目錄目錄
1 緒論
1.1汽車涂裝在生產(chǎn)的重要應(yīng)用
1.2汽車涂裝線的發(fā)展
1.3目前涂裝線存在的問(wèn)題
1.4研究的目的和意義
1.5本文的主要研究?jī)?nèi)容和工作
2 汽車涂裝線的組成
2.1 電泳技術(shù)
2.2 汽車涂裝技術(shù)要求
2.3 涂裝線基本組成部分的作用
2.4對(duì)涂裝線自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求
3 涂裝線自動(dòng)化行車
3.1自動(dòng)化行車基本運(yùn)行情況
3.2自動(dòng)化行車的設(shè)計(jì)要求
3.3繼電接觸控制自動(dòng)化行車
4 PLC控制自動(dòng)化行車
4.1可編程控制器技術(shù)
４.１.1可編程序控制器的工作原理和分類
４.１.2可編程序控制器的特點(diǎn)
4.2 PLC控制自動(dòng)化行車
4.3 PLC控制設(shè)計(jì)
4.3.1生產(chǎn)工藝流程
4.3.2 電氣原理圖
4.3.3程序編寫
5 結(jié)束
5.1 結(jié)論與展望
5.2 PLC的工業(yè)自動(dòng)化
1 緒論
1.1汽車涂裝在生產(chǎn)的重要應(yīng)用涂裝對(duì)于汽車制造來(lái)說(shuō)有兩個(gè)重要作用：1、增強(qiáng)汽車的防腐蝕能力。2、增加汽車的外觀美。據(jù)資料表明，國(guó)內(nèi)外每年因金屬銹蝕造成的損失相當(dāng)驚人。由世界銀行提供資料表明，1996年美國(guó)國(guó)民總產(chǎn)值為74335億美元，因金屬腐蝕損失約為2000億美元，約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2.7%。而汽車是以鋼材金屬為主的工業(yè)制品，若不能很好解決金屬腐蝕問(wèn)題，將嚴(yán)重影響汽車的使用壽命和外觀，因此汽車自問(wèn)世，就與涂裝結(jié)下了不解之緣。
1.2汽車涂裝線的發(fā)展國(guó)內(nèi)汽車涂裝業(yè)主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：
1、五十年代到六十年代中期，國(guó)內(nèi)只有長(zhǎng)春第一汽車廠一個(gè)專業(yè)制造汽車的廠家，汽車涂裝主要是引進(jìn)前蘇聯(lián)的汽車車身涂裝生產(chǎn)線，操作方式均為手工操作，噴漆室為簡(jiǎn)易的側(cè)抽風(fēng)水幕式，輸送方式采用普通懸掛鏈，涂裝工藝水平不高。
2、六十年代中期到八十年代中期，隨著國(guó)外汽車的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)二汽和上汽的建成投產(chǎn)，汽車涂裝技術(shù)有了一個(gè)大的提高，開(kāi)發(fā)并采用了陽(yáng)極電泳涂裝以及濕碰濕面漆涂裝工藝，表面活性劑清洗、輻射烘干和靜電噴涂等涂裝技術(shù)。
3、八十年代中期到九十年代中期，隨著轎車生產(chǎn)線的引進(jìn)，國(guó)內(nèi)汽車涂裝技術(shù)也進(jìn)入了前處理磷化處理、陰極電泳涂裝和面漆自行靜電噴涂等先進(jìn)涂裝技術(shù)。
4、九十年代中期到現(xiàn)在，隨著歐美日不同系統(tǒng)的轎車車型的不斷引進(jìn)，我國(guó)轎車進(jìn)入規(guī)模化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)階段，汽車涂裝技術(shù)水平也跨入了世界較先進(jìn)行列，機(jī)器人自動(dòng)靜電噴涂技術(shù)、全浸式磷化處理、陰極電泳涂裝技術(shù)、滑撬輸送系統(tǒng)、集中送排風(fēng)的大型上送風(fēng)下抽風(fēng)噴漆室、帶廢氣處理的燃燒爐(TAR)烘干爐系統(tǒng)、中央控制技術(shù)等國(guó)際先進(jìn)的汽車涂裝技術(shù)和裝備在轎車涂裝行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。由于國(guó)內(nèi)重型載貨汽車行業(yè)都是國(guó)內(nèi)廠家自主研制的產(chǎn)品，生產(chǎn)設(shè)備要求不高，自動(dòng)化程度不高，沒(méi)有采用機(jī)器人自動(dòng)靜電噴涂，沒(méi)有在前處理電泳底漆線采用雙工位生產(chǎn)方式，多品種柔性化生產(chǎn)情況，重型載貨汽車涂裝線技術(shù)還處在一個(gè)比較低的技術(shù)水平。
1.3目前涂裝線存在的問(wèn)題目前涂裝線系統(tǒng)主要采用由繼電器接點(diǎn)控制系統(tǒng)，其缺點(diǎn)：由于采用固定接線形式?jīng)]有靈活性和通用性，在工藝要求提出后才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化生產(chǎn)，并且采用觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，動(dòng)作有延時(shí)并伴有電弧產(chǎn)生，造成觸點(diǎn)損壞，以致動(dòng)作不可靠維護(hù)不方便。而且浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力資源，不利于工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。
