罗克韦尔自动化在随行小车技改中的应用

1 引言

在奇瑞汽车股份有限公司某总装车间，随行小车(随线式加注设备)通过气动马达驱动和控制速度，通过加注管路上的摆动杆感应接近开关来实现随行。在实际应用中，随行小车的速度不可灵活地调整。为了解决此问题，我们对随行小车的控制系统进行改造，实现以下功能：使用变频器代替气动马达，实时调整随行小车速度。为了保证速度参数不被随意更改，设置密码保护。使用超声波开关代替随行小车上的接近开关来检测，随行小车随车身同步前行，进行整车加注，如图1所示。

图1 装配线上的加注随行小车

2 小车随行电控原理

在改造之前，首先分析随行小车的工作过程如图2所示。在轨道a、c处安装接近开关，用于检测随行小车的原位和到位。在轨道e、f处安装行程开关，用于检测随行小车是否超过行程，并且在轨道两末端都安装机械档板保护，起到安全保护作用。在轨道g处安装接近开关，用于随行小车返回时的减速，实现随行小车快到原位时缓慢停止。在轨道h处安装接近开关，用于随行小车快到位时的报警提示。在随行小车b上安装超声波开关d，实现随行小车与车身的同步跟踪。在随行小车的加注头托架上安装加注头原位接近开关，用于检测加注头是否回到原位。

图2 随行小车的工作过程

2.1 自动跟踪过程

在轨道a、c处中间，当随行小车加注头拿起时，超声波开关检测是否有车身，如果有车身，随行小车自动跟踪车身运行。当随行小车到达h处时，蜂鸣器通过蜂鸣提示操作人员随行小车将要到位；当随行小车到达c处时，随行小车停止，并且生产线停止，直到随行小车离开c处。

　　2.2 自动返回过程

加注完毕后，当加注头放回原位时，按一下返回按钮，随行小车自动返回到a处。在向a处返回的过程中，当随行小车到达g处时，小车减速，缓慢返回到a处停止运行。在小车返回到a处的过程中，操作者可以拿起加注头进行加注，这时随行小车又会自动进行跟踪。

　　2.3 手动操作

　　在自动跟踪和自动返回过程中，操作人员可以对随行小车进行手动前进和手动后退操作。

3 硬件改造

随行小车控制系统的plc与人机界面panelview300通过rs232线(是平行线并非交叉线)进行连接，plc与变频器通过中间继电器来交换信号。在人机界面中设置随行小车的随行速度、手动前进和返回速度，plc与人机界面进行通讯，实时读取人机界面中设定的速度值，通过模拟量电压输出模块，将数字信号转换成电压信号，输出给变频器，灵活地控制随行小车的速度。

　　随行小车采用rockwell公司的slc 5/05控制系统，其cpu带以太网接口和rs232串口，其中以太网接口用于plc程序的下载、上传以及监控，rs232串口用于同人机界面panelview300进行数据交换。改造之后，控制系统在原有基础上增加了以下硬件：模拟量输出模块(1746-no4v)、siemens公司的micromaster 440系列2.2kw变频器、变频电机、用于同步跟踪的超声波开关和接近开关，以及用于plc与变频器交换信号的接触器和继电器。

西门子440变频器接线图参见图3所示。端子3和端子4是变频器的模拟信号输入的正负端，该信号从plc系统的模拟量电压输出模块而来，接收电压范围是0~10v。端子5是变频器的运行/停止信号，端子6是变频器的反转信号，端子7是变频器的故障复位信号。当端子5有信号，而端子6没有信号时，变频器有正转启动信号；当端子5和端子6都有信号时，变频器有反转启动信号。使用基本操作板(bop)调试变频器，变频器参数设置见表1。

图3 西门子440变频器接线图