司控器生產(chǎn)線的電氣設(shè)計(jì)

曾杰 楊巧莉

摘 要：本文結(jié)合某公司司控器的工作特點(diǎn)，對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行了比較深入的分析研究，并結(jié)合生產(chǎn)工作的要求，對(duì)司控器生產(chǎn)線的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的改造升級(jí)，有助于促進(jìn)生產(chǎn)效率的不斷提升。

關(guān)鍵詞：控器;生產(chǎn)線;電氣設(shè)計(jì)

1 前言

司控器生產(chǎn)線主要用于機(jī)車配件司控器組裝作業(yè)，根據(jù)裝配工藝，將司控器組裝工序分布在各個(gè)工作臺(tái)位進(jìn)行，開(kāi)展流水化作業(yè)，進(jìn)行物理分類備料，提升工具使用效率，降低物料取料時(shí)間，提高工人工作效率，從而提升產(chǎn)量。

通過(guò)對(duì)某公司裝配司控器作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題主要有：產(chǎn)品從零件到成品的組裝全程由一個(gè)作業(yè)人員完成，一人一天只能組裝一個(gè)成品，生產(chǎn)效率不高;產(chǎn)品組裝過(guò)程中缺乏質(zhì)量管控及追溯，產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，無(wú)法追責(zé)到人，不利于產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn);單個(gè)產(chǎn)品裝配過(guò)程中所使用的物料類別很多，現(xiàn)場(chǎng)物料的擺放較為混亂，作業(yè)找尋物料需花費(fèi)一定的時(shí)間，不便于物料的查找;產(chǎn)品裝配過(guò)程中，缺乏輔助工裝，不利于生產(chǎn)效率的提高和產(chǎn)品質(zhì)量保障;現(xiàn)有的配鉆工序作業(yè)時(shí)，作業(yè)員需從三樓走到一樓鉆孔，在途中浪費(fèi)較多的時(shí)間;現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工具管理比較混亂。為了對(duì)司控器生產(chǎn)線的工作質(zhì)量進(jìn)行有效改善，就要對(duì)其電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的升級(jí)改造，進(jìn)而滿足不同的工作需求。

2 司控器生產(chǎn)線的電氣設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目概況

生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)總體分為3大部分，分別為倍速鏈?zhǔn)浇M裝工位、平送機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)運(yùn)工裝。其中，倍速鏈?zhǔn)浇M裝工位由裝配工作臺(tái)、線體流轉(zhuǎn)工裝、擋位結(jié)構(gòu)、頂升結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)輔助工裝及夾具等結(jié)構(gòu)組成;平送機(jī)構(gòu)由橫向移動(dòng)結(jié)構(gòu)、縱向移動(dòng)結(jié)構(gòu)及安全護(hù)欄等結(jié)構(gòu)組成;轉(zhuǎn)運(yùn)工裝由分裝物料轉(zhuǎn)運(yùn)工裝、齊套物料工裝、分裝總物料轉(zhuǎn)運(yùn)工裝，成品轉(zhuǎn)運(yùn)工裝等結(jié)構(gòu)組成。司控器裝配生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)線體流轉(zhuǎn)與人工作業(yè)的控制配合，本系統(tǒng)通過(guò)線體設(shè)置強(qiáng)制流轉(zhuǎn)信號(hào)提醒功能，提高工作效率，預(yù)防流水線作業(yè)停滯。

2.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求

在提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)行成本的理念下，系統(tǒng)的具體技術(shù)要求為：

（1）能夠根據(jù)實(shí)際溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)上、下料的速度，能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行精確控制，實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)速度。對(duì)于工業(yè)流水線的日常維護(hù)，可以依據(jù)不同流水線設(shè)備的維護(hù)方法進(jìn)行維護(hù)檢修。

（2）可以通過(guò)監(jiān)控界面實(shí)時(shí)監(jiān)視生產(chǎn)流程，對(duì)事故隱患進(jìn)行預(yù)警，出現(xiàn)事故立即報(bào)警。

（3）系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中以供用戶查詢和分析。結(jié)合已有的繼電器網(wǎng)絡(luò)，采取基于PLC的系統(tǒng)體系，將一部分傳統(tǒng)繼電器的邏輯線路用PLC內(nèi)部繼電器邏輯替代，充分發(fā)揮PLC通用性強(qiáng)、具備編程能力、可靠性高的優(yōu)勢(shì)，能夠滿足以上的用戶需求。

2.3 技術(shù)方案

（1）系統(tǒng)功能介紹

整個(gè)流水線由A線和B線共10個(gè)工作臺(tái)位組成，單側(cè)5個(gè)臺(tái)位，AB線兩端采用轉(zhuǎn)運(yùn)小車進(jìn)行銜接，托盤從轉(zhuǎn)運(yùn)小車上、下線體采用自動(dòng)和人工確認(rèn)放行兩種方式，托盤在線體上的工序流轉(zhuǎn)采用人工確認(rèn)放行的控制方式。A、B線各工位均設(shè)置有光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)托盤是否到達(dá)本工位預(yù)設(shè)位置;阻擋和舉升裝置氣缸均配置行程開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)各氣缸是否抵達(dá)預(yù)設(shè)行程位置;平移機(jī)構(gòu)上設(shè)置托盤到位檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，極限位置行程開(kāi)關(guān)，平移氣缸行程開(kāi)關(guān)，實(shí)時(shí)檢測(cè)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否到達(dá)預(yù)定指定位置，確保產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程的設(shè)備和人員安全。

