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整車裝配板鏈線、零件輸送懸掛線
控制方案
1    概述
摩托車整車裝配線包括整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線，整車裝配板鏈線用于裝配摩托車整車，零件輸送懸掛線用于輸送摩托車零部件。因?yàn)檠b配工藝的需要，零件輸送懸掛線的每個吊籃內(nèi)均放置了1臺摩托車的全部零部件，摩托車裝配結(jié)束時相應(yīng)吊籃內(nèi)的零部件也全部用完，所以要求裝配板鏈線和零件輸送懸掛線同步連續(xù)運(yùn)行或同步節(jié)拍運(yùn)行。
2    控制要求
2.1    線體工作方式
第一種工作方式：單獨(dú)連續(xù)運(yùn)行模式。整車裝配板鏈線可以單獨(dú)運(yùn)行，零件輸送懸掛線也可以單獨(dú)運(yùn)行，它們均處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)而不是同步運(yùn)行狀態(tài)，可以隨意啟動/停止任何一條線體。這種工作方式適用于線體調(diào)試、產(chǎn)品/零部件單獨(dú)輸送或其它需要的場合。
第二種工作方式：同步節(jié)拍運(yùn)行模式。整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線均處于節(jié)拍（步進(jìn)）同步運(yùn)行方式運(yùn)行工作狀態(tài)（以設(shè)定速度運(yùn)行1個工位的距離，然后停止一段時間<這個時間就是工位的裝配時間，可以在人機(jī)界面上更改>，然后又以設(shè)定速度運(yùn)行1個工位的距離……如此循環(huán)運(yùn)行）。在整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線并行運(yùn)行過程中，整車裝配板鏈線的夾具和零件輸送懸掛線相應(yīng)吊籃的相對位置不會發(fā)生改變。
第三種工作方式：同步連續(xù)運(yùn)行模式。整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線均處于同步連續(xù)運(yùn)行工作狀態(tài)。在整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線并行運(yùn)行過程中，整車裝配板鏈線的夾具和零件輸送懸掛線相應(yīng)吊籃的相對位置不會發(fā)生改變。
正常生產(chǎn)時，根據(jù)生產(chǎn)工藝和管理的需要，可以使兩條線工作在第二種工作方式或第三種工作方式。
2.2    控制功能
控制柜面板功能：控制電源指示；整車裝配板鏈線單獨(dú)啟動、單獨(dú)停止、單獨(dú)運(yùn)行指示；零件輸送懸掛線單獨(dú)啟動、單獨(dú)停止、單獨(dú)運(yùn)行指示；整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線全部同步節(jié)拍啟動、全部同步連續(xù)啟動、全部停止、全部運(yùn)行指示、全部緊急停止、全部緊急停止指示。
人機(jī)界面功能：整車裝配板鏈線運(yùn)行速度（米/分，下同）設(shè)定、運(yùn)行速度顯示；零件輸送懸掛線運(yùn)行速度設(shè)定、運(yùn)行速度顯示；整車裝配板鏈線和零件輸送懸掛線全部同步連續(xù)運(yùn)行速度設(shè)定、全部節(jié)拍運(yùn)行停止時間（秒）設(shè)定；PLC復(fù)位（PLC相應(yīng)存儲器清零，在控制紊亂時使用）；
3    控制方案
3.1    原控制方案功能更改
3.1.1    功能刪節(jié)分析
3.1.1.1    刪節(jié)理由
新控制方案取消原控制柜面板上的整車裝配板鏈線的速度微增控制按鈕/速度微增指示燈/速度微減控制按鈕/速度微減指示燈、零件輸送懸掛線的速度微增控制按鈕/速度微增指示燈/速度微減控制按鈕/速度微減指示燈。這些按鈕指示燈并不從控制柜面板上拆除，只是從控制功能上不使用這些按鈕指示燈了。取消原因如下所述：
1.    當(dāng)兩條線處于單獨(dú)運(yùn)行工作方式時，板鏈線和懸掛線的運(yùn)行速度改變都可以通過修改人機(jī)界面上相應(yīng)的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)，速度微增控制按鈕和速度微減控制按鈕沒有必要。
2.    當(dāng)兩條線處于同步節(jié)拍運(yùn)行工作方式或同步連續(xù)運(yùn)行工作方式時，板鏈線與懸掛線是主從控制關(guān)系——板鏈線按照設(shè)定速度運(yùn)行，懸掛線跟隨板鏈線運(yùn)行。這種情況下，在人機(jī)界面上只能對板鏈線的速度進(jìn)行設(shè)定，這個速度也就是同步運(yùn)行速度，而不能對懸掛線的速度進(jìn)行設(shè)定（即使設(shè)定了也沒有任何意義）。所以在這兩種工作方式下，速度微增控制按鈕和速度微減控制按鈕也沒有必要。
