基于S7-300PLC和Wincc的移载车控制系统.pdf

1 生 訇 ,t t L 基于S 7 3 0 0 P L C 和Wi n c c 的移载车控制系统 Tr ans f er v ehi cl e con t r oI s ys t em based on S7- 300PLC an d W i ncc 石华 ，王瑞辉 ，时博’ ，杨万然’ SHI Hu a ，V V ANG Ru i h u i ，SHI B o。 ，Y ANG W a n r a n 1 ． 机械科学研究总院 先进制造技术研究中心 先进成形技术与装备国家重点实验室，北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ． 泰安康平纳毛纺织集团有限公司，泰安 2 7 1 0 0 0 摘 要本文介绍了筒子纱自动染色生产线中的物流设备移载车，该设备能够替代人工实现纱卷在 不同工位之间的转运。移载车采用西门子s 7 3 0 0 P L C 及组态软件Wi n c c 开发出控制系统 ，能 够实现单机、联机功能。目前在某印染企业运行2 年，运行状况良好，对整条生产线稳定的全 自动生产运行起到了重要作用。 关键词P L C；wi n c c ；自动染色；移载车控制 中图分类号 T P2 9 文献标识码A 文章编号 1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 4 0 1 下 一0 0 7 4 0 3 O o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 4 ． 0 1 下 ． 2 2 0 引言 我 国现 有染色车间存在工作环境恶劣 ，车 间 高 温高 湿 ，劳动 强 度大 ，行业 “用工荒 ”等 问 题 。随着计 算机 、 自动 控制 、传感 器技 术 的发 展 ，采用先进适用技术改造传统产业 已成为行业 发展的必然趋势 。纺织 印染企业生产模式为离散 型生产 ，属于小批量 多样化生产 ，生产工艺 多样 化 ，不 同工序工作周期差异极大 ，因此 ，移载车 设计的合理性 ，定位的精确性 ，生产调度 的合理 性等因素直接决定 了生产线 自动化水平和生产效 率的高低，同时直接影响到整个生产工艺 流程 的 顺畅性 。本文 作者及其所在 团队为印染企 业开发 了筒子纱 自动染色生产线 ，采用移载车实现 自动 化生产过程 中载 纱器具按预 定的工艺路线 在各工 艺设备间的转移。 1 系统简介 1 ． 1主要工艺流程 在筒子纱 自动染色生产 线中，移载 车主要负 责整个染色工艺过程 中托盘 在脱 水机 、烘 干机等 设备 间的转运 ，是单台设 备连接成 自动化 生产线 的枢纽 。适合物 料的地面远 距离运输 ，有效行程 3 0 m，重复定位精度l mm。 纱卷 首先在缓存区被放置于料架 的托盘上 ， 当移载车接受 到中控 发送 的运行命令 后，由初始 位置运行至放 置运 纱卷 托盘 的料架前停 止。其 工 艺流程如图l 所示。 图1 移载车工艺流程 为了保证 自动化生产的进程 ，整个移载车 的 控制 系统还有 多处 自动检测和 自动 定位装置 。通 过传感器信号将实时采集到 的各种信 息汇集到主 控制 系统 ，经过处理 后发 出和调整相关指令 ，形 成多路 闭环控制 ，从而确保 系统始终 以最佳模 式 收稿日期2 0 1 3 - 0 8 - 2 6 作者简介石华 1 9 8 4一 ，女，工程师，本科，研究方向为电气控制。 【 7 4 】 第3 6 卷第1 期2 0 1 4 0 1 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 、 l lI 化 行 ，验证 了设备性能稳定可靠 ，也证 明了基于 下 位机P L C和上位机WI NCC的 自动移载车控制系统 是一个 可靠 、高效的 系统 ，其控制流程与精度达 到 了预期 的设 计要求 。综上所述 ，该控制 系统充 分结合 了企业 目前的发展现状和生产控制要求 ， 大大提高 了生产 线的 自动化程 度和生产效率 ，有 着可观的前景。 