1.4研究的目的和意義工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)在和未來(lái)工業(yè)發(fā)展的必然之路。對(duì)于涂裝線生產(chǎn),涂裝設(shè)備的發(fā)展很快,不斷有新技術(shù)現(xiàn),不可能大量更新裝備,舊的裝備還需要在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮其潛力,這就需要在舊裝備上進(jìn)行一定的改造。在電泳涂裝生產(chǎn)線中引入PLC工業(yè)控制技術(shù),使原有設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性得到改善,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為今后電泳涂裝生產(chǎn)線的改造提供了參考。
1.5本文的主要研究?jī)?nèi)容和工作本文主要通過(guò)對(duì)目前汽車行業(yè)涂裝線存在的一些不方便進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，引入現(xiàn)在常用的PLC來(lái)控制涂裝過(guò)程，比起以前的人工控制節(jié)省了時(shí)間提高了工作效率，產(chǎn)品產(chǎn)量得到極大提高，而且利用自動(dòng)控制設(shè)備完成的噴涂工作噴涂質(zhì)量好，延長(zhǎng)了使用壽命。
第一章主要介紹了汽車涂裝在汽車生產(chǎn)中的重要性，以及目前汽車行業(yè)涂裝線的組成及其存在的一些缺點(diǎn)。
第二章系統(tǒng)介紹汽車涂裝線的組成，包括技術(shù)要求、參數(shù)設(shè)定和一些基本概念，是引進(jìn)PLC控制的前提。
第三章著重闡述涂裝線中自動(dòng)化行車的運(yùn)行原理和工作職能，并且在目前涂裝線中引入自動(dòng)化行車的現(xiàn)實(shí)意義，是本文的重要部分。
第四章重點(diǎn)介紹使用PLC控制自動(dòng)化行車，其中有PLC的設(shè)計(jì)編程、控制布線、工藝設(shè)計(jì)等，是整篇文章的重中之重。
第五章主要對(duì)PLC在以后的自動(dòng)化控制中做一個(gè)瞻望，以及對(duì)本設(shè)計(jì)的一個(gè)總結(jié)。
2 汽車涂裝線的組成汽車涂裝車間的控制系統(tǒng)主要分為三個(gè)層次：監(jiān)控層，控制層和設(shè)備層。每個(gè)層次使用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的軟硬件配置，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。（本文只討論控制層的設(shè)計(jì)，不涉及其他層的開(kāi)發(fā)研究。）控制層主要采用PLC控制單元以及現(xiàn)場(chǎng)總線接受來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)（數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)），經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)的存儲(chǔ)的控制程序的運(yùn)算和處理后，發(fā)出相應(yīng)的指令（輸出信號(hào)）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。
涂裝線主要由以下部分組成。
（1）前處理—電泳線：包括前處理、電泳、電泳后沖洗、電泳烘干室及強(qiáng)冷室等。
（2）PVC線：包括粗細(xì)密封照明工位、PVC噴膠室、PVC烘干室及強(qiáng)冷室等。
（3） 中涂線：包括底漆打磨室、中涂擦凈噴漆室、晾干間、中涂烘干室等。
（4）面漆線：包括鈑金修理、中涂打磨間、面漆擦凈噴漆室、晾干間、面漆干室及強(qiáng)冷等。
（5）修飾噴蠟點(diǎn)修補(bǔ)線：包括面漆修飾工位、噴蠟間、點(diǎn)修補(bǔ)。
涂裝流程如圖2.1所示。
圖 2.1 涂裝流程
2.1 電泳技術(shù)電泳就是溶液中帶電粒子（離子）在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象。利用帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)速度不同而達(dá)到分離的技術(shù)稱為電泳技術(shù)。1937 年瑞典學(xué)者 A.W.K.蒂塞利烏斯設(shè)計(jì)制造了移動(dòng)界面電泳儀 ，分離了馬血清白蛋白的3種球蛋白，創(chuàng)建了電泳技術(shù)。在確定的條件下，帶電粒子在單位電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離（即遷移率）為常數(shù)，是該帶電粒子的物化特征性常數(shù)。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質(zhì)比不同，在同一電場(chǎng)中電泳，經(jīng)一定時(shí)間后，由于移動(dòng)距離不同而相互分離。分開(kāi)的距離與外加電場(chǎng)的電壓與電泳時(shí)間成正比。
按分離原理的不同，電泳分為 4類：移動(dòng)界面電泳、區(qū)帶電泳、等電聚焦電泳和等速電泳。
本文所研究的涂裝生產(chǎn)就是利用電泳技術(shù)完成對(duì)工件的涂裝。
2.2 汽車涂裝技術(shù)要求生產(chǎn)方式：空中積放鏈
工件類型：車身
電泳方式：陰極電泳
工序：如表2.1所示。
表 2.1 生產(chǎn)工序
2.3 涂裝線基本組成部分的作用（1）前處理：車件用鑄鋼制造而成，由于在制造過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)工藝，以及鋼鐵本身的特點(diǎn)極易造成車件生銹沾染油污，電泳前必須做除銹、除油、除酸、脫脂等處理。
