引言
本系統(tǒng)已在青島四方車輛廠調(diào)試成功，且投入生產(chǎn)，從運(yùn)行情況來看，電氣系統(tǒng)幾乎處于無故障工作，大大提高了生產(chǎn)率。此系統(tǒng)組態(tài)靈活，操作方便，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作安全可靠，維修方便，與上位工控機(jī)聯(lián)系，接受工控機(jī)的控制和查詢，由工控機(jī)完成對(duì)整條生產(chǎn)線的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了噴烤漆自動(dòng)化。
1 客車整車噴烤漆房系統(tǒng)簡介
客車整車噴烤漆房設(shè)備由實(shí)體，送排風(fēng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，凈化系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，安全消防系統(tǒng)，電動(dòng)升降平臺(tái)，進(jìn)出車輛大門，加熱系統(tǒng)等組成。實(shí)體采用鋼結(jié)構(gòu)框架承插上海寶鋼eps彩鋼板制作，彩鋼板厚度δ=0.75mm，墻板厚度不小于75mm，具有保溫性能好，整體密封性能好，承載能力大的特點(diǎn)。
進(jìn)氣凈化采用不少于兩級(jí)的織物過濾，過濾精度大于10μm，室內(nèi)設(shè)壓力傳感器1個(gè)，采用美國進(jìn)口產(chǎn)品，電路芯片采用菲利浦產(chǎn)品。燃油采用集中供油方式。燃燒器性能穩(wěn)定，工作安全可靠。電路連接件安全，牢固，可靠。在較冷季節(jié)進(jìn)行噴漆作業(yè)時(shí)，室溫應(yīng)大于18℃。換熱器采用不銹鋼制作，具有耐熱性和良好的散熱效能（大于75%）送，排風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)加熱系統(tǒng)連鎖，當(dāng)送，排風(fēng)系統(tǒng)位啟動(dòng)時(shí)，加熱裝置啟動(dòng)開關(guān)無效;當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉加熱裝置。
?。?） 噴漆的工作原理
外部空氣經(jīng)初級(jí)過濾后由風(fēng)機(jī)送至室頂，在經(jīng)過頂部過濾網(wǎng)二次過濾凈化后，進(jìn)入房內(nèi)，房內(nèi)空氣采用全降式，以大于0.35m/s的速度向下流動(dòng)，使噴漆后的漆霧微粒不能在空氣中停留，而直接進(jìn)入底層出口過濾裝置，從而濾去噴漆過程中產(chǎn)生的有害氣體，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后的廢氣直接從排氣口排除至室外。保證室內(nèi)空氣清新，從而達(dá)到安全衛(wèi)生的工作環(huán)境。（較冷季節(jié)可以對(duì)送入的空氣進(jìn)行加熱，使送入的空氣在30min內(nèi)溫度升至18℃）
?。?） 烤漆的工作原理
通過風(fēng)機(jī)將冷空氣經(jīng)初級(jí)過濾網(wǎng)過濾后，與熱能轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的熱量送入烤漆房頂部，在經(jīng)過濾網(wǎng)二次過濾凈化，熱空氣以大于0.15m/s的速度進(jìn)入烤漆房內(nèi)，從底部排出，經(jīng)過風(fēng)門的內(nèi)循環(huán)作用，除吸進(jìn)少量新鮮空氣外，部分熱空氣又被繼續(xù)加熱利用，送入烤房內(nèi)部，使烤房內(nèi)溫度逐漸升高，當(dāng)溫度打到設(shè)定溫度時(shí)，燃燒器自動(dòng)停機(jī)，當(dāng)溫度下降到設(shè)定的溫度以下4-5℃度時(shí)，風(fēng)機(jī)和燃燒自動(dòng)機(jī)，使烤房內(nèi)溫度保持相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)烤漆時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，烤房自動(dòng)關(guān)機(jī)，烤漆過程結(jié)束
2 烤漆房的控制系統(tǒng)控制要求
（1） 二條烤漆房配置二套控制柜和一個(gè)工控機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該套系統(tǒng)必須封閉在操作室內(nèi)。
（2）每條生產(chǎn)線電控系統(tǒng)均采用plc做控制中心，全線實(shí)行聯(lián)鎖控制，即：循環(huán)，排風(fēng)系統(tǒng)不能正常工作時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)，以及工作狀態(tài)選擇等功能。常規(guī)操作和選擇在控制柜和現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)完成。
?。?） 控制系統(tǒng)具備延時(shí)功能，即：先行啟動(dòng)循環(huán)，排風(fēng)系統(tǒng)后，延時(shí)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，關(guān)閉時(shí)相反。
?。?）各主控制回路均設(shè)有過載，短路，失壓等保護(hù)系統(tǒng)，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。并具有安全保護(hù)功能，當(dāng)燃油加熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)及全線設(shè)備。
（5） 室內(nèi)溫度采用數(shù)字顯示，6套熱電偶控制溫度，通過數(shù)顯控制儀表調(diào)節(jié)燃燒工作狀態(tài)，達(dá)到自動(dòng)控溫。
