西门子模块6ES7232-0HB22-0XA8常规现货
1．前言
A3车型是奇瑞公司的战略转型车型，为打造五星安全品质，对该车型提出更加苛刻的质量要求。焊装车身的制造水平tigao依赖于先进的焊接设备，公司引进柯马公司的自动化生产线，完成车身下部和车身总成的焊接任务，以符合更高的焊接质量要求。
部分 A3自动化生产线设计纲领
第二部分 电气控制系统
第三部分 点焊机器人系统
第四部分 其他系统
4.1 滚床系统
4.2 OPENGATE
4.3 机械化输送悬链和BUFFER
4.4 车型识别和生产管理系统
4.5 激光检测系统
4.6 安全系统
部分A3自动化生产线设计纲领
主要负责A3三厢和A3两厢两种车型白车身总成的生产，下部线和主焊线是混线自动化生产线，年产能约为20万辆。
车身下部线完成发动机仓、前地板、后地板等总成零件的拼装焊接工作，适应车身下部高强度的焊接要求。主要由27台机器人完成焊接工作、零件抓取，整条线还包括自动化输送悬链，零件缓存器。
主焊线主要是完成车身下部、侧围、顶盖、包裹架等总成的拼装焊接工作。由滚床、OPENGATE、和31台机器人组成。
主焊线OP130工位为在线激光检测系统，由4台机器人带动激光检测系统，对车身尺寸关键点进行在线检测。
第二部分 电气控制系统
A3自动化生产线共有两个部分组成,分为车身下部线和主焊线,有5条空中输送线,工艺流程为发动机仓、前地板、后地板分别由3条输送线输送至车身下部线，车身下部经空中输送至主焊线，然后通过空中输送线输送至调整线。
整条生产线有车型识别系统一套，辊床一套、涂胶设备8套、COMAU机器人62台，采用SICK的安全保护设备，采用带有安全集成功能的CPU 416F-2的西门子PLC。控制部分的采用工业以太网和PROFIBUS（现场总线）连接，见图控制部分示意图。
控制部分示意图
现场总线PROFIBUS,是用了7层模型的1、2层，精简的结构保证了数据的高速传输。主要应用于现场分散的I/O设备。PROFIBUS-DP网络由以下几部分组成（如图2）：1主控器（PLC）;2现场I/O模块（ET200S），用于连接各种I/O设备；3其他智能装置，如变频器，触摸屏等；4.网络附件（交换机等）。它能够直接完成设备的顺序、连锁、闭环控制，完成过程参数的采集以及报警功能。
PLC下面的从站模块通过两条PROFIBUS支路进行硬件配置分别有1.MPI网络的网络模块配置2.DP网络的模块配置。PLC与PLC之间的通讯通过DP/DP COUPLER完成。PLC与PLC之间的通讯通过DP/DP COUPLER完成
两条自动化生产线和5条空中输送线由CPU 416－2DP、CPU 315－2DP的13台西门子PLC控制。PLC可向系统提供分析设备运行状态和发生故障点的信息。每条生产采用1台西门子人机界面PC870进行控制，通过自身的MPI接口与PLC连接，内部安装西门子组态监控软件WINCC。整条生产线采用两种总线模式，PLC与机器人间及PLC与I/O设备之间采用PROFIBUS现场总线进行通讯。PLC与PLC间的通讯全部采用西门子生产的CP443—1交换机进行通讯和数据交换。
机器人和人机界面采用PROFIBUS通讯协议，开关、电磁阀、按钮、指示灯、I/O从站等全部采用现场总线，区域内PLC间的通讯通过DP/DP Coupler进行信号交换，区域间的PLC通过工业以太网进行通讯。这种总线的组合方式，节约了大量的接线工作，同时实现对整个系统的控制，过程状态显示、故障报警信息的显示，使得整个系统操作简便、维护方便、可靠性高。
西门子的人机界面HMI为整条生产线的运行与维修提供了强大的保证。在机器人界面上通过组态软件进行动态调试、人机界面按操作菜单分为工位平面布置图见图2、各设备状态图见图3等。人机界面能够显示线内的设备分布状态、并用不同的颜色显示设备的不同状态、如运行、停止、故障等信息。子菜单内可显示PLC与I/O的状态图3，显示变频器（）、机器人的故障信息见图4。当有故障时能自动弹出报警信息，并对报警信息进行记录进行归档统计，保留历史故障记录ZAOCHE168.com，为日后维修与点检设备时提供参考依据。