（2）電泳：將前處理后的車件放入電泳液中電泳，使車件完成涂漆工作。
（3）烘干：將電泳完的車件送入烘干爐做烘干處理。
（4）滑橇：傳動(dòng)設(shè)備，作用于前處理、電泳和烘干的整個(gè)過(guò)程，與各個(gè)過(guò)程配合完成整個(gè)車件涂裝工作。
2.4對(duì)涂裝線自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求（1）電泳槽液的溫度控制。按照設(shè)定值進(jìn)行溫度自動(dòng)控制，保證槽液溫度范圍在29～31℃之間。
（2）出槽噴淋。在純水洗、電泳、UF1 水洗、UF2 水洗工位，當(dāng)工件出槽時(shí)，根據(jù)工藝要求自動(dòng)識(shí)別工位，進(jìn)行相應(yīng)的新鮮純水或超濾水槽上噴淋，提高和改善涂膜表面質(zhì)量，減輕二次流痕。
（3）電泳。按照定長(zhǎng)時(shí)間分兩段通不同的電壓值，使槽液中的成膜物質(zhì)泳涂到工件表面上。
（4）極液電導(dǎo)率控制。按照設(shè)定值850μs/cm自動(dòng)控制。
（5）槽液液位控制。通過(guò)液位計(jì)、電磁閥實(shí)現(xiàn)PLC 對(duì)電泳槽、極液槽的液位控制。
（6）各電動(dòng)機(jī)的手動(dòng)、自動(dòng)起動(dòng)和停機(jī)。
（7）實(shí)施監(jiān)測(cè)并顯示各設(shè)備的運(yùn)行情況，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線幾個(gè)故障信息的自動(dòng)聲光報(bào)警。
3 涂裝線自動(dòng)化行車自動(dòng)化行車具有自動(dòng)化程度高、承載大、運(yùn)行可靠、輸送工件體積大、工件垂直升降、節(jié)省空間、適用多種工況等諸多優(yōu)點(diǎn)，在許多自動(dòng)化生產(chǎn)線得到推廣和應(yīng)用，如大型客車的車身、汽車的車架前處理自動(dòng)化生產(chǎn)線，大規(guī)格型材表面處理自動(dòng)化生產(chǎn)線、大型工件表面處理自動(dòng)化生產(chǎn)線等，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，徹底解決了在這些惡劣生產(chǎn)線環(huán)境下工作時(shí)，存在的生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、對(duì)操作人員產(chǎn)生身體傷害等問(wèn)題。自動(dòng)化程控行車由機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)和自動(dòng)化控制兩部分組成。其中機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)包含有垂直升降機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、安全裝置、結(jié)構(gòu)件等部分；自動(dòng)化控制部分包含有上位監(jiān)控機(jī)、PLC、變頻器、檢測(cè)元件等硬件部分以及管理程序、控制程序、故障檢測(cè)程序等軟件部分。
3.1自動(dòng)化行車基本運(yùn)行情況電鍍車間自動(dòng)化行車是涂裝車間專門為提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提出制造的一種專用自動(dòng)起吊設(shè)備。它采用遠(yuǎn)距離控制，起吊重量可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的電動(dòng)機(jī)。起吊物品是待進(jìn)行電鍍及表面處理的各種工件。其具體流程圖如圖3.1所示。
圖3.1 自動(dòng)化行車流程示意圖
電鍍車間有多個(gè)電鍍槽，其作用各部相同，本系統(tǒng)只考慮五個(gè)電泳槽作用，分別為脫脂、酸洗、電泳、水洗。實(shí)際情況是根據(jù)生產(chǎn)方需要具體設(shè)定。本文設(shè)計(jì)五個(gè)電泳槽，分別標(biāo)記為1槽、2槽…5槽。
在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將待電鍍零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)化行車便提升，到一定高度后自動(dòng)逐段前進(jìn)。按工藝要求在需要停留的的槽位停止，然后自動(dòng)下降，停留一段時(shí)間后再自動(dòng)提升，再前進(jìn)。如此反復(fù)，完成電鍍工藝規(guī)定的每一個(gè)工序，直到生產(chǎn)線末端，自動(dòng)返回原位。
設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通小型車身結(jié)構(gòu)相似，跨度較小，但要求準(zhǔn)確停穩(wěn)，以便吊籃能準(zhǔn)確進(jìn)入電鍍槽。工作時(shí)，自動(dòng)化行車除了能前進(jìn)/后退與吊籃提升/下降運(yùn)動(dòng)外，還能調(diào)整吊籃小車的左右移動(dòng)。
3.2自動(dòng)化行車的設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)由三臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制完成，而且每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)功能，分別由KM1、KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)，由KM3、KM4和KM5、KM6分別控制前進(jìn)后退電動(dòng)機(jī)M2和升降電動(dòng)機(jī)M3的正反轉(zhuǎn)。
