專利名稱：一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種是汽車及家電等行業(yè)工藝輸送鏈速度反饋和控制系 統(tǒng)，尤其是一種汽車及家電等行業(yè)工藝輸送鏈的智能變頻調(diào)速監(jiān)視及控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景在以往的汽車生產(chǎn)裝備車間，由于汽車日產(chǎn)量少，生產(chǎn)線自動化能度差，通常裝配工藝鏈采用低速恒速運行或間歇式運行；但隨著汽車行業(yè)在我國的迅 猛發(fā)展，汽車生產(chǎn)的自動化程度越來越高，產(chǎn)量越來越大，以前低速或間歇運 行的工藝輸送鏈已不能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求，特別是由以前庫存化生產(chǎn)到如今 的按單生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，這對工藝輸送鏈的柔性要求越來越高，也就是說，根 據(jù)日產(chǎn)量的不同而需與之相適應(yīng)的工藝生產(chǎn)輸送鏈的速度；另外，車型的不同 以及相同車型的不同配置，也會導(dǎo)致工藝輸送鏈各個裝配工位的工作量的變化， 這也需之相適應(yīng)的工藝生產(chǎn)輸送鏈的速度。簡單的變頻調(diào)速(電位器模擬量調(diào)速)雖然在某種程度上能基本達到要求， 盡管其操作簡單，但感官性差，可靠性及精度不高；特別是生產(chǎn)車間的中控系 統(tǒng)(生產(chǎn)車間中央監(jiān)視和控制系統(tǒng))安頓、防錯、及ERP系統(tǒng)的應(yīng)用，簡單的 變頻調(diào)速(電位器模擬量調(diào)速)就顯得很不合拍，根據(jù)日產(chǎn)量或工位工作量確 定好節(jié)拍后，傳統(tǒng)的變頻調(diào)速則需人工的算出各工藝鏈應(yīng)有的運行速度后人工 調(diào)節(jié)，工作量大且繁瑣，而且容易出錯。在上述要求下，便需各個工藝輸送鏈的節(jié)拍(速度)能在中控系統(tǒng)下通過 網(wǎng)絡(luò)(H、 CONRTOLLINK、 ETHERNET等)統(tǒng)一控制，同時要求各個工藝鏈 的當前速度值通過網(wǎng)絡(luò)送至中控系統(tǒng)集中顯示，由中控系統(tǒng)或安頓系統(tǒng)可清楚 的顯示在此工藝節(jié)拍下的日產(chǎn)能力。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決上述問題，提供一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控 制系統(tǒng)。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，包括中央控制裝置、 汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)，其中中央控制裝 置通過H網(wǎng)絡(luò)與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置通訊連接，各個汽車工藝輸送鏈 控制裝置分別控制相應(yīng)的汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)，中央控制裝置根據(jù)設(shè)置的生產(chǎn) 節(jié)拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)速度量的模擬量值送至汽 車工藝輸送鏈的變頻器，同時，各汽車工藝輸送鏈控制裝置從變頻器采集相應(yīng) 的模擬量值，轉(zhuǎn)換為的實際生產(chǎn)節(jié)拍量，通過輸出系統(tǒng)反饋至中央控制裝置。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中汽車工藝輸送 鏈系統(tǒng)包括PBS存儲區(qū)系統(tǒng)，內(nèi)飾線系統(tǒng)，底盤線系統(tǒng)，終端線系統(tǒng)，發(fā)動機 線系統(tǒng)，儀表線系統(tǒng)，車門線系統(tǒng)。本實用新型汽車行業(yè)車門工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中汽車車門工藝輸送系統(tǒng)包括車門上件升降機，摩擦輸送線，工藝輸送鏈CPC鏈條輸送機、車門下件升降機及多個檢測單元。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中還包括上位機， 該上位機與中央控制裝置連接，將輸入的指令傳送給中央控制器，并顯示各個 汽車工藝輸送鏈反饋的信息。