汽车白车身焊装生产线的PLC控制系统设计与实现

论文摘要

随着汽车工业的发展汽车白车身焊装生产线也在逐渐向全自动化方向发展,国内的汽车企业生产线的自动化程度也在相应的提高。本论文主要针对焊装生产线的控制系统进行设计,使用SIEMENS公司的S7-300PLC作为控制核心,使用INTERBUS现场总线作为控制网络,使得整条生产线能够在全自动化下持久作业,也可以在手动模式下工作,同时整条生产线可以随着消费市场的需求来柔性化的改变自己的实际生产。本控制系统能够在安全性的前提下尽可能的提高生产效率。系统的设计中为工位现场配置激光扫描器确保工位中操作区域的安全,工位之间通过安全光栅来确保各工位之间的传送安全。现场安全设备通过INTERBUS现场总线与PLC进行连接形成控制网络,以此来对生产线中的各个工位进行实时的操作与监控,当意外事故发生时可以立即停止整条生产线的运作。处于同一个工作组中的工位在传送白车身时必须保证传输的速度相同,以此来保证生产线的安全、稳定、高效,在此作者使用了模糊控制与PID控制相结合的控制算法来保证两个工位同步传送的实时性与精确性,当误差小于设定值时,使用PID控制;当误差大于设定值时,使用模糊控制。整个控制系统中为操作人员配置了人机接口控制设备,用来对工位的运行进行操作与监控,操作人员可以通过在上位机上的操作来改变工位的运行状态,控制工位中设备的使用状态,设备的各种参数。此生产线的控制系统已经进行了实际应用,可以满足生产工艺中的各种要求,同时也极大的提高了整条生产线的生产效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 国内发展现状
• 1.2.2 国外发展现状
• 1.3 本文所做的主要工作
• 1.4 本文内容安排
• 第二章 生产线控制系统的设计分析
• 2.1 系统的总体概述
• 2.1.1 生产流程
• 2.1.2 控制要求及网络结构
• 2.2 系统总体功能分析
• 2.3 系统各部分的功能分析
• 2.3.1 对可升降滚床的控制分析
• 2.3.2 对安全控制系统部分的分析
• 2.4 系统中设备的选择
• 2.4.1 PLC及其模块的选择
• 2.4.2 现场总线的选择
• 2.5 本章小结
• 第三章 生产线工位同步运行设计分析
• 3.1 工位同步运行分析
• 3.2 模糊PID控制算法
• 3.2.1 PID控制算法
• 3.2.2 模糊控制
• 3.2.3 模糊PID控制算法
• 3.3 模糊PID控制系统仿真
• 3.4 仿真比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 生产线控制系统的实现
• 4.1 生产线控制系统硬件设计
• 4.1.1 PLC
• 4.1.2 现场总线
• 4.1.3 变频器
• 4.2 生产线控制系统软件设计
• 4.2.1 主循环部分的设计
• 4.2.2 安全控制部分
• 4.3 工位运行控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统的监控与调试
• 5.1 操作台的设计
• 5.2 人机界面的设计
• 5.2.1 WinCC flexible简介
• 5.2.2 监控设备的连接
• 5.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