?。?）plc及工控機(jī)主要功能。設(shè)備各單元的啟動(dòng)，停止，運(yùn)行，故障及工作選擇狀態(tài)，均由plc采集，按照工藝通過輸出單元控制并作聲光報(bào)警。工控機(jī)通過plc接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送完成工藝流程動(dòng)態(tài)顯示各設(shè)備的運(yùn)行或故障監(jiān)控，plc程序編制，參數(shù)設(shè)備及報(bào)表打印功能。脫開工控機(jī)系統(tǒng)，電氣控制同樣通過plc完成各種流程的控制，并在柜體面板上采用組合信號(hào)燈觀察各設(shè)備的工作狀態(tài)。
?。?） 電器控制柜采用組合式及密封型結(jié)構(gòu)，柜內(nèi)設(shè)立排風(fēng)及照明裝置。
?。?）現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線的敷設(shè)采用橋梁，電線管和繞管聯(lián)合布置，防暴場(chǎng)所均選用防暴電路，動(dòng)力導(dǎo)線選用vv系統(tǒng)四芯電纜，控制線選用kvvr及kvvrp屏蔽電纜。動(dòng)力線路和控制線路敷設(shè)時(shí)用隔板分開。
?。?） 照明系統(tǒng)
室內(nèi)照明燈箱采用嵌入式，選用熒光燈，其安裝方式采用隔爆處理。
（10） 安全，消防系統(tǒng)
按照gb14444-93要求，設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的安全門。
?。?1） 電動(dòng)升降操作臺(tái)
在噴漆室內(nèi)軌道兩側(cè)設(shè)置升降工作臺(tái)，通過平臺(tái)立柱上的防爆按鈕控制操作臺(tái)的升降。
3 烤漆房的控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及通訊參數(shù)配置
3.1 總體結(jié)構(gòu)
電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是根招工藝及設(shè)備的要求，分析目前國內(nèi)外涂裝線電控系統(tǒng)現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)今工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，本著高質(zhì)快速、柔性化和低成本的要求，采用以計(jì)算機(jī)為主的集散型控制系統(tǒng)（dcs）電氣控制方案。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)控、操作、管理和分散控制，有效地克服了以前油漆涂裝線電控系統(tǒng)由于采用大量分散的儀表控制的缺陷。上位機(jī)工控機(jī)采用1臺(tái) 研華工控機(jī)ipc-610 pⅲ 1g 256m 40g硬盤，組態(tài)軟件采用kingview6.02，plc采用2臺(tái)三菱fx2n-128+16ex，溫控儀采用富士pxw9，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒器大小火及上限?；?。如圖1所示。系統(tǒng)具有很高的可靠性和冗余性。脫開工控機(jī)系統(tǒng)，電氣控制同樣通過plc完成各種流程的控制。
3.2 系統(tǒng)連接與fx2_485協(xié)議通訊參數(shù)配置
本協(xié)議支持與三菱fx2_485及其兼容的fx系列plc之間以485方式進(jìn)行通訊，可以采用串行通訊，使用計(jì)算機(jī)中的串行口。支持上位機(jī)通過組態(tài)軟件與三菱的通訊模塊232adp，485bd，485adp之間的通訊。plc通訊參數(shù)可以通過編程器設(shè)置，將d8120設(shè)置為：e080，具體表示的通訊參數(shù)如下：
*協(xié)議： link 數(shù)據(jù)： 7 校驗(yàn)：無 停止：1 傳輸速率：9600
*硬件：rs-485 數(shù)目檢查：yes 控制程序：format4
在d8121中設(shè)置地址，在組態(tài)王中定義的設(shè)備地址必須和此設(shè)置保值一致。
注意：從plc資料中得知，設(shè)置后必須關(guān)plc電源，再重新給plc上電，設(shè)置才能生效。
4 程序沒計(jì)
4.1 兩種運(yùn)行方式
為了保證設(shè)備的運(yùn)行可靠性及現(xiàn)場(chǎng)的控制和操作的方便性，每套分系統(tǒng)采用2種方式運(yùn)行：
?。?） 自動(dòng)運(yùn)行方式
只要接通電源，選擇自動(dòng)方式，系統(tǒng)就會(huì)先檢測(cè)設(shè)備的預(yù)備運(yùn)行的各項(xiàng)條件，如滿足條件，按下運(yùn)行按鈕，設(shè)備就可自動(dòng)運(yùn)行。
?。?） 手動(dòng)運(yùn)行方式
接通電源，選擇手動(dòng)方式，系統(tǒng)就會(huì)先檢測(cè)設(shè)備的預(yù)備運(yùn)行的各項(xiàng)條件，如滿足條件，操作人員可以有選擇地操作設(shè)備，這僅用于設(shè)備的檢查和應(yīng)急生產(chǎn)使用。部分（噴裝室）加設(shè)各個(gè)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)，作為聯(lián)動(dòng)必須滿足的條件。
對(duì)于設(shè)備的報(bào)警情況，分設(shè)一級(jí)和二級(jí)的故障報(bào)警，并有不同的處理方法：一級(jí)故障：是一些比較簡單的故障，它不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害和人身安全的影響。空氣過濾器壓差大等，程序只對(duì)設(shè)備做聲音報(bào)警和故障位置的指示。二級(jí)故障：是能引起設(shè)備的損害和人身安全的故障，它會(huì)造成生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。如大型風(fēng)機(jī)的故障、斷路器跳閘、火災(zāi)和地震等故障，程序?qū)υO(shè)備作出立即停機(jī)和聲音報(bào)警及位置指示。
