自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

【摘 要】采用自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)，有助于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的靈活性以及信號(hào)的傳輸進(jìn)行有效地控制，為數(shù)據(jù)的查詢提供更多的便利。本文將主要圍繞自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究展開論述。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化生產(chǎn)線 電子控制系統(tǒng)

加強(qiáng)負(fù)極片自動(dòng)化生產(chǎn)線的開發(fā)和研究，有助于改善勞動(dòng)者的工作條件，提高其工作效率。下面，我們主要對(duì)其生產(chǎn)工藝流程控制、程序邏輯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)地闡述。

一、生產(chǎn)工藝流程控制

目前，負(fù)極片的生產(chǎn)方式一般是采用多規(guī)格、小批量、連續(xù)性的生產(chǎn)方式，主要包括10道工序，依次為稱粉攪拌、鋪紙、放模、涂下層膏、鋪布?jí)褐啤⒔也挤胖勉y網(wǎng)骨架、涂上層膏、鋪布?jí)褐啤⒚撃Ｒ约鞍b。通過(guò)分析PLC的控制系統(tǒng)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，從而加強(qiáng)對(duì)各個(gè)模塊的各個(gè)程序進(jìn)行有效的控制和協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)多臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備的連續(xù)性和協(xié)調(diào)作業(yè)。

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，完整的生產(chǎn)工序是：模切機(jī)模切包裝紙一取放紙機(jī)械手將包裝紙放置在生產(chǎn)線的托板上一通過(guò)取放模機(jī)械手將?？驈母本€上吸取并且放置在包裝紙上一自動(dòng)地涂膏機(jī)械手1以及海霸泵1涂下層膏一揭布機(jī)1鋪布以及壓制成型機(jī)1壓制下層膏一自動(dòng)取放網(wǎng)機(jī)械手取放置在銀網(wǎng)骨架一涂膏機(jī)械手2以及海霸泵2涂上層膏一揭布機(jī)2鋪布以及壓制成型機(jī)2壓制下層膏成型一脫模機(jī)械手脫模并且將?？蚍旁诟本€上一自動(dòng)包裝機(jī)包裝極片一負(fù)極片成品輸出。

二、程序邏輯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（一）功能說(shuō)明

1.主要是根據(jù)機(jī)組的步狀態(tài)字，設(shè)置機(jī)組中各個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)順序，從而實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格按照設(shè)置的時(shí)間間隔開啟機(jī)組電機(jī)的使用功能的目的。通過(guò)機(jī)組的狀態(tài)字的命名規(guī)則，為通過(guò)機(jī)組號(hào)找尋相對(duì)應(yīng)的步狀態(tài)字提供了便利，方便通過(guò)步狀態(tài)字找尋與之相對(duì)應(yīng)的機(jī)組號(hào)。2.當(dāng)電機(jī)的控制功能將其內(nèi)部的邏輯執(zhí)行完成之后，一般將運(yùn)算結(jié)果輸?shù)?DR管腳上，從而直接控制電機(jī)的啟動(dòng)。3.按照以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在一般情況下，電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)間都小于1秒。對(duì)于大部分的電機(jī)這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間是比較合適的。對(duì)也某些啟動(dòng)延長(zhǎng)時(shí)間比較長(zhǎng)的電機(jī)而言，主要是通過(guò)延長(zhǎng)程序進(jìn)行電機(jī)啟動(dòng)。4.電機(jī)控制字。每個(gè)字節(jié)都是由每個(gè)控制位組合而成的，然后直接送入到功能塊中，這種方式比較省時(shí)、便捷、高校。在編排電機(jī)狀態(tài)字的編號(hào)時(shí)，嚴(yán)格按照相同的規(guī)則進(jìn)行編排。

（二）計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)的監(jiān)控組件以及邏輯程序系統(tǒng)屬于兩個(gè)獨(dú)立的控制單元，如果在二者之間使用總線網(wǎng)絡(luò)以及SIMATIC的通訊協(xié)議之后，就可以將這兩個(gè)單元整合成一個(gè)整體。在控制站與控制站之間、控制站與操作站之間主要是將大網(wǎng)作為通訊中介物質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)，傳輸速度快且穩(wěn)定。對(duì)于控制站點(diǎn)與現(xiàn)場(chǎng)模塊之間的通訊而言，主要是采用分布式IO的方式進(jìn)行，充分地利用穩(wěn)定的通訊總線，有助于將現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)傳輸?shù)娇刂茊卧腥?。DCS的控制核大腦主要是由計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)以及邏輯程序控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成的，同時(shí)，需要配置相配套的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，DCS控制系統(tǒng)具有高效、準(zhǔn)確、快速的特征。

三、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

負(fù)極片自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)屬于一種計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、有關(guān)的外圍設(shè)備以及下位機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，總體主要分為監(jiān)控房以及控制現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)重要部分?？傮w分監(jiān)控房和控制現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)部分。

（一）上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以分為現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)組成部門。對(duì)于觸摸屏控制系統(tǒng)而言，其現(xiàn)場(chǎng)控制主要是采用臺(tái)達(dá)DOP—B07S211彩色觸摸屏。而觸摸屏界面主要是設(shè)置了手動(dòng)操作以及自動(dòng)操作界面兩個(gè)部分，其中，自動(dòng)操作界面充分地利用自動(dòng)工作參數(shù)設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的自動(dòng)化工作；生產(chǎn)線的各個(gè)模塊的單工位以及單工序的正常運(yùn)行主要是通過(guò)手動(dòng)操作界面實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏還具有故障隱患預(yù)警以及故障報(bào)警等使用功能。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言，主要是將研華610L工控機(jī)（IPC）， MOXA CP一168U多串口卡以及DELL 17英寸彩色顯示器配置在一起。將組態(tài)軟件“組態(tài)王KING—VIEW 6.53”裝置在工控機(jī)（IPC）上，這是由亞控公司開發(fā)的，屬于一種工業(yè)通用組態(tài)控制軟件，可以與下位機(jī)PLC進(jìn)行通訊。

（二）下位機(jī)控制系統(tǒng)

下位機(jī)控制系統(tǒng)主要由1個(gè)三菱公司生產(chǎn)的1個(gè)FX2N一48MR一001型PLC、6個(gè)FX1 S一30MT型PLC以及外圍設(shè)備可以組成下位機(jī)控制系統(tǒng)，下位機(jī)控制系統(tǒng)主要包含了擴(kuò)展I/O架、I/O連接電纜以及CPU基本單元等部分。主站PLC是FX2N一48MR一001型PLC，其主要功能是對(duì)各個(gè)子站PLC之間的協(xié)作和配合、報(bào)警輸出、限位開關(guān)的檢驗(yàn)以及元件執(zhí)行以及傳感器進(jìn)行有效地控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的整個(gè)流程的有效控制，而由FX1S一30MT型PLC構(gòu)成的子站PLC主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)工位具體工作的有效控制。

綜上所述，PLC 的控制能力比較強(qiáng)，具有高精度、可靠性以及復(fù)雜的邏輯能力和運(yùn)算能力等顯著特征。基于PLC的控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了負(fù)極片的自動(dòng)化生產(chǎn)的目的，從而極大地提高了負(fù)極片的實(shí)際生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，有效地改善了工人的工作條件。該控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一年實(shí)際操作之后，具有高穩(wěn)定性、可操作性以及易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，得到了廣泛地推廣。

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