设备平面布置图
设备状态
网络通讯监控
设备故障信息
所有的操作界面使用西门子公司的HMI，避免了传统的面板接线复杂、劳动强度大、观察、维修不方便的弊病。在该生产线中成功地应用了西门子公司的SIMATIC产品的技术，其中Profibus场总线和工业以太网技术在该系统中起到关键作用。
第三部分 点焊机器人系统
在汽车焊接工艺中，点焊占整车焊焊接的很大一部分，奇瑞A3自动化生产线焊接系统主要由点焊机器人系统系统组成。点焊机器人系统包括机器人本体、机器人控制器、点焊控制器、自动电极修磨机、自动工具交换装置、气动点焊钳、水气供应的水气控制盘等。
A3点焊机器人系统全部采用COMAU工业机器人及相关设备。这些点焊机器人通过控制系统可以进行A3两厢车型和三箱车型的自动识别和切换。
焊接机器人系统
焊接机器人是典型的机电一体化高科技产品，功能强大、操作简便。点焊机器人系统的控制方式是：由机器人控制柜通过通信网络同生产线PLC西门子控制柜构成机器人焊接生产系统。机器人系统内的点焊控制器、自动电极修磨机、自动工具交换装置、水气控制盘等装置由机器人控制。机器人系统根据上位PLC的车型信号输入来调用对应的机器人焊接程序进行车身装配焊接。
3.1中频焊接技术的应用
为了使A3获得更加优异的碰撞性能，在A3的车身结构中，大量的采用高强度钢板，同时纵梁等关键结构采用激光拼焊钢板，传统的工频焊接技术无法使得在焊接高强度钢板时获得好的剪切强度和抗疲劳强度。为了克服工频焊接技术的弊病，在车身下部线采用中频焊接。在A3线中采用BOSCH中频焊接控制器和NIMAK的中频焊钳。
1、 引言：
恒压供水系统具备结构简单、性能可靠、运行稳定、性能指标高等优点，已经广泛的应用在工业和居民用水的供水系统中。
初设计时考虑使用传统PID控制，但由于供水系统压力变化较大，具有不确定性，采用传统PID算法控制压力动态特性指标很难达到理想效果。经过几个现场的勘察，发现模糊控制算法较传统PID算法有明显的优势，效果更为理想。终选择了采用模糊控制算法的AI-808人工智能工业调节器作为主控制器，结合可编程序控制器（PLC），变频器，实现了整个社区的居民供水。
2、 社区供水系统的设计：
社区的供水系统有别于工业供水系统，在设计上的考虑点也不一样。工业用水在水的使用上没有明显的时间特征，而居民用水则不然，白天和晚上，和平常上班时间都有明显的差异。所以在居民用水的设计上要充分考虑系统的时间特性。
为保证恒压供水系统的节能和稳定性，在供水系统中设计三个供水泵，分别为小功率水压维持泵，常用大功率泵和备用泵。在用水高峰期时，启动大功率泵在公频状态下工作，再附加小功率泵维持水压；在正常使用情况下启动正常的供水泵就可以维持而且很好的保证水压；而用水量小的时候，只需使用小功率维持泵，即可让水压恒定。
此外，还需考虑在深夜无人用水的情况：通过可编程序控制器（PLC）的时钟继电器，在某个时刻停止水泵，并且在设定时间内，只有出现下限报警的时候才能使水泵启动；或者，通过变频器设置一个平衡频率，当变频器的频率低于此平衡频率时，泵不动作，从而避免当压力和变频器达到一定的平衡时，水泵出现空转现象。
在电气部分的设计上还需选用接触器控制启动、停止，空气开关、热继电器作为过流或超载保护。
3、工作原理
下图为恒压供水的原理框图（图1）：
系统由调节器、可编程序控制器、变频器、供水泵、阀门和压力变送器构成。为了节约成本，选择一台变频器带三台供水泵的模式，在用水高峰期如果大功率供水泵无法满足要求，在可编程序控制器里设定将大功率供水泵切换为公频状态工作，由压力维持泵调节压力。在正常的工作情况下为了防止泵的堵塞，还要不定时的让供水泵切换运行下，这也可以通过可编程序控制器来实现。备用泵在大功率泵故障或检修的时候使用。
管道的压力经压力变送器传送至调节器，经调节器调节运算后，将控制输出信号（一般为4-20MA）送到变频器控制输入端，通过调节供水泵的电机转速达到控制压力的目的。