左右行電動(dòng)機(jī)M1為短時(shí)點(diǎn)動(dòng)工作，故不需要設(shè)過(guò)載保護(hù)，而M2、M3則有相應(yīng)的熱繼電器保護(hù)
主電路有隔離開(kāi)關(guān)QF控制。
為保證準(zhǔn)確停位，M2與M3不會(huì)同時(shí)工作，有互鎖作用，并且可以用同一直流電源實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。
考慮到升降運(yùn)動(dòng)有一定的重量，在行車平移中需設(shè)置電磁閥抱閘制動(dòng)。
3.3繼電接觸控制自動(dòng)化行車繼電接觸控制可以較好地完成設(shè)計(jì)工藝要求，而且成本比較低、易操作，在一些要求不高的生產(chǎn)線中得到了廣泛的應(yīng)用。常用的繼電接觸電器主要有接觸器、繼電器、熔斷器、斷路器和隔離器等等。由于繼電器順序邏輯控制系統(tǒng)有大量的活動(dòng)觸點(diǎn)和元器件，只要其中任一部件或觸點(diǎn)故障，將造成系統(tǒng)的故障。另外，它的體積和重量較大，維修的工作量也較大。因此在某些自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)系統(tǒng)中繼電接觸控制就不再滿足要求，PLC控制就隨之而產(chǎn)生�！ �
4 PLC控制自動(dòng)化行車
4.1可編程控制器技術(shù)可編程序控制器(PLC，Programmable Logic Controller)是由早期繼電器控制系統(tǒng)與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的，它是以微處理器為主的一種工業(yè)控制儀表，它融計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)于一體，集順序控制、過(guò)程控制和數(shù)據(jù)處理于一身，可靠性高、功能強(qiáng)大、控制靈活、操作維護(hù)簡(jiǎn)單。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國(guó)國(guó)際電工委員會(huì)于1952年頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案，1985年提交了第二版，1987年的第三版對(duì)可編程序控制器作了如下的定義：“可編程序控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程�？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按照易于與控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”總之，可編程控制器也是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍。在初期邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)上，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)等功能模塊，形成了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)調(diào)節(jié)。尤其是PLC把專用的數(shù)據(jù)高速公路(HIGHWAY)改成通用的網(wǎng)絡(luò)，并逐步對(duì)各PLC生產(chǎn)廠家之間的通信規(guī)約規(guī)范化，使得PLC有條件和其它各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)集成，以組成大型的控制系統(tǒng)，也使PLC系統(tǒng)具備了DCS的形態(tài)，使得PLC的應(yīng)用拓展到連續(xù)過(guò)程控制領(lǐng)域，基于PLC的DCS系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。
４.１.1可編程序控制器的工作原理和分類當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。
(1)輸入采樣——檢查各輸入的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，將這些狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)為下一階段使用。
(2)執(zhí)行程序——然后PLC按用戶程序中的指令逐條執(zhí)行，但是把執(zhí)行結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)。
(3)刷新輸出——按第一階段的輸入狀態(tài)，在第二階段執(zhí)行程序，在本階段將確定的結(jié)果輸出予以刷新。
完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。PLC對(duì)信號(hào)的輸入、數(shù)據(jù)的處理和控制信號(hào)的輸出分別在一個(gè)掃描周期的不同時(shí)間進(jìn)行的方式有助于排除系統(tǒng)受到的干擾。