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中汽車工藝輸送鏈控制裝置包括可編程邏輯控制器，簡稱PLC，輸入輸出模塊，總線模塊，數(shù) 模轉(zhuǎn)換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)模塊以及其上連 接的輸入設(shè)備有按鈕、急停開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、行程開關(guān)。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中汽車工藝輸送 鏈控制裝置PLC是三菱Q02H CPU，總線模塊是QJ71PB92D，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是 Q68DAV，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊是Q68ADV和基于PROFIBUS現(xiàn)場總線。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中輸出系統(tǒng)基于 汽車工藝輸送鏈控制裝置、組態(tài)軟件，顯示各生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)、 自動故障報警，紀錄故障點和調(diào)出相關(guān)的控制程序顯示裝置。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中在汽車工藝輸 送鏈各個工位處設(shè)有求援和緊急停止觸發(fā)裝置。本汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制的應(yīng)用在上述的要求下便應(yīng)運而 生，本應(yīng)用可由中央控制裝置接收上位機輸入的生產(chǎn)要求節(jié)拍后，通過H網(wǎng)絡(luò)送至各個工藝輸送鏈控制系統(tǒng)，由各輸送鏈的控制系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)速度量 的模擬量值送至工藝鏈的變頻器；同時，各工藝輸送鏈控制系統(tǒng)從變頻器采集 相應(yīng)的模擬量值，轉(zhuǎn)換為的實際生產(chǎn)節(jié)拍量，顯示于控制系統(tǒng)的HMI上，并通 過H網(wǎng)絡(luò)送至上位機，從而在上位機中可清楚的顯示此工藝節(jié)拍下的日產(chǎn)能力。本實用新型的優(yōu)點控制系統(tǒng)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊Q68DAV，將速度控制量 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量輸入到三菱E540變頻器的模擬量控制端口，不同的數(shù)字量 對應(yīng)不同的模擬量值，從而輸出不同的速度值；同樣，控制系統(tǒng)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊Q68ADV將從變頻器采集的模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，不同的模擬量對 應(yīng)不同的數(shù)字量。這樣的控制與傳統(tǒng)的電位器控制相比的優(yōu)點是，控制系統(tǒng)一 旦建立好數(shù)字量與模擬量即速度量的關(guān)系后，變頻器的速度控制就會異常的簡 單方便，可在人機界面HMI上直接輸入所需的速度值、顯示當前的速度值，同 時速度控制與顯示還可以通過H網(wǎng)絡(luò)與中央控制系統(tǒng)直接相連。尤其是通過中央控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制各個工藝鏈的速度時，由于數(shù)模控制模 塊的速度控制的精度比較高，這樣便可以保證各個工藝鏈的速度合拍、線體運 行流暢，尤其是CPC入口變頻器可根據(jù)CPC的當前鏈速而調(diào)整搬入速度，使搬 入平緩。綜上說述，使用本控制系統(tǒng)，不但可提高線體速度的控制精度，更能提高 本線體和整個車間機運控制的柔性。

