可編程控制器在懸掛自行小車輸送線的應用

摘要：基于PLC控制系統懸掛式自行小車系統簡單、易用、可靠性高 ，同時具有較大的靈活性和可靠性 ，廣泛用于工業物料輸送線中。分析了自行小車的集散控制系統 ，分解單臺自行小車的控制。

關鍵詞：自行小車 PLC 輸送線

1.引言

懸掛式自行小車系統現已被廣泛用于汽車制造、工程機械、智能倉儲等各種行業。這樣既方便了物資的傳遞和檢驗，又給制造型企業帶來了更多經濟效益。本文以河南某汽車生產公司電泳涂裝懸掛自行小車輸送線系統自動控制進行研究和設計，應用西門子公司的S7-300、S7-200以及觸摸屏配合，實現對輸送系統的控制和監控。本文對其自控系統進行簡要介紹。

2.懸掛自行小車輸送線組成

自行小車是在特定的空中軌道上運行的電動小車，可組成一個承載的，全自動的物料搬運系統。其組成是由鋼結構、懸吊裝置、軌道、平移道岔、垂直升降裝置、小車、電動葫蘆、吊具、安全滑觸線、集電器、傳感器以及控制系統等組合而成。由于該系統集光、機、電、計算機等技術于一體，所以它是高度自動化新型物料輸送的關鍵設備。

3.懸掛自行小車輸送線控制系統

3.1系統簡介

目前自行小車輸送線有多種控制方式，本系統中采用集散控制方式。整個自行小車線為一封閉環形，由工字鋼軌道形成，工字鋼軌道側面裝有滑觸線 ，給自行小車提供電源及控制信號。整個環線分為若干工位，每個工位上設置地面按鈕站（對自行小車進行手動控制），電源線滑觸線在整個環線上是貫通的環線上自行小車的數量由生產線節拍決定并可自行增減 ，整條線為集散控制方式 ，單臺小車既可在工位段單獨停靠，也可在積放段同時停靠。

3.2系統主控程序

本系統主控部件安裝在控制室的控制柜中，以西門子S7-300系列CPU通過profibus現場總線與現場從站相接。現場從站再通過滑線將控制信號傳入到每臺小車的控制柜。每臺小車的控制柜自帶一套S7-200控制系統控制小車的啟停、前進、葫蘆的升降以及其它動作。

3.3工位動作流程

本工程共包括二十六工位，每個工位根據涂裝生產線要求而設置。工位動作流程雖因工藝要求處理時間和方式而各不相同，但大致可將自行小車的工位動作流程概況如下：

自行小車到達工位→葫蘆下降到預定高度→停留等待工藝處理時間→同步上升（同時噴淋）→工件瀝干→行走到下個工位

4.單臺自行小車控制系統

4.1單臺自行小車滑線控制信號分部

本項目共采用八根滑線控制，每臺自行小車帶前后兩個集電器。（1）上四根滑線為小車系統提供電源；（2）下四根滑線為小車系統提供控制信號傳輸，其控制信號的滑線在每個工位之間斷開為兩段。

自行小車滑線控制信號圖

4.2 自行小車的一次原理圖

單臺自行小車控制原理（1）變頻器控制行走電機的啟停并在小車的控制箱上設有手動操作信號以便于檢修操作的時候使用；（2）2臺電動葫蘆完成荷載重的升降；（3）電控箱完成規定的動作及工藝時間控制；

4.3自行小車的控制原理

自行小車的控制采用西門子公司的S7-200系列其CPU采用CPU224/AC/DC/繼電器（6ES7 214-1BD23-OXB8）。如自行小車滑線控制信號圖所示（1）信號一、信號二、信號三為組合信號，通過三個信號的不同組合實現葫蘆的升降控制功能。（2）前進信號控制自行小車的行走功能（3）上位信號控制葫蘆上升到位（4）編碼器信號控制葫蘆的下降距離，也為葫蘆的同步控制提供數據依據。（5）故障信號反應小車的運行狀態，可通過此信號在總控制柜上反應小車的運行狀態可及時對小車故障進行排除。

5.結語

目前自行小車輸送線有著結構簡單、操作方便、可靠性強、傳遞速度較快。可大量節約人工勞動力，目前自行小車輸送線控制系統已經在國內多個廠家的電泳線、物料轉運線上使用 ，經證明其可靠性高 ，修改容易 ，特別是添加功能及動作修改快捷方便。雖各個廠家的用途和結構有所差異，但具體思路則是相通的。

參考文獻：

[1]SIEMENS SIMATIC使用STEP7編程手冊 2007

[2]SIEMENS SIMATIC S7-200可編程控制器系統手冊 2007

[3]鶴壁天馬通信股份有限公司自行小車涂裝輸送線驗收資料 2013

作者簡介：

韓先軍 單位：中國市政工程西北設計研究院有限公司