控柜和操作盤上的選擇開關旋至“手動”狀態, 在手動狀態下,分別調試每臺電動機運轉是否正 常,按下“手動輔助”按鈕,再按下升降機的 “上升”按鈕,電動機是否上升,如果能上升, 檢查到位后是否有限位保護功能,否則要重新檢 查接線是否正確。其他依此類推。4 檢查各指示燈顯示是否正確。方法是按下主 控柜上的“運轉準備”按鈕,再按下主控柜上“手 動輔助”按鈕,將自動進行燈檢查 3 s,同樣的操作 可以檢查操作盤上的指示燈是否顯示正確。5 系統的自動運行。將主控柜和操作盤上的 “通常 /保全”選擇開關旋至

10、“通常”位置,按下 “運轉準備”按鈕,這時系統處于等待狀態,將 主控柜和操作盤上的“自動 /手動”選擇開關旋 至“自動”狀態,再按下“自動運行”按鈕,這 時整個系統就可自動運行了。根據系統的運行情 況,及時修改程序,直到符合要求為止。系統的故障處理1 升降機和移載機在設計的時候,最擔心的 是到位后不停車,出現上沖和下沖現象,在手動 調試升降機升降的時候,升降機已經到位,但停 不下來,最后靠后面的一個保護位才停下來。經 檢查,原來是到位開關信號不穩定,重新調整了 安裝位置后,系統運行正常。2 升降機的小車在一樓的時候,當半成品已 經進入升降機里的時候,本應該升降機會將半自 動提升上去,但是升降機沒有動作,升降機的小 車自動將里面的半成品又送出來。經檢查,發現 原來是程序寫得不夠嚴謹,將半成品進入升降機 準備提升的條件和成品在升降機里準備送出的條 件是一樣的,所以就出現了這種情況,增加了程 序的記憶功能后,即將半成品進入升降機里后必 須等到升降機上升完后才將記憶功能解除,于是 故障立即消除。3 當生產線上的半成品進入移載機里的時