圖1是本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型汽車車門工藝輸送鏈控制系統(tǒng)的現(xiàn)場平面圖； 圖3是本實用新型汽車車門線的控制結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是車門工藝鏈速度智能控制與顯示控制示意圖； 圖5是工藝鏈速度智能控制與顯示控制框圖。圖中的l是上位機，2是中央控制系統(tǒng)PLC， 3是PBS存儲區(qū)控制系統(tǒng)，4 是內(nèi)飾線控制系統(tǒng)，5是底盤線控制系統(tǒng)，6是終端線控制系統(tǒng)，7是發(fā)動機線 控制系統(tǒng)，8是儀表線控制系統(tǒng)，9是車門線控制系統(tǒng)，IO是以太網(wǎng)絡(luò)，11是H 網(wǎng)絡(luò)，12是車門上件處，13是車門搬送存儲段，14是車門工藝CPC鏈，15是 車門下件搬送存儲段，16是車門下件處，17是空吊具返回搬送存儲段，18是車 門控制系統(tǒng)觸摸顯示屏，19是Profibus現(xiàn)場總線，20是現(xiàn)場總線模塊IP20， 21 是現(xiàn)場總線模塊IP67， 22是警報器，23是指示燈，24是摩擦驅(qū)動電機，25是 光電傳感器，26是電磁閥，27是接近開關(guān)，28是行程開關(guān)，29是操作旋鈕， 30是操作按鈕，31是空氣開關(guān)，32是變頻器，33是交流接觸器，34是工藝鏈 驅(qū)動電機，35是數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，36是模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
具體實施方式
如圖1所示，是本實用新型汽車總裝車間機運控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。 如圖所示，本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，包括中央控 制裝置2、汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)，汽車工 藝輸送鏈控制裝置包括PBS存儲區(qū)系統(tǒng)控制裝置3，內(nèi)飾線系統(tǒng)控制裝置4，底 盤線系統(tǒng)控制裝置5，終端線系統(tǒng)控制裝置6，發(fā)動機線系統(tǒng)控制裝置7，儀表 線系統(tǒng)控制裝置8，車門線系統(tǒng)控制裝置9。汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)包括PBS存儲 區(qū)系統(tǒng)，內(nèi)飾線系統(tǒng)，底盤線系統(tǒng)，終端線系統(tǒng)，發(fā)動機線系統(tǒng)，儀表線系統(tǒng)， 車門線系統(tǒng)，除車門線系統(tǒng)由圖2示出外，其他系統(tǒng)未在圖中示出。中央控制 裝置2通過H網(wǎng)絡(luò)11與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置3—9通訊連接，各個汽 車工藝輸送鏈控制裝置3—9分別控制相應(yīng)的汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)，中央控制裝 置3—9根據(jù)設(shè)置的生產(chǎn)節(jié)拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)速 度量的模擬量值送至汽車工藝輸送鏈的變頻器，同時，各汽車工藝輸送鏈控制 裝置3—9從變頻器采集相應(yīng)的模擬量值，轉(zhuǎn)換為的實際生產(chǎn)節(jié)拍量，通過輸出 系統(tǒng)反饋至中央控制裝置2。中央控制裝置2與一個上位機1通過以太網(wǎng)絡(luò)10 連接，由上位機1輸入的指令傳送給中央控制器2，并顯示各個汽車工藝輸送鏈 反饋的信息。本實用新型以汽車車門工藝輸送鏈為例說明各個汽車工藝鏈條速度的反饋 及控制，圖2本實用新型汽車車門工藝輸送鏈控制系統(tǒng)的現(xiàn)場平面圖，其中汽 車車門工藝輸送系統(tǒng)包括車門上件升降機的上件處12，車門搬送存儲段13，車 門工藝CPC鏈14，車門下件搬送存儲段15，車門下件處16，空吊具返回搬送 存儲段17，車門由上件升降機處12進入車門輸送摩擦驅(qū)動線，平緩的輸送至工 藝鏈14，當工藝吊具進入車門工藝輸送鏈控制區(qū)域時，由入口摩擦驅(qū)動將其勻速的移載到工藝鏈入口，在入口停止器ST處等待(其中入口摩擦驅(qū)動FRC亦 為變頻調(diào)速摩擦驅(qū)動，其搬入速將隨著主線的速度的變化而變化，從而確保吊 具搬入的平穩(wěn))，待其打開可傳感器被觸發(fā)后，入口停止器ST打開，工藝吊具 高速搬入，待入口搬入減速傳感器被觸發(fā)后，入口摩擦驅(qū)動FRC開始減速并以 工藝輸送鏈相當?shù)乃俣劝崛?，直至停止等待位傳感器被觸發(fā)時停止，等待工藝 輸送鏈掛鉤。工藝輸送鏈各個工位處設(shè)有求援和緊急停止按鈕，在工位作業(yè)滯后時可按 下求援按鈕，工藝吊具行走至定位置停止處時若求援信號仍未解除，則工藝輸 送鏈一時停止，待工位求援信號解除后自動恢復(fù)線體的運行；若按下緊急停止 按鈕，則工位立即停止，緊急停止信號復(fù)位后方可自動恢復(fù)運行；出口設(shè)有滿 位傳感器，當出口滿位時，工藝吊具發(fā)號器觸發(fā)滿位傳感器時，工藝輸送鏈一 時停止，直到出口工藝吊具可搬出時自動恢復(fù)線體的運行；出口工藝吊具行至 出口摩擦驅(qū)動FRC且觸發(fā)FRC運行可信號時，工藝鏈出口摩擦驅(qū)動FRC開始 運行搬出工藝吊具，由摩擦驅(qū)動輸送至車門下件升降機處，搬出車門，空吊具 返回至車門上件升降機處等待搬入上線車門。