可編程控制器的設(shè)計(jì)思想是盡可能地利用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)去滿足用戶的需要，PLC與繼電器接觸器控制電路的一個(gè)本質(zhì)區(qū)別就是除了必要的與外部物理世界的接口(即I/0點(diǎn))外，其它的邏輯功能均在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。這些邏輯功能不僅可以取代，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)諸如中間繼電器、時(shí)間繼電器等硬件邏輯所能達(dá)到的功能，從而為PLC在可靠性和便利性上形成特色奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)PLC的功能可分類如下:
(l)邏輯控制。
(2)定時(shí)控制。
(3)計(jì)數(shù)控制。
(4)步進(jìn)(順序)控制。
(5)PID控制。
(6)數(shù)據(jù)控制:PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。
(7)通信和聯(lián)網(wǎng)。
(8)其它:PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。
４.１.2可編程序控制器的特點(diǎn)PLC的主要特點(diǎn)可概括如下:
1、高可靠性
(1)所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。
(2)各輸入端均采用濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。
(3)各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。
(4)采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。
(5)對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。
(6)良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障造成的損失擴(kuò)大。
(7)大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或者三個(gè)CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步提高。
2、采用模塊化結(jié)構(gòu)
為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLＣ均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。
3、豐富的I/O接口模塊
PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如開(kāi)關(guān)量或模擬量、交流或直流、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，都有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備等直接連接，如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等。另外，為了提高操作性能，它還有多種人—機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。
4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)
PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。
5、安裝簡(jiǎn)單，維修方便
PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接即可。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用了模塊化結(jié)構(gòu)，一旦系統(tǒng)中某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。
4.2 PLC控制自動(dòng)化行車PLC要完成自動(dòng)化行車控制系統(tǒng)的功能
(1)開(kāi)關(guān)量輸入：如電動(dòng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)控制信號(hào)、電動(dòng)機(jī)過(guò)載信號(hào)、工件到位信號(hào)、外圍設(shè)備運(yùn)行/故障信號(hào)、電磁閥手動(dòng)信號(hào)、液位信號(hào)等通過(guò)24V 電壓與PLC 輸入端相聯(lián)。
(2)模擬量輸入：分別通過(guò)熱電阻、電導(dǎo)率變送器對(duì)槽液溫度、極液電導(dǎo)率等信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀的輸出繼電器輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，送入PLC輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制回路，使溫度和電導(dǎo)率自動(dòng)地穩(wěn)定在符合工藝要求的設(shè)定值上。
(3)開(kāi)關(guān)量輸出：控制設(shè)備的起動(dòng)或停止、開(kāi)或關(guān)，如噴淋電磁閥、冷卻電磁閥、液位控制電磁閥、分段整流信號(hào)、循環(huán)泵、送排風(fēng)機(jī)起停、外圍設(shè)備運(yùn)行/故障指示及聲光報(bào)警等。