参考文献 [ 1 】廖常初 P L C编程及应用[ M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 8 ． [ 2 】S i me n s AG． S t e p 7 V5 ． 4 编 程手册【 z 】 ． 2 0 0 7 ． 【 3 】S i me n s AG．wi n c c 组 态手册 【 Z 】 ． 2 0 1 0 ． [ 4 】崔江华， 梁慧杰． P L C和Wi n C C系统在环形加热炉中的应 用【 J 1 ． 电气技术， 2 0 1 0 ， 1 卷 5 9 6 1 ． 出‘ 童‘ 岛‘ 重 出‘ {重● 盘‘ 岛‘ 盘‘ 国● {如‘ 盘‘ 盘‘ 矗‘ 童‘ j霸‘ 皇‘ 矗● 蠡‘ 矗‘ ． 蠡I 矗‘ 【 上接第4 6 页】 7 0 0 ℃，模具温度为3 0 0 ℃的工艺参数定为最佳 的 工艺参数 。 为 了验证模拟结果 的准确 性 ，用热 电偶法对 铸件凝 固过程 的温度场进行测试 ，取离铸件 中心 不 同距离的A、B 点作为测温点，并将实验温度场 曲线与模拟温度场 曲线对 比，得 到如图1 2 的 曲线 对 比 图 。 a A点 的 时 I 团一 温 度 曲 线 l玺 I b B点 的 时 I司一 温 度 曲线 I圣 l 图1 2 A、B两点的温度场随时间的变化曲线 从上述对 比图 中可 以看 出，模拟结果实验测 量结果基本一致 ，铸件基本 实现 了顺序凝固 ，验 证了模拟结果的准确性 。 如 图1 3 所 示为采用上述工艺所得 铸件 的实物 剖面图 ，其 内部表面光洁 ，无 夹砂、气孔和缩孔 等缺陷，完全能满足使用要求。 图1 3 铸件的实体截面 3 结论 本文介绍了有限元软件ANS YS 中的流场和温 度场仿 真模块F l o t r a n CF D模块 和T h e r ma l 模块 的 理论计 算基 础，并运 用软件 的耦合仿真功能模拟 了低压铸造盘体类零件 的充型和凝 固过程 ，得到 了充型过程 的充型时 间、流场分布和充型速度分 布 ；凝 固过程 的凝 固时间和温度场分布 ，实现 了 对铸造过程 的可视化模拟 。从得到 的仿真结果 中 可 以分析 ，充型和凝 固过程 中的结构缺陷和工艺 缺陷 ，为下一步的结构优化和工艺优化提高理 论 依据 。因此 ，本文 中的数值模拟方法 ，可以用来 辅助铸件的结构优化和铸造过程的工艺优化，提 高铸件产品的质量和成品率 ，缩短铸件的生产 周 期，节约设计和制造成本 。 参考文献 【 1 】袁浩扬． 铸件成型过程传热与流动耦合数字模拟的研究 【 D] ． 武汉 华 中理工大学， 1 9 9 5 ． 【 2 ]柳百成． 铸造工程的模拟仿真与质量控制【 M] ． 北京 清华 大 学出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 】杨宠， 林汉同， 刘瑞祥． 我国压铸模C A D ／ C AE ／ C A M及其一 体化技术[ J ] ． 特种铸造及有色合金， 2 0 0 1 2 2 6 2 9 ． [ 4 ]陈立亮． 低压铸造流动与传热耦合计算的研究[ J ] ． 特种铸 造及有色合金， 2 0 0 5 8 3 2 3 6 ． 【 5 ]龚曙光 _ A NS Y S 工程应用实例解析【 M】 ． 北京 机械工 业出 版社， 2 0 0 3 ． [ 6 ]祝效华．ANS Y S 高级工程有限元分析范例精选【 M] ． 北京 电子工业 出版社， 2 0 0 4 ． [ 7 】王富耻 ． ANS YS 1 0 ．0 有限元分析 理论与工 程应用【 M】 ． 北 京 电子工业出版社， 2 0 0 6 ． [ 8 】宋文娟， 王智民， 杨璀珍， 张金龙． 低压铸造铸件充型与凝 固过程 的数值模拟[ J 1 ． 模具工业， 2 0 0 8 ， 3 4 2 8 1 2 ． 第3 6 卷第1 期2 0 1 4 0 1 下 【 7 7 】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m