輸出系統(tǒng)由PC 、 HMI、顯示屏、 打印機等構(gòu)成。圖3是本實用新型汽車車門線的控制結(jié)構(gòu)示意圖；18是車門控制系統(tǒng)觸摸 顯示屏與車門現(xiàn)控制系統(tǒng)9連接，19是Profibus現(xiàn)場總線，20是現(xiàn)場總線模塊 IP20和21是現(xiàn)場總線模塊IP67連接在現(xiàn)場總線上，22是警報器，23是指示燈， 24是摩擦驅(qū)動電機，25是光電傳感器，26是電磁閥，27是接近開關(guān)，28是行 程開關(guān)，29是操作旋鈕，30是操作按鈕。附圖4、 5是本實用型控制示意圖，31是空氣開關(guān)，32是變頻器，33是交 流接觸器，34是工藝鏈驅(qū)動電機，35是數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，36是模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分別 連接在工藝鏈的各個位置。工藝鏈CPC的變頻器和入口 FRC變頻器的速度均由 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的相應(yīng)模擬量控制，使FRC的速度可根據(jù)CPC速度進行相應(yīng)的變 化，CPC的速度可在HMI上直接設(shè)定。Q68DAV是八通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，當 在PLC參數(shù)設(shè)定內(nèi)設(shè)定該模塊開關(guān)量為3時，便會將數(shù)字量0~4000與模擬量 0 5V建立一線性關(guān)系，同時0 5V又與變頻器頻率0 50Hz存在線性關(guān)系，這 樣數(shù)字量0~4000便會對應(yīng)變頻器頻率0 50Hz，再由電機的屬性可知道某頻率 下的線體速度，控制系統(tǒng)PLC做相應(yīng)的運算后，便可在觸摸屏上直接輸入(或 由中央控制系統(tǒng)傳入)速度或節(jié)拍值，便可得到相應(yīng)的速度的模擬量。從而使 本實用型控制系統(tǒng)不但有較高的控制精度，而且直觀方便。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中輸出系統(tǒng)基于 汽車工藝輸送鏈控制裝置、組態(tài)軟件，顯示各生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)、 自動故障報警，紀錄故障點和調(diào)出相關(guān)的控制程序顯示裝置。本實用新型汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其中在汽車工藝輸 送鏈各個工位處設(shè)有求援和緊急停止觸發(fā)裝置。如圖5，在車門工藝鏈的控制柜的操作面板上，有一 "CCR/現(xiàn)場"的操作 旋鈕，當旋鈕選擇現(xiàn)場時，該工藝鏈的節(jié)拍值可在該控制柜的HMI上進行設(shè)定，由相應(yīng)的PLC程序運算轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的速度(頻率)模擬量輸入到變頻器的模擬量控制端口，同時，PLC可將采集的變頻器的模擬量轉(zhuǎn)換為當前速度的數(shù)字量 顯示于當前控制系統(tǒng)的HMI基礎(chǔ)畫面中，也可同時通過H網(wǎng)路顯示在中央控制 裝置2的HMI上；當旋鈕選擇CCR時，即由中央控制裝置2的PC統(tǒng)一設(shè)定 當前的節(jié)拍值。正常生產(chǎn)期間，此旋鈕旋到CCR控制檔，由中央控制裝置PC 統(tǒng)一設(shè)定當前的節(jié)拍值，同時顯示各個輸送鏈的運行狀態(tài)、當前速度、故障等{曰息。