(4)自動(dòng)化任務(wù)：能夠根據(jù)工藝要求完成各種操作。自動(dòng)化程序能快捷無(wú)誤地進(jìn)行，而且在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)能有自動(dòng)報(bào)警、糾錯(cuò)和記憶功能，能完成對(duì)錯(cuò)誤的改正、阻止。每次任務(wù)能有自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式。
4.3 PLC控制設(shè)計(jì)4.3.1生產(chǎn)工藝流程本系統(tǒng)有5個(gè)槽，在槽1處為裝料位，工人將車架裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)化行車便提升并逐段前進(jìn)。按工藝要求在每個(gè)槽停止，并自動(dòng)下降，停留一段時(shí)間后自動(dòng)上升，如此完成每道工序。最后繼續(xù)前進(jìn)到槽5，結(jié)束任務(wù)，并發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)返回。如圖4.1所示。
圖4.1 工藝流程圖
4.3.2 電氣原理圖（1）主電路圖
圖4.2 電氣主接線圖
(2)電氣安裝板元件布置示意圖
圖4.3 安裝布置圖
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| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：1槽 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：2槽 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：3槽 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：4槽 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：5槽 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：提升 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：提升 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：前移 |
| | 限位開(kāi)關(guān)（常開(kāi)）：前移 |
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（3）控制電路表
表4.1 PLC輸入/輸出地址分配表
4.3.3程序編寫本文只對(duì)其中幾個(gè)重要的典型的程序編寫討論
（1）自動(dòng)手動(dòng)控制
Network 1
LD I1.0
A I0.0
A I0.6
O M0.0
A I1.1
= M0.0
Network 2
LD M0.0
CALL SBR0
（2）左右行電機(jī)能耗制動(dòng)
Network 1 //
LDN Q0.5
ON Q0.6
TOF T47, 100
Network 2
LDN Q0.5
AN Q0.6
A T47
= Q0.7
（3）槽3的運(yùn)行控制
Network 1
LD I0.2
= M1.0
Network 2
LD M1.0
AN Q0.5
AN Q0.6
AN Q1.1
= Q1.2
Network 3
LD I0.6
= M1.1
Network 4
LDN M1.1
TOF T37, 1200
= Q0.5
= Q0.6
Network 5
LDN Q0.5
AN Q0.6
AN Q1.2
A T37
5 結(jié)束5.1 結(jié)論與展望工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)在和未來(lái)工業(yè)發(fā)展的必然之路。對(duì)于涂裝線生產(chǎn),涂裝設(shè)備的發(fā)展很快,不斷有新技術(shù)出現(xiàn),不可能大量更新裝備,舊的裝備還需要在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮其潛力,這就需要在舊裝備上進(jìn)行一定的改造。在電泳涂裝生產(chǎn)線中引入PLC工業(yè)控制技術(shù),使原有設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性得到改善,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為今后電泳涂裝生產(chǎn)線的改造提供了參考。
用PLC對(duì)電鍍生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制,簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線,提高了控制系統(tǒng)的靈活性、可靠性,增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力,使系統(tǒng)功能完善、操作簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定、維護(hù)量小. 經(jīng)模擬調(diào)試,手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)四種工作方式均可正常可靠運(yùn)行.