系统运行的时候，变频器只控制其中一台泵，若在50Hz的情况下仍不能满足要求，可编程序控制器将会把其中一台泵切换到公频状态工作。
4、设备的选取
1）调节器
在经过大量的实地考察和实验测试，终选择了厦门宇电自动化科技有限公司生产的AI-808型人工智能工业调节器作为主调节器。整体型号为：AI-808AI4X3L5L，主要技术特征：0.2级精度，带手/自动控制功能，模糊控制算法，多分度输入，多种控制输出（在此选择4-20mA输出）和多种报警输出。更重要的是厦门宇电自动化科技有限公司还提供5年的免费维修。
2）可编程序控制器（PLC）
选用欧姆龙公司CP1H系列可编程序控制器，输入，输出均为开关量信号，由于可编程序控制器只完成水泵的自动切换等逻辑功能，所以不选择模拟输入/输出模块，从而节省一部分成本，系统的压力由AI-808型人工智能工业调节器完成，其算法远优于可编程序控制器的PID算法，在控制过程中如果出现压力超低限或超高限报警可以利用可编程序控制器（PLC）的逻辑关系对水泵进行强制切换启动或强制停止。
3）变频器
变频器选择施耐德专门为控制泵和风机开发的ATV61系列节能型变频器；内置多泵可编程卡，适合一个变频器带多个水泵使用。可通过AI-808仪表调节输出信号或外置手动电位器（仪表本身含有手动功能，外加电位器只是防止仪表在故障状态下也能保证水压控制）对变频器的频率进行控制。
4）控制盘面
系统的控制盘面（控制台）设计需要兼顾手动/自动两种控制模式，当主控仪表AI-808故障或系统需要手动控制的时候，可以将控制盘面切换到手动控制模式，在手动控制模式下；每台水泵或阀门都可以独立开启或关闭，变频器也可以通过盘面的电位器手动调节频率的大小。在自动控制模式下；通过操作面板启动开关后，所有控制由AI-808仪表和可编程序控制器合作完成。另外，考虑到检修或水泵故障，盘面还有水泵启动选择开关。盘面布置除了可编程序控制器、AI-808调节器、液位监测仪表，网管压力监测仪表和频率显示仪表。
5、主控参数设置和可编程序控制器的程序设置
1） 主控仪表AI-808的参数设置
在恒压供水系统中，除了水压的稳定控制之外，设置报警也是很重要的；因为系统出
故障后都是通过水压来反应出来的，其参数设置如下：
HIAL：上限报警；当实际测量压力超过上限报警值以后，仪表输出开关量给可编程序控制器（PLC）。
LOAL：下限报警；当实际测量压力低于下限报警值以后，仪表输出开关量给可编程序控制器（PLC）。
dHAL：正偏差报警；系统可以根据此报警进行水泵的切换；
dLAL：副偏差报警；系统可以根据此报警进行水泵的切换；
DF：回差；用于避免因测量值波动而引起的继电器频繁动作，
CTRL：控制方式，社区恒压供水经验参数：4
M5：保持参数；社区恒压供水经验参数：5
P：速率参数；社区恒压供水经验参数：4
T：滞后时间；社区恒压供水经验参数：1
CTL：输出周期，模拟量输出一般设置为：1
Sn：输入规格，确定输入信号的种类，由于现场使用的是二线制压力变送器，设置Sn=15；
DIP：小数点选择：在此系统中，反应压力以Mpa计算所以DIP=3；
DIL：输入下限显示值；规定4-20mA输入信号4mA输入时对应的显示值；
DIH：输入上限显示值；规定4-20mA输入信号20mA输入时对应的显示值；
CF：系统功能选择，用于确定调节的正反作用等等，此处设置为0；
2） 可编程序控制器（PLC）的程序设定
在整个控制过程中，可编程序控制器（PLC）主要用于报警处理和定时对水泵的切换，所以程序的编写也很简单，主要是一些开关量的处理；编程的时候，当控制仪表输出报警信号的时候可编程序控制器输出继电器信号将变频器切换的固定频率输出，这个固定频率可以是现场的一个经验值，可以维持供水的频率；当可编程序控制器（PLC）接收偏差报警的信号，进行水泵之间的切换；当接收到电路中热继电器给出的信号，则发出警报信号提醒值班人员对水泵进行检测
1 项目简介