權(quán)利要求1、一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，包括中央控制裝置、汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)，其特征在于中央控制裝置通過H網(wǎng)絡(luò)與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置通訊連接，各個汽車工藝輸送鏈控制裝置分別控制相應(yīng)的汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)，中央控制裝置根據(jù)設(shè)置的生產(chǎn)節(jié)拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)速度量的模擬量值送至汽車工藝輸送鏈的變頻器，同時，各汽車工藝輸送鏈控制裝置從變頻器采集相應(yīng)的模擬量值，轉(zhuǎn)換為的實際生產(chǎn)節(jié)拍量，通過輸出系統(tǒng)反饋至中央控制裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)， 其特征在于汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)包括PBS存儲區(qū)系統(tǒng)，內(nèi)飾線系統(tǒng)，底盤線系 統(tǒng)，終端線系統(tǒng)，發(fā)動機線系統(tǒng)，儀表線系統(tǒng)，車門線系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，其特 征在于汽車車門工藝輸送系統(tǒng)包括車門上件升降機，摩擦輸送線，工藝輸送鏈 CPC鏈條輸送機、車門下件升降機及多個檢測單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)， 其特征在于還包括上位機，該上位機與中央控制裝置連接，將輸入的指令傳送 給中央控制器，并顯示各個汽車工藝輸送鏈反饋的信息。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1， 2或4所述的一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控 制系統(tǒng)，其特征在于汽車工藝輸送鏈控制裝置包括可編程邏輯控制器，輸入輸 出模塊，總線模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，基于PROFIBUS現(xiàn)場總線 的網(wǎng)絡(luò)模塊以及其上連接的輸入設(shè)備有按鈕、急停開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、 行程開關(guān)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)， 其特征在于汽車工藝輸送鏈控制裝置PLC是三菱Q02H CPU，總線模塊是 QJ71PB92D，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是Q68DAV，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊是Q68ADV和基于 PROFIBUS現(xiàn)場總線。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系 統(tǒng)，其特征在于輸出系統(tǒng)基于汽車工藝輸送鏈控制裝置、組態(tài)軟件，顯示各生 產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)、自動故障報警，紀錄故障點和調(diào)出相關(guān)的控制 程序顯示裝置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)， 其特征在于在汽車工藝輸送鏈各個工位處設(shè)有求援和緊急停止觸發(fā)裝置。
專利摘要一種汽車行業(yè)工藝鏈條速度的反饋及控制系統(tǒng)，包括中央控制裝置、汽車工藝輸送鏈控制裝置、汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)，其中中央控制裝置通過H網(wǎng)絡(luò)與多個汽車工藝輸送鏈控制裝置通訊連接，各個汽車工藝輸送鏈控制裝置分別控制相應(yīng)的汽車工藝輸送鏈系統(tǒng)，中央控制裝置根據(jù)設(shè)置的生產(chǎn)節(jié)拍，由各汽車工藝輸送鏈控制裝置自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)速度量的模擬量值送至汽車工藝輸送鏈的變頻器，各汽車工藝輸送鏈控制裝置從變頻器采集相應(yīng)的模擬量值，轉(zhuǎn)換為的實際生產(chǎn)節(jié)拍量，通過輸出系統(tǒng)反饋至中央控制裝置。優(yōu)點是根據(jù)的生產(chǎn)節(jié)拍，統(tǒng)一設(shè)定控制，并且在中央控制系統(tǒng)顯示當前的各個生產(chǎn)節(jié)拍以及在此節(jié)拍下的日產(chǎn)量，控制上簡單快捷可靠，顯示上直觀明了。
文檔編號G05B19/418GK201126538SQ20072013171
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者丁孟喜, 丁玉虎, 濤 袁 申請人:江蘇天奇物流系統(tǒng)工程股份有限公司