（2）系統(tǒng)組網(wǎng)

電氣控制系統(tǒng)主要由PLC主站、ET200SP從站、變頻器、觸摸屏、控制按鈕、光電開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、電磁傳感器等組成，其中PLC選用西門子ET200SP系列產(chǎn)品、觸摸屏選用12寸西門子精簡(jiǎn)系列產(chǎn)品，變頻器選用西門子G120C系列產(chǎn)品5，按鈕及關(guān)鍵低壓器件采用施耐德品牌（熔斷器施耐德不生產(chǎn)選用正泰品牌），傳感器采用知名品牌Sick和歐姆龍。本套系統(tǒng)采用西門子ProfiNet總線通訊方式，PLC主站下設(shè)12個(gè)ET200SP從站和12個(gè)變頻器從站，其中每個(gè)工位1個(gè)ET200SP從站和1個(gè)變頻器從站共計(jì)10個(gè)工位，每個(gè)平移機(jī)構(gòu)各設(shè)置1個(gè)ET200SP從站和1個(gè)變頻器從站共計(jì)2個(gè)平移機(jī)構(gòu)。各工位和平移機(jī)構(gòu)的傳感器、電空閥和其他IO信號(hào)直接接入各自的ET200SP從站;每個(gè)工位和平移機(jī)構(gòu)處各設(shè)置1個(gè)4網(wǎng)口西門子工業(yè)交換機(jī)，ET200SP從站和變頻器通過(guò)網(wǎng)線接入交換機(jī)，主控柜內(nèi)設(shè)置1個(gè)16口交換機(jī)，各工位與主控柜之間只需1根電源線和1根網(wǎng)線連接即可。因此有效的減少了各工位之間穿插互聯(lián)的控制電纜，避免了線控方式因走線路徑長(zhǎng)引起的控制信號(hào)電頻衰減，有效的提高了系統(tǒng)抗電磁干擾能力，組網(wǎng)簡(jiǎn)明、布線清晰便于后期設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)。綜上所述電控方式具有性能穩(wěn)定、安全、可靠，操作方便、靈活，易于掌握等特點(diǎn)。

2.4 項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

（1）生產(chǎn)工藝優(yōu)化、生產(chǎn)效率高

各個(gè)工位配備輔助工裝，作業(yè)員可以準(zhǔn)確快速定位待裝零件并完成相應(yīng)工位的事項(xiàng)，提升作業(yè)效率;利用行跡物料盒齊套配送物料，縮減物料尋找識(shí)別時(shí)間，從而提高裝配效率;作業(yè)員可以直接在線體內(nèi)的工作臺(tái)板作業(yè)，無(wú)需將物料取出線體，縮短了物料的周轉(zhuǎn)時(shí)間;線體設(shè)置強(qiáng)制流轉(zhuǎn)信號(hào)提醒功能，作業(yè)員需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的工序，否則線體自動(dòng)流轉(zhuǎn)或報(bào)警，提高生產(chǎn)效率。

（2）安全性高

平移機(jī)構(gòu)外側(cè)設(shè)有安全護(hù)欄，防止機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)對(duì)人員造成傷害;流轉(zhuǎn)工裝在各傳輸線、平移機(jī)構(gòu)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，有設(shè)計(jì)傳感器、擋位機(jī)構(gòu)、程度監(jiān)控等動(dòng)作防錯(cuò)功能，以防止各機(jī)構(gòu)的干涉，讓設(shè)備安全運(yùn)行;生產(chǎn)過(guò)程中，作業(yè)員可以在緊急情況下按急停按鈕，使設(shè)備停止運(yùn)行，保護(hù)人員和設(shè)備安全。

（3）柔性化程度高

生產(chǎn)線中每個(gè)結(jié)構(gòu)形式相同且采用模塊化設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)理念，各操作工位的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)，電氣控制都是獨(dú)立的模塊，線體可以任意的增加工位，搭配靈活，柔性化生產(chǎn)程度高。

（4）擴(kuò)展性好

生產(chǎn)線采用模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)理念，各工位預(yù)留有信息化的機(jī)械和電氣接口，同時(shí)總控柜、各工位，以及平移機(jī)構(gòu)都留有1個(gè)ProfiNet通訊接口和部分IO點(diǎn)位，便于產(chǎn)線的智能化升級(jí)。

（5）產(chǎn)品品質(zhì)提升，可追溯

采用流水線形式的布局，使每個(gè)工位只負(fù)責(zé)幾個(gè)工序的作業(yè)，相比之前一個(gè)作業(yè)員完成一個(gè)產(chǎn)品的所有工序作業(yè)現(xiàn)有的方式可以減少作業(yè)員的作業(yè)難度，同時(shí)提升品質(zhì);另外，當(dāng)出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)工序內(nèi)容責(zé)任到人，提升作業(yè)的質(zhì)量意識(shí)，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，司控器作為機(jī)車配件司控器組裝的重要設(shè)備，對(duì)于組裝工作的順利進(jìn)行具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)司控器生產(chǎn)線的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的改造升級(jí)，進(jìn)而能夠?yàn)楣ぷ餍实牟粩嗵嵘⒘己玫幕A(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈紅雷. 塑料多層共擠復(fù)合膜生產(chǎn)線電氣設(shè)計(jì)研究[J]. 塑料工業(yè)， 2016（02）：91-92.

[2] 曾杰華. 檸檬汁自動(dòng)化生產(chǎn)線的電氣設(shè)計(jì)與安裝[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備， 2013（02）：115-121.