重型汽车前轴锻造生产线由于涉及设施较多,工序较长。而达成此类生产线的智能化控制,则需要处置的信息量较大,流程繁琐。下面以前轴锻造为例,对智能化锻造生产线的控制进行剖析。
前轴锻造工艺流程与生产线主要设施配置
前轴锻造的工艺流程为:料段加热、辊锻制坯、压弯、预锻、终锻、切边、校正。
所需设施为:中频感应电炉、φ930mm自动辊锻机、120MN热模锻重压机、16MN切边重压机、20MN液压校正机、机器人及石墨站、毛边输出链、锻件输出悬挂链等。其他应具备的压缩空气、水(软化水、自来水)、电、天然气等。
达成锻造生产线智能化的条件
前轴锻造生产的步骤:人工上料→感应加热→辊锻机自动辊锻制坯→压弯→预锻→终锻→切边→校正。
生产线地区划分
为简化通讯便于控制,对生产线进行地区划分:⑴电炉地区,该地区包括人工上料、中频电炉,属于半开放区;⑵辊锻地区,该地区包括自动辊锻机及机械手、1号机器人;⑶锻造地区,锻造主机、喷淋机器人及石墨站、2号机器人、4号机器人;⑷切边地区,切边重压机、5号机器人;⑸校正地区,20MN液压校正机、6号机器人;⑹悬链地区,毛边输送链、锻件悬挂链
智能化生产线控制系统的互联网与配置
硬件部分
生产线使用西门子profibus现场总线技术,由工控机、主站PLC、设施从站PLC及通信模块组成,总线控制系统分为两层:上层为车间监控层,由以太网控制,用来完成车间主生产设施之间的连接,达成车间级设施的监视和主控;下层为现场设施层,profibus-DP控制。通过以太网路由器PLC与总控交换机、人机界面进行信息共享,达成人机交互,从站PLC连接分布式远程IO、智能信息传感器数据采集、变频器等驱动装置的DP通信。通过每台设施中DP耦合器,各设施控制系统PLC完成与主控PLC的接口通信,从而达成控制和监视现场设施的实时运行情况,并由总控PLC来分发信号,以此达到生产线各级设施信号的迅速传递和功能连锁等功能。
⑴主控PLC的系统配置组态。
主站控制系统使用Siemens S7-319F问题安全型CPU为主控制器,总线上所有设施的生产工艺控制程序存储在主站中,并由主站实行。主站系统结构图如图3所示。
图3主站系统结构图
⑵从站PLC的系统配置组态。
以生产线中从站中频感应炉为例,作为生产线的源头出售,该部分起着至关要紧的用途,设施信息要同时反馈至下一工序辊锻机和总控,以便后续设施可以准时作出响应。
⑶DP-DP耦合器的应用。
Siemens的DP/DP Coupler作为一种互联网耦合器,配有2个独立的DP接口,用于连接两个物理上相互独立的profibus-DP互联网。DP/DP Coupler在其两侧DP互联网中都作为从站工作,以从站的方法将一侧互联网上的主站数据传送给另外一侧互联网上的主站。采用DP/DP Coupler组建的多主站profibus-DP系统,互联网状况稳定,通信靠谱,容错性能好,在任何一条互联网出现问题后,也不会影响其他互联网的正常工作。
⑷工控机达成上位监控及与问题诊断。
工控机系统主要负责生产信息的管理及生产线的实时监控,现场设施的运行状况,控制系统参数的显示,均以图形或数字形式协助操作职员准时学会生产线的信息。同时数据采集系统将生产现场有关数据进行采集分类,并将数据存储到数据库,供技术职员对统计、品质等方面的剖析。
软件部分
软件部分由PLC组态编程软件和工控机组态软件共同组成。
⑴PLC应用软件。
使用Siemens step 7 V5.5完成硬件组态、参数设置和特殊模块GSD文件的导入,通过软件编程来达成设施的控制流程。step 7组态编程灵活便捷,在线调试、仿 真功能先进,模块化的编程模式为程序设计供应了较好的技术支持。
⑵工控机组态软件。
使用Siemens WINCC 7.0组态软件,集控制、人机界面、数据系统等技术于一体,集成各种通讯接口,可以和各种智能设施互相通讯。工业以太网将各个设施信息快递给工控机数据系统,通过WINCC组态界面,明确的将数据、报警、统计等信息显示,从而达成整个生产线的智能化控制。
监控系统
控制系统需要实时学会生产线内各实行单元的运行状况。因此,需要打造监控系统,包括功能监和工艺监控。
功能监控
用于采集设施信息,功能监控信息概念为一般信息、报警信息和错误信息。针对不一样级别的信息,要拟定相应的处置方案。
⑴一般信息。
为操作职员供应的生产线尚未进入生产状况的工作参考,例如在连线时,当某个单元不可以启动时(例如,泵、主电机或控制系统),屏幕上就会出现该信息。如果信息起因发生了变化,则消息会自动在屏幕上消失。一般性信息处置方法为:自动记录,班后大全,按期维保时集中处置。
⑵报警消息。
为操作职员供应的暂时对生产没有直接影响的信息。如果消息起因发生了变化,则消息会自动在屏幕上消失。表3所示为常见报警信息。报警信息的处置:自动记录,当班完成生产时排除,不得带到下一班次。
⑶错误信息。
错误消息表示机器出现问题,它会直接影响到生产并造成设施停机。机器问题分为控制系统立即关闭、控制系统在设施本次工作完成后关闭、控制系统在机器清空运行后关闭三个级别。错误信息的处置:自动记录,立即处置。
工艺监控
工艺监控用于对设施的操作、监控和优化进行控制,以及问题起因的查找。该系统在多个方面简化了锻造生产线的操作。可以在装有Windows XP Prof.系统的一般个人电脑上运行,运行的基本程序为Siemens WinCC。数据保存在一Microsoft SQL服务器数据库中。装有该系统的电脑通过以太网与锻造生产线的其他机器设施连接。通过键盘和鼠标实行操作。系统的显示屏幕装配在控制室内的控制台上。
各种信息在相连接的机器设施工艺层面(以太网)被采集。包括测量值、设定值、运行状况、报警、警告。此外还备有配方数据、机器技术资料,维护计划等辅助信息供采用。对所采集的资料将进行重压变化状况、打 击力总计、温度变化状况、报警统计几个方面的评估。
结束语
锻造生产线的智能化控制涉及的设施多、工序长、信息量大,要充分分析到锻造行业特征和现场安全管理。同时需要对连线设施的状况、运行状况、工艺参数进行实时监控,而采取基于profibus现场总线技术的控制系统确实可行的。