4.2 plc程序總體設(shè)計(jì)
?。?）整個(gè)程序的自動(dòng)噴漆和手動(dòng)噴漆部分，自動(dòng)烤漆和手動(dòng)烤漆部分，通過cj指令來分段，如圖2所示，大大減輕了編程的難度，使得噴漆，烤漆，自動(dòng)，手動(dòng)可分別編程，可以采用雙線圈輸出，解決了程序包容性問題，注意公共部分程序和分段程序的包容性，防止雙線圈輸出，否則出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的結(jié)果，通過cj指令可實(shí)現(xiàn)任意分段，比采用mc，mcr實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)更具靈活性，并可以采用雙線圈輸出。
?。?） 手動(dòng)程序及復(fù)位
為使系統(tǒng)調(diào)試方便，設(shè)有手動(dòng)程序。手動(dòng)方式是通過往制箱上的手動(dòng)功能開關(guān)來進(jìn)行的。每接通一個(gè)開關(guān)，執(zhí)行一個(gè)相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)系統(tǒng)沒有處于自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，按“總復(fù)位”按鈕?？墒瓜到y(tǒng)完全復(fù)位。
4.3 上位機(jī)監(jiān)控程序
在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)工藝流程圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理是通過可編程控制器操作站系統(tǒng)軟件和組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)軟件主要對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行定義，定義過程點(diǎn)參數(shù)、趨勢(shì)筆、趨勢(shì)組、流程圖、報(bào)表等，監(jiān)控軟件由各種監(jiān)視畫面和操作畫面組成，主要包括總貌畫面、流程圖畫面、趨勢(shì)畫圃、報(bào)表管理以及趨勢(shì)打印、報(bào)表生成打印輸出、操作調(diào)整等。
上位機(jī)主要工藝參數(shù)分組曲線顯示，并存人上位磁盤中，工藝人員隨時(shí)調(diào)用打印，做工藝質(zhì)量分析。同時(shí)還可將每班設(shè)備啟停時(shí)間、各工位啟停傳送時(shí)間進(jìn)行記錄存盤．供生產(chǎn)管理人員隨時(shí)查詢打印停工臺(tái)時(shí)間和停工月報(bào)表。
上位機(jī)的操作分操作員級(jí)和工程師兩級(jí)．正常生產(chǎn)時(shí)，由生產(chǎn)工人操作。
工藝流程畫面如圖3實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)烤漆房的全面監(jiān)控，界面形象生動(dòng)，友好，具有較好的可靠性，在畫面上實(shí)現(xiàn)鳳機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫，燃燒機(jī)燃燒動(dòng)畫，當(dāng)某設(shè)備發(fā)生故障，該設(shè)備將閃爍，并彈出實(shí)時(shí)報(bào)警畫面;在手動(dòng)狀態(tài)，可以直接點(diǎn)擊該設(shè)備，便可啟停該設(shè)備，噴漆和烤漆時(shí)，通風(fēng)的路徑及顏色將發(fā)生變化?？酒岱繙囟瘸龜?shù)字顯示外，采用溫度棒圖顯示。
圖4系統(tǒng)參數(shù)，顯示系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)，可設(shè)定參數(shù)，如烤漆時(shí)間;圖5歷史報(bào)警畫，顯示所有報(bào)警發(fā)生的時(shí)間，報(bào)警恢復(fù)、報(bào)警應(yīng)答，報(bào)警的優(yōu)先級(jí)，報(bào)警組，如果在運(yùn)行階段，變量的數(shù)值或變化情況滿足已定義的報(bào)警條件、從報(bào)警條件恢復(fù)正常狀態(tài)、報(bào)警應(yīng)答時(shí)均可以產(chǎn)生報(bào)警事件（報(bào)警發(fā)生、報(bào)警恢復(fù)、報(bào)警應(yīng)答）。報(bào)警信息還可以用文件的形式進(jìn)行歷史記錄或?qū)崟r(shí)打印報(bào)警信息。用戶可以自定義報(bào)警信息的顯示格式、記錄格式和打印格式。同時(shí)可以利用命令語言實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警事件的復(fù)雜控制和靈活處理。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)已在青島四方車輛廠調(diào)試成功，且投入生產(chǎn)，從運(yùn)行情況來看，電氣系統(tǒng)幾乎處于無故障工作，大大提高了生產(chǎn)率。此系統(tǒng)組態(tài)靈活，操作方便，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作安全可靠，維修方便，與上位工控機(jī)聯(lián)系，接受工控機(jī)的控制和查詢，由工控機(jī)完成對(duì)整條生產(chǎn)線的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了噴烤漆自動(dòng)化。
（轉(zhuǎn)載）