傳統(tǒng)PLC用戶程序都是放在一個(gè)統(tǒng)一的程序單元中，現(xiàn)在可以進(jìn)行多模塊組織，把程序分解成不同的、功能較單一的小程序、函數(shù)或功能塊，以塊為單位設(shè)計(jì)及調(diào)試，然后再按照需要用主程序去調(diào)用這些塊，以期達(dá)到以下目標(biāo)：
（1）程序邏輯清晰，可讀性強(qiáng)；
（2）程序便于更改，可改性好；
（3）程序標(biāo)準(zhǔn)化，可移植性強(qiáng)；
（4）實(shí)現(xiàn)多人參與編程，提高編程的速度。
5.2 PLC的工業(yè)自動(dòng)化整個(gè)涂裝車間的輸入/輸出信息形式多樣(包括圖像、圖形、文字、語(yǔ)音、數(shù)字等多媒體形式)，信息量大，對(duì)系統(tǒng)功能要求高�？刂票O(jiān)視任務(wù)不僅僅限于單機(jī)的檢測(cè)和控制問(wèn)題，而且還實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)車間的監(jiān)控、故障診斷、物流優(yōu)化、生產(chǎn)預(yù)報(bào)和調(diào)度。以PLC和計(jì)算機(jī)為核心的信息處理機(jī)制完成對(duì)綜合信息的管理、生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)劃、調(diào)度、監(jiān)視與自動(dòng)化控制。這就是所謂的“全集成自動(dòng)化”，“全集成自動(dòng)化”就是在生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中，提高效率，降低成本的全面解決方案。在“全集成自動(dòng)化”中，PLC結(jié)合PC解決方案，自動(dòng)化計(jì)算機(jī)，人機(jī)界面系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)控制，以及分布式系統(tǒng)等。其數(shù)據(jù)管理，通信，組態(tài)和編程三者有一致的數(shù)據(jù)庫(kù)和通信協(xié)議等，形成一個(gè)整體。這種三重一致的集成擴(kuò)展到整個(gè)自動(dòng)化領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外的汽車制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)都向著這種“全集成自動(dòng)化”發(fā)展。
目前，我國(guó)汽車工業(yè)涂裝生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展較國(guó)外先進(jìn)技術(shù)在不斷縮小，但仍有很大的差距，使用總線控制技術(shù)，以太網(wǎng)控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)汽車廠使用的仍然不夠充分，所以我們瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外技術(shù)前沿，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，開(kāi)發(fā)采用了各種先進(jìn)的控制技術(shù)的涂裝生產(chǎn)線，其穩(wěn)定和高效的運(yùn)行必將帶來(lái)重要商機(jī)，對(duì)于促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展、引導(dǎo)汽車工業(yè)生產(chǎn)線高端自動(dòng)化控制的發(fā)展都具有深遠(yuǎn)的意義。
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