随着城市现代化建设的发展，环境保护、生活用水的要求不断tigao。以前水厂的人工、半自动水厂控制系统已经远远不能满足现代化生活和企业运作的需要，因此先进的计算机控制技术应运而生。通过先进的自动控制系统，可实现对水厂制水、污水处理、水软化、送配水等工程运作的监视和控制。江西省新余市第四水厂于2008年9月建成通水，期规模为15万吨/天。第四水厂采用图1所示的工艺流程，主要包括取水泵房、加矾加氯间、V型滤池站和送水泵房等控制站。该水厂实现了自动控制和系统主要参数的在线监测；同时为节约水资源，保护水体不受污染，对滤池反冲洗水进行回收，二期拟对污泥进行浓缩处理。
图1
2 系统构成
全厂设中控室及取水泵房、加矾加氯间、V型滤池站和送水泵房等4个PLC子站，考虑到系统尽可能分散的原则，在滤池单池设有PLC控制台，具体见图2。
各PLC站与中控室之间采用工业以太网通讯联络。中控室由2台分别用于生产管理与监控的计算机及2台激光打印机组成。计算机采用bbbbbbs XP(sp2)操作系统。其中监控计算机采用世纪星组态软件开发的应用软件，可显示多个包括涉及PLC控制的机电、加矾加氯设备与滤池等在内的模拟画面，可对系统的所有设备进行远程操作和控制，并具备显示工艺布置图、实时动态参数、设备的工作状态及实时/历史报警信号、在线仪表的实时/历史趋势曲线、水泵运行时间等功能，同时可进行离线/在线编程及设定参数的修改，编制和打印生产与管理报表。管理计算机采用Excel软件，用于采集与存储监控计算机检测的主要生产数据，以便用于管理。
依据PLC I/O模块，涉及PLC自控的设备，均可通过在机旁控制箱手/自动转换开关、在PLC站操作面板XBT上设置来实现机旁控制箱、PLC站XBT、中控室监控计算机三地控制。 PLC站XBT上均能够显示与设置该站现场操作所涉及到的所有自控设备、仪表等运行参数及上下限报警值，同时这些参数均可通过网络线传输到中控室监控计算机，由它来进行控制。
图2
取水泵房站
该站主要监控3台水泵机组的运行工况及相关的参数，同时在取水泵房吸水井中装有水位计，通过PLC可随时显示水库水位状况。取水泵房水泵机组开/停由清水池水位情况、送水泵的运行情况、用水高峰时段以及送水管网压力等因素决定。水泵机组只能在没有配电线路故障、机组设备完好、出水电动阀门完好并且处于关到位的状态才可依据程序自动开启。
加矾加氯站
从取水泵房过来的原水进入位于净水厂的liuliang计表井，在此通过在线仪表检测原水的liuliang、浊度、pH值、温度等，并将其转换成4～20mA DC信号输入PLC系统为加矾加氯系统提供控制参数。 加矾系统采用2套计量泵（配三菱变频调速器）投加，变频器运行频率由liuliang信号控制，控制liuliang为取水liuliang与回收liuliang之和，计量泵行程由流动电流仪(SCD)值控制。2 套计量泵1用1备，当正在使用的计量泵出现故障，PLC系统会自动切换。2套投矾系统的矾液取自3个贮矾池，每个贮矾池均装有液位计，可随时检测矾液高度，同时通过装在贮矾池的搅拌机定时搅拌，可防止药液沉淀影响浓度。3个贮矾池出矾管线上均装有电动球阀，通过手/自动转换开关，可选择机旁控制箱操作或中控室监控计算机人工操作，也可根据3个贮矾池液位PLC系统自动选择，切换工作池。
加氯系统采用真空加氯机，三点投加，滤前滤后出水各1台。滤前按比例liuliang投加，滤后采用liuliang与余氯信号双因子控制投加。加氯机所需的liuliang信号由PLC系统输入，余氯信号由余氯分析仪在线检测。滤前加氯机投加的控制liuliang取自取水liuliang与回收liuliang之和，再减去反应沉淀池排泥用水量。滤后加氯机的控制liuliang为滤前加氯机的控制liuliang减去滤池反冲用水量。出水加氯机的控制liuliang为出厂水余氯信号。氯库装有电子秤和自动切换单元，同时装有泄漏报警仪，通过检测泄漏报警信号经PLC系统可自动启动氯气回收装置，并且PLC系统会自动关闭所有加氯系统等待故障处理。
V型滤池站