3.1.1.2    保留理由
當(dāng)線體編碼器出現(xiàn)故障或同步出現(xiàn)失控時，需要線體處于手動控制模式運(yùn)行，這時就需要兩條線體處于開環(huán)運(yùn)行模式。這個時候就需要速度微增和微減控制，所以筆者還是考慮保留這個功能。只不過在人機(jī)界面中設(shè)1個操作者可以更改的標(biāo)志位，由該標(biāo)志位的狀態(tài)選擇線體運(yùn)行在單獨(dú)連續(xù)PID運(yùn)行模式還是單獨(dú)連續(xù)開環(huán)運(yùn)行模式。默認(rèn)狀態(tài)下，在單獨(dú)連續(xù)運(yùn)行時系統(tǒng)以單獨(dú)連續(xù)PID運(yùn)行方式運(yùn)行。
3.1.2    功能更改分析
原控制柜頂上的告警設(shè)備是通過PLC外部時間繼電器來驅(qū)動的，因此該告警設(shè)備只適合作為啟動告警，而不適合作為故障告警（因?yàn)槌霈F(xiàn)故障時告警設(shè)備應(yīng)當(dāng)立即告警而不應(yīng)當(dāng)延遲告警）。況且控制告警設(shè)備的時間繼電器是并聯(lián)在同步運(yùn)行指示燈上面由PLC驅(qū)動的，因此就沒有考慮將故障告警在外部進(jìn)行顯示（當(dāng)然變頻故障還是可以在變頻器上看到的）。時間繼電器的觸點(diǎn)也沒有送入PLC輸入端。
正常的啟動告警過程為：按下啟動按鈕后立即進(jìn)行告警，告警持續(xù)設(shè)定時間以后，告警停止，設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
所以，原控制方案只有當(dāng)時間繼電器的設(shè)定值等于PLC中的延時啟動時間的情況下，才能實(shí)現(xiàn)正常的告警過程。一旦對時間繼電器的值進(jìn)行調(diào)節(jié)，就無法實(shí)現(xiàn)正常的告警過程了。
如果取1個時間繼電器的動作信號到PLC，就可以實(shí)現(xiàn)在PLC外部調(diào)解啟動告警時間的目的。但原控制方案中PLC輸入點(diǎn)已經(jīng)全部被用完，PLC無法再取得時間繼電器的動作信號，因此，線體啟動告警功能維持原方案不變。
3.2    控制設(shè)備條件
1.    變頻器：富士FRV-E9S系列變頻器2臺，分別用于驅(qū)動2條生產(chǎn)線的電機(jī)。
2.    接近開關(guān)：歐姆龍TL-N20ME1型接近開關(guān)2個，分別安裝在兩條生產(chǎn)線的驅(qū)動附近；用于檢測板鏈裝配線的每一個夾具和懸掛輸送線的每一個吊籃（每個夾具和吊籃中心位置都有一個鐵片供接近開關(guān)檢測）。
3.    編碼器：歐姆龍E6B2-CWZ6C系列增量式旋轉(zhuǎn)編碼器2個，分辨率為360脈沖/轉(zhuǎn)；分別與兩條線體的主動大鏈輪同軸連接，用于檢測線體的速度。
4.    TD200文本顯示器：訂貨號6ES7 272-0AA00-0YA0，英文文本顯示器，背光LCD，20字符/每行，8個功能鍵；軟件版本為1.0的老版本。
5.    西門子PLC模塊：
A.    西門子CPU 224 AC/DC/繼電器CPU單元：訂貨號6ES7 214-1BD23-0XB0，集成14點(diǎn)DC24V數(shù)字量輸入/10點(diǎn)繼電器輸出、AC120-240V電源、1個RS-485通訊接口；
B.    西門子EM 223 24V DC 輸入/繼電器輸出數(shù)字量擴(kuò)展模塊：訂貨號6ES7 223-1HF22-0XA0，4點(diǎn)DC24V輸入/4點(diǎn)繼電器輸出；
C.    西門子EM 232 2輸出×12位模擬量輸出模塊：訂貨號6ES7 232-0HB22-0XA0，2點(diǎn)12位模擬量輸出。
6.    其它：板鏈裝配線夾具的間距＝懸掛輸送線吊籃的間距。

1.電機(jī)轉(zhuǎn)速n=60*頻率F/電機(jī)磁極對數(shù)P
                   n=60*F/p
2.卷筒線速V=電機(jī)轉(zhuǎn)速/電機(jī)傳動比i*3.14*卷筒直徑
          V=(n/i)*3.14D
                    V=60*F*3.14*D/(i*p)
3.把V=120MIN/M,P=2,i=13,D=0.3M代入上面公式
120=60*F*3.14*0.3/(13*2)
  120=56.55*F/26
F=120*26/56.55
    =55.17HZ
以上是我用自己以前做過的生產(chǎn)線的公式推出來的