1 引言

　　本項目實施于上汽集團在國內(nèi)的生產(chǎn)基地。該生產(chǎn)基地主要從事乘用車、商用車的生產(chǎn)，本項目控制系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)焊接生產(chǎn)線中主線和合裝工位的自動控制，以及與其他工位的聯(lián)鎖控制。

2 項目設計

　　2.1 汽車制造工藝流程

　　汽車的生產(chǎn)制造由四大工序組成：沖壓、焊接、涂裝和總裝。簡單來說，沖壓工序是完成車身各個部位零部件的加工；焊接工序是完成整個車身零部件的焊接；涂裝工序是完成車身的噴涂；總裝工序是完成發(fā)動機、座椅、汽車控制系統(tǒng)及內(nèi)飾等的安裝。主線和合裝工位屬于焊接工序，是焊接生產(chǎn)線的重要組成部分。本系統(tǒng)由夾具和電控系統(tǒng)組成。項目簡要工藝流程如圖1所示。

　　2.2 自動化裝配工位

　?。?） under body 1001 stn焊接夾具工位；

　?。?） under body 1002 stn焊接夾具工位；

　　（3） main line 2001 stn焊接夾具工位；

　?。?） main line 2002 stn 焊接夾具工位；

　?。?） main line 2003 stn 焊接夾具工位；

　?。?） main buck 合裝 焊接夾具工位；

　?。?） main line 2004 stn 焊接夾具工位；

　?。?） main line 2005 stn 焊接夾具工位；

　?。?） main line 2006 stn 焊接夾具工位；

　?。?0） shutter工位（車身總成搬送機構）。

　　2.3 電控系統(tǒng)設計

　　電控系統(tǒng)完成的主要自動化裝配功能是：汽車地板、發(fā)動機艙、頂艙和左右側(cè)圍的焊接，以及與其他焊接工位的聯(lián)鎖控制。

　　電控系統(tǒng)由控制系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場兩個部分組成。控制系統(tǒng)集中安裝在主控制柜內(nèi)。主控制柜內(nèi)安裝生產(chǎn)線plc控制器及i/o模塊、變頻調(diào)速器、信號端子排、電源單元和其他附屬器件。系統(tǒng)還配有操作面板和觸摸屏，用于電控系統(tǒng)的運行操作和運行狀態(tài)及故障顯示。

       控制系統(tǒng)主要完成生產(chǎn)現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的實時采集及監(jiān)控，并按焊裝線的操作時序向生產(chǎn)現(xiàn)場執(zhí)行機構發(fā)出控制指令。生產(chǎn)現(xiàn)場部分由各個工位上的按鈕臺，現(xiàn)場采集模塊et200eco、現(xiàn)場信號傳感器（行程開關）、驅(qū)動元件（電磁閥）、一套往復桿機構電機等組成。這一部分向控制系統(tǒng)提供操作人員的操作信號和各種現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)信號，同時接收來之控制系統(tǒng)的各種控制指令來驅(qū)動電磁閥、電機等執(zhí)行機構。各個工位的傳感器信號電纜和驅(qū)動元件的控制電纜集中到附近的i/o采集模塊中，再通過profitbus總線同主控制柜plc相連。生產(chǎn)車間如圖2所示。

　　2.4 分布式自動化平臺

　　數(shù)字i/o點多而且比較分散，對電氣故障安全性能要求高是汽車生產(chǎn)行業(yè)的特點，針對具體的工藝控制要求，我們提出了一套低成本、結(jié)構緊湊、配置靈活、高安全性能的控制系統(tǒng)。經(jīng)過認真調(diào)研和周密思考，最終選擇西門子s7-300plc作為控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用cpu315-2dp作主控制器，總線采用profibus通訊。現(xiàn)場操作臺控制采用et200s擴展?，F(xiàn)場各個工位的傳感器信號和電磁閥控制采用分布式i/o et200eco模塊。傳送電機控制部分采用了simens的micromaster 440變頻器，plc通過總線通訊控制電機的運行速度及運轉(zhuǎn)方向。還有兩套西門子的人機界面，采用的是mp270b。它們與plc都是通過profibus進行通訊的。最終選定西門子的主要硬件配置如附表所示。