《迁车台电气控制自动化设计与调试.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《迁车台电气控制自动化设计与调试.docx(5页珍藏版)》请在第壹文秘上搜索。
1、通过对现有迁车台使用中存在的各种缺陷具体分析,提出改进思路,根据生产流程设计程序,并进行实际改造调试,提升了迁车台自动化程度,实现了多地控制、大车自动对道等功能。1序言迁车台在笔者公司货车生产中担负重要任务,是将货车及其配件运送到指定工位的移动装备。传统迁车台大车、牵引动作都采用凸轮控制器控制,电动机采用绕线型异步电动机,通过改变电动机转子串联电阻值实现调速功能。首先,在使用过程中,凸轮控制器触头因电流大而经常损坏,易造成电动机缺相运行;其次,各挡位电阻值恒定,电动机调速性能差叫直接起动转矩大,增加了机械部件的损耗;再者,传统迁车台需23人才能完成牵调工作。为了降低故障率、提高迁车台效率且达到
2、优员增效的效果,从电气元件、控制程序和综合调试等几方面入手,制定了完备的升级改造方案,提升了迁车台的性能,使其在公司货车生产过程中发挥出更高的效率。2电气元件选型在电气元件选型时,由于既要考虑功能需求,还要考虑工作环境因素,所以在设计电气控制系统时,电气元件必须具备抗振动、抗干扰和通信功能强大等要求,综合以上要求,选择台达ES2可编程控制器(PLC)+MCGS触摸屏的方案。ES2系列PLC指令功能齐全、抗干扰抗振动及故障自诊断优势明显,配备了1组RS232、2组RS485通信端口,可以与任何符合MODBUS通信格式的产品进行数据传输。有模拟量输入输出的专用扩展模块;MCGSTCPIO61Ti触
3、摸屏是CPU主频达300MHZ的高性能嵌入式一体化触摸屏,抗振性能强,耐高低温、高湿度,适合户外设备应用;具有串口通信和以太网接口,满足与PLC变频器的通信功能。3控制程序设计为了提升迁车台自动化程度,实现大车自动对道、迁车台单人操作等功能,采用触摸屏+PLC+变频器+无线控制系统。将操作按钮绘制在触摸屏上,通过操作触摸屏界面控制PLC程序,再根据PLC模拟量输出控制变频器驱动电动机运转明加装无线装置,可以远程控制迁车台运行。根据迁车台的运行工艺,将程序分为大车控制和牵引控制两部分。1)大车控制设置了手动、自动程序。当手动程序控制时,大车按照选定速度在规定范围内运行;当自动程序控制时,大车运行
4、可实现自动对道。为了达到大车自动对道的效果,在大车轮附近安装从动轮,使其与轨道紧密贴合;在从动轮上安装编码器,使其跟随从动轮同步转动。将大车开到起始位置,并设置为原位。测算从动轮转动一周大车运行的距离;将所有轨道设置编号,再测量各轨道与原位之间的距离;大车运行前,选定目标轨道编号,系统根据目标轨道位置与大车编码器数值,自动计算大车位置与目标轨道之间的距离,然后大车向目标轨道运行,编码器计数,实时显示大车运行距离,当到达目标轨道范围内时变为低速运行,到达设定位置停止运行。2)为了优化人员配置,在设计牵引动作控制时,加装一套无线控制系统。以往牵调作业时,一人负责控制牵引电动机,还需要另一人拉拽牵绳
5、,需双方紧密配合。加装无线控制系统后,牵引动作无需在控制台操作,操作人员可在拉绳时同时操控遥控器就能使牵引电动机动作,并根据牵引速度设置不同挡位,可实现牵车、运料单人操作。3)为了方便操作人员使用,在迁车台4个角都加装了控制箱,可在不同位置操作。为了加强系统安全性,设置东南方向控制箱为主站,其余3个控制箱为子站。为了提高系统的稳定性,主站采用台达DVP系列PLC专用子设备,转发信号采用MOdbUSTCPiP数据转发设备。子站作为信号转发站,全部采用标准ModbusTCPIP数据转发设备与主站各子设备对应。4现场运行调试(1)校准大车坐标大车自动控制时,靠编码器定位来确定大车位置,但在调试过程中
6、发现:因为编码器安装在从动轮上,所以在大车运行过程中,编码器会因车轮打滑、振动等问题造成定位偏差,导致对道不精准。为了消除偏差,改进对道方式如下。在车身安装感应开关,并在每条轨道对应地面设置定位装置,确定每个定位装置坐标。大车运行前期高速行驶,每到达一个定位装置时,感应开关检测到定位装置后,系统会将此定位装置坐标写入大车定位系统,替换掉编码器所测量数值,以固定坐标来校准大车位置,这样每经过一个定位装置,系统就会校准一次大车位置,确保了编码器误差不会累积,最大程度上确保了大车位置的准确性,消除了编码器偏差影响。当大车到达目标轨道设定范围内时改为低速运行,停车不再单纯依靠编码器数值,同时检测感应开
7、关与定位装置对应位置,只有当感应开关与定位装置持续对应达到3s时,大车才算完成对道,否则大车会继续执行对道程序,直至对道完成。大车自动对道流程如图1所示。用坐标数值加感应开关两种方式相结合来完成自动对道,保证了精准对道的可靠性。图1大车自动对道流程(2)手动控制保护大车手动控制时,迁车台起动频率过高、加减速时间较短会造成迁车台晃动,影响行车安全性。为了使迁车台平稳运行,除了调整变频器加减速时间外,还在程序中限制了大车起动时间与起动频率。在大车起动时,先以较低频率运行5s,5s后方可切换频率改变速度;为防止大车高速运行时点动操作,大车突然降低运行频率造成迁车台晃动,设置大车高速运行保护:每隔0.
8、5s采集一次编码器定位数据,根据两次所采集数据差值计算运行速度,当速度达到0.5ms时,判定大车高速运行,此时点动大车,大车以选定频率运行;当速度低于0.5ms时,判定大车低速运行,此时再点动大车,大车按起动程序低速运行。(3)抗干扰措施较大功率变频器所产生的干扰,会造成控制回路电源不稳、谐波大及DC24V开关型信号混乱不受控,抗干扰能力强的串口通信都会无法正常工作。抗干扰措施包括:变频器两个接地点可靠接地(接地点远离控制系统接地点);在控制电源侧加装电源滤波器,有效消除谐波;所有通信线采用屏蔽线,屏蔽层可靠接地等。5结束语迁车台作为笔者公司货车生产环节必不可少的装备,其应用范围广、使用频率高,迁车台工作效率直接影响了货车生产节拍。此次系统化升级改造提升了迁车台自动化程度,实现了多地控制、大车自动对道等功能的实际应用,完成了迁车台单人操作功能试验,同时降低了设备的故障率,保障r公司货车生产进度,也为相关装备的升级改造提供了思路。