该站主要监控5格V型滤池的过滤、反冲洗过程及相关参数。每个滤池均装有一个水位计和一个差压计，用来检测滤池的液位和滤池的阻塞情况。滤池的清水阀为无级可调比例阀（开启度为0～），根据滤池的液位、阻塞值（即水头损失值）、清水阀现有开度的反馈信号通过PLC系统自动调整阀门的开度，从而确保滤池恒水位过。滤池反冲洗的控制方式有3 种：①强制反冲；②根据阻塞值PLC系统自动反冲；③根据过滤时间PLC系统自动反冲。优先原则是：第①种方式为优先，第②种方式次之，后为第③种。
滤池的操作方式有3种：①单池PLC控制台操作，每格滤池单独设有PLC控制台，每个控制台装有5个阀门（进水阀、清水阀、水冲阀、气冲阀、排污阀）控制按键与1个显示面板，可显示5个阀门；②公共冲洗泵PLC站XBT操作；③中控室监控计算机操作。
公共冲洗泵站
该站主要监控3台鼓风机、3台冲洗泵、2台空压机开/停、故障信号以及滤池水位、阻塞值等参数及反应沉淀池36个气动排泥阀的状态。
送水泵房站
该站主要监控1台变频水泵与1台大水泵及2台小水泵运行工况及相关的参数，同时在出厂管线上装有压力表、liuliang计、浊度计、余氯分析仪、pH计等仪器仪表，用于在线检测出厂水的生产与卫生指标。送水泵房水泵机组开/停由管网压力等因素决定。送水泵运行必须要求配电系统、机组设备等性能完好，且吸水井达到一定水位才能正常实现。
3 系统特点
3.1 画面监控功能丰富，所有需要监测的各种参数的实时和历史曲线图，各种运行和管理报表，水厂的工艺流程图和动画等显示。
3.2 实现快速数据采集，并能对这些数据进行处理和分析，处理后的数据记录到历史数据库，以备系统调用和随时查询。
3.3 具有完善的报警和安全访问功能，保证系统的安全。
3.4 系统可扩展性好，与二期污泥处理工艺、与企业的生产工艺调度、生产水质监控等密切结合的自动信息系统提供接口。
4 软件应用
中控室监控计算机采用bbbbbbs XP操作系统，与各PLC站之间通过以太网交换机，用工业以太网通信联络实现资源共享，各PLC站之间通过工业以太网通讯联络，除了对本站设备进行操作显示外，还可了解其他站的情况。
上位监控系统用世纪星V7.22组态软件开发，该监控系统人机界面精美，能直观、生动呈现整个水生产过程中的工艺，动画形式多样、直观、逼真，且与各种型号的PLC通讯简单。该中控室监控计算机监控系统完成的功能主要有：
A、远程控制各PLC现场子站，实时接收PLC采集的各种数据，建立检测参数数据库；处理并显示各种数据。
B、监测整个生产工艺流程和各细部的动态模拟图形。该系统实现了水厂整体工艺流程、各主要工艺设备运行状态、过程控制及各生产环节生产数据的实时采集与现实。主要流程画面有：取水泵房流程图、加矾间流程图、加氯间流程、反应沉淀池流程、V型滤池流程、公共冲洗泵房流程、送水泵房流程、10kV一次系统、低压系统等画面。实现的工艺生产设备监控功能有：所有被监控设备的运行状态、启停控制、设备与设备之间的连锁控制、工艺参数的设定，以及设备温度、电流、压力、液位、liuliang等参数的显示、报警、记录、趋势及累积量计算等。
C、从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线。能够了解生产参数的动态情况，便于生产调度管理。
D、重要设备主要参数的工况及事故报警、打印制表。包括工艺数据报警、设备故障报警、系统故障报警，并根据不同的报警信息提供不同的报警画面。
E、编制和打印生产日、月、年统计报表。
F、对各种数据进行实时存储。
下图为世纪星开发的组态画面示意图：
图3
5 小结
该系统实现了水厂全自动化控制，tigao了水质处理的效率，减轻了运行人员的负担，tigao了水厂运行的安全和可靠性。世纪星组态软件开发的监控系统具有运行稳定、操作界面直观友好、报警、报表、数据记录、趋势显示分析和安全管理等功能完善的特点，完全实现了规划的功能，系统操作和维护都十分简便，为水厂的安全运行提供了可靠的保障，并且利用世纪星良好的开放性为系统的二期功能集成提供了很好的接口。
