引言
考虑到成本，一般的随行小车控制系统很少选择人机界面功能和变频控制功能。但是选择这些功能后，可以对随行小车的速度进行灵活调整，确保速度调整的安全性，提高总装车间的柔性生产能力，降低设备故障率。
1 简介
在奇瑞汽车股份有限公司某总装车间，随行小车(随线式加注设备)通过气动马达驱动和控制速度，通过加注管路上的摆动杆感应接近开关来实现随行。在实际应用中，随行小车的速度不可灵活地调整。为了解决此问题，我们对随行小车的控制系统进行改造，实现以下功能：使用变频器代替气动马达，实时调整随行小车速度。为了保证速度参数不被随意更改，设置密码保护。使用超声波开关代替随行小车上的接近开关来检测，随行小车随车身同步前行，进行整车加注，如图1所示。
图1 装配线上的加注随行小车
2 小车随行电控原理
在改造之前，首先分析随行小车的工作过程如图2所示。在轨道a、c处安装接近开关，用于检测随行小车的原位和到位。在轨道e、f处安装行程开关，用于检测随行小车是否超过行程，并且在轨道两末端都安装机械档板保护，起到安全保护作用。在轨道g处安装接近开关，用于随行小车返回时的减速，实现随行小车快到原位时缓慢停止。在轨道h处安装接近开关，用于随行小车快到位时的报警提示。在随行小车b上安装超声波开关d，实现随行小车与车身的同步跟踪。在随行小车的加注头托架上安装加注头原位接近开关，用于检测加注头是否回到原位。
图2 随行小车的工作过程
2.1 自动跟踪过程
在轨道a、c处中间，当随行小车加注头拿起时，超声波开关检测是否有车身，如果有车身，随行小车自动跟踪车身运行。当随行小车到达h处时，蜂鸣器通过蜂鸣提示操作人员随行小车将要到位；当随行小车到达c处时，随行小车停止，并且生产线停止，直到随行小车离开c处。
2.2 自动返回过程
加注完毕后，当加注头放回原位时，按一下返回按钮，随行小车自动返回到a处。在向a处返回的过程中，当随行小车到达g处时，小车减速，缓慢返回到a处停止运行。在小车返回到a处的过程中，操作者可以拿起加注头进行加注，这时随行小车又会自动进行跟踪。
2.3 手动操作
在自动跟踪和自动返回过程中，操作人员可以对随行小车进行手动前进和手动后退操作。
3 硬件改造
随行小车控制系统的plc与人机界面panelview300通过rs232线(是平行线并非交叉线)进行连接，plc与变频器通过中间继电器来交换信号。在人机界面中设置随行小车的随行速度、手动前进和返回速度，plc与人机界面进行通讯，实时读取人机界面中设定的速度值，通过模拟量电压输出模块，将数字信号转换成电压信号，输出给变频器，灵活地控制随行小车的速度。
随行小车采用rockwell公司的slc 5/05控制系统，其cpu带以太网接口和rs232串口，其中以太网接口用于plc程序的下载、上传以及监控，rs232串口用于同人机界面panelview300进行数据交换。改造之后，控制系统在原有基础上增加了以下硬件：模拟量输出模块(1746-no4v)、siemens公司的micromaster 440系列2.2kw变频器、变频电机、用于同步跟踪的超声波开关和接近开关，以及用于plc与变频器交换信号的接触器和继电器。
西门子440变频器接线图参见图3所示。端子3和端子4是变频器的模拟信号输入的正负端，该信号从plc系统的模拟量电压输出模块而来，接收电压范围是0~10v。端子5是变频器的运行/停止信号，端子6是变频器的反转信号，端子7是变频器的故障复位信号。当端子5有信号，而端子6没有信号时，变频器有正转启动信号；当端子5和端子6都有信号时，变频器有反转启动信号。使用基本操作板(bop)调试变频器，变频器参数设置见表1。
图3 西门子440变频器接线图
表1 西门子440变频器参数配置
4 软件改造
rslinx软件是rockwell公司用于可编程控制器的通讯软件，为rockwell的cpu与其他公司的软件产品提供通信连接。rslogix500软件用于slc、micrologix系列控制器的组态和编程，panelbuilder32 用于人机界面panelview 系列的组态和设计。
4.1 增加子程序
为了维修人员方便维修，在plc程序中新增加一个子程序，如：trolley。在主程中使用jsr指令调用trolley子程序。将程序下载到plc中，再根据现场情况进行调试。由于在panelview中设置的速度的调节范围为0~100，因此在编写程序时要注意以下两点：使用mul(multiply)指令时，source a为变频器的速度设置值，范围为0~100。 source b为一个常数，在此设置为327，输出值为source a乘以source b，如图4所示。
图4 trolley子程序
为防止操作人员对速度值误输入造成故障，需要在程序中设置防错保护。当设置的速度值<0时，速度值按0计算；当设置的速度值>100时，速度值按100计算。
4.2 panel builder32软件
(1) 在人机界面程序中新建标记名(见表2)
表2 人机界面程序中新建标记名
(2) 在人机界面程序中新建一个画面，取名为trolley(见图5)
图5 trolley画面
图5画面中，设置了3个数字输入框，要将这3个数字输入框分别与表2中的标记名对应。在主启动画面中要调用trolley画面。
(3)为画面设置密码保护措施：进入trolley画面属性页，在属性栏可以选择该画面是否需要保护，勾选最下方的secured选项即可选择保护画面，在operators栏里可以选择哪个用户被允许使用。
在完成组态以后，将程序文件下载到panelview300中，就可实现人机界面对随行小车的控制。
5 结束语
考虑到成本，一般的随行小车控制系统很少选择人机界面功能和变频控制功能。但是选择这些功能后，可以对随行小车的速度进行灵活调整，确保速度调整的安全性，提高总装车间的柔性生产能力，降低设备故障率。
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