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1、项目概述,项 目 名 称,吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目,招 标 号,N B C X 0 1 3,招 标 单 位,宁波远景汽车零部件有限公司,项目概述,生产纲领,主要生产EC718、EC718-RV及在其车型 下的CVT(自动挡）车型,生产开动率,生产效率约为85%,生产方式,该生产线为17个工位的台车或16个工位的往复 小车输送线，工位节距为5800mm，生产节拍为 1400秒/辆。,车身组装线的概念,侧围生产线概念 (Body Side Line),4-1,4-2,地板生产线概念(Under Body Line),4-3,车身主焊线概念 (Main Body Line),4-4,电气自动
2、化控制方案,电气自动化控制方案,4-4,一、 项目描述 该控制系统用于吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目的车身焊接夹具项目 ，包括现场操作站、现场设备检测单元（接近开关、光电开关等）、现场其它输入设备、现场执行机构（如电动机、电磁阀等）、现场安全设备（安全继电器，安全隔离光栅等），通过PLC控制，采用工业以太网总线通讯，接收输入信号至PLC，将PLC输出指令发送到现场设备。 二、 投标范围我公司将完成吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目如下电气部分的整体设计、图纸及说明书制作、PLC程序编制、HMI组态、现场安装调试及设备正常运行后的培训。1. 吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目侧围焊装生产线自动控制
3、系统；2. 吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目底板焊装生产线自动控制系统；3. 吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目主线焊装生产线自动控制系统（3套） 三、 总体方案 在经过详细阅读并充分理解吉利集团“帝豪”汽车技术改造项目车身焊接线电气部分的技术要求后，做出如下的技术方案： 系统电气系统（五套） 主要控制元件包括 1 PLC采用siemens的S7-300系列的319-2DP/PN-F和S7-300系列的315-2DP/PN。 2 PLC和PLC及和上位系统之间采用以太网通讯，设备层采用profi-bus通讯。 3 HMI采用siemens的12寸TFT触摸屏。 4 变频器采用siemens的添加
4、变频器的型号 系列。,4-4-1. 电气控制图概念,3.1 电控系统分五套：侧围一套，底板一套，主焊线MB010、MB020一套,BM030MB050一套和MB060MB011 一套，独立性好便于整条线的管理和维护，能有效地降低整线的故障停机率。电控系统由主站(图3-1) (图3-2)和远程I/O站点(图3-3)，分线盒(图3-4), HMI (图3-5),操作盒(图3-6) 组成。,图3-1控制柜示例,图3-2主控制柜内元器件示例,PLC等核心模块,开关电源,隔离变压器,电源缓冲器,远程I/O站点采用 系列接口模块,图3-3远程I/O站柜内示例,图3-4 工位远程I/O柜示例,图3-5 HM
5、I,图3-6 工位操作盒示例,图3-8 现场I/O信号采用压线帽连接,图3-9 现场分线盒示意图,侧围焊装线电控系统 主要采用SIEMENS系列控制产品，包括 1 S7-300系列的315-2DP/PN。 2 Profi-bus现场总线。 3 SIEMENS 12寸的彩色人机界面。 4 这里 加变频器型号 系列交流变频器。 主要电气控制部分包括：a.工位的夹具的逻辑控制。如：各个夹头的夹紧打开顺序，工件，往复线，操作工人之间逻辑关系安全保护。b.往复线的逻辑控制。当所有工位都满足往复的条件时，往复线升起。升起到位后，机械抱紧装置开始打开，机械抱紧装置打开完成后，往复电机抱闸打开并以较低速度启动
6、前进运行，在一段较慢加速过程后达到高速并以高速运行前进，快接近停止位置的时候碰到减速限位开关，往复线由高速变为低速运行，碰到停止开关后，变频器停止输出，机械定位抱紧装置抱紧，往复电机抱闸抱紧，往复开始下降。下降到位后，机械抱紧装置和往复电机抱闸打开，往复线以较低速启动，缓慢加速到高速并以高速后退，碰到后退减速开关后开始减速以低速运行，碰到停止开关后，变频器停止输出，机械定位抱紧装置开始抱紧，机械定位抱紧装置抱紧后往复电机抱闸抱紧，各个工位开始工作。流程示例见下图3-10：,图（3-10）侧围线往复线流程示例,底板焊装线电控系统 主要采用AB系列控制产品，包括 1 SIEMENS系列的319-2
7、DP/PN-F。 2 Profi-bus现场总线。 3 SIEMENS 12寸彩色人机界面。 4 这里添加变频器型号系列交流变频器。 主要电气控制部分包括：a.各个工位的夹具的逻辑控制。如：各个夹头的夹紧打开顺序，和工件之间的逻辑关系安全保护，和往复线之间的逻辑关系及安全保护，和操作工人之间安全保护。b.往复线的逻辑控制。当所有工位都满足往复的条件时，往复线升起。升起到位后，机械抱紧装置开始打开，机械抱紧装置打开完成后，往复电机抱闸打开并以较低速度启动前进运行，在一段较慢加速过程后达到高速并以高速运行前进，快接近停止位置的时候碰到减速限位开关，往复线由高速变为低速运行，碰到停止开关后，变频器停
8、止输出，机械定位抱紧装置抱紧，往复电机抱闸抱紧，往复开始下降。下降到位后，机械抱紧装置和往复电机抱闸打开，往复线以较低速启动，缓慢加速到高速并以高速后退，碰到后退减速开关后开始减速以低速运行，碰到停止开关后，变频器停止输出，机械定位抱紧装置开始抱紧，机械定位抱紧装置抱紧后往复电机抱闸抱紧，各个工位开始工作。流程示例见下图：,底板往复流程示例,c.往复输送。采用PLC和变频器控制，电机驱动，扁平电缆接线（见图），实现自动控制，可以慢速启动，快速行走，慢速停止，并能保证输送安全稳定的运行。设有上升和下降限位开关保护，一旦触发上下限开关，变频器停止输出，电机抱闸抱紧，发出声光报警。,底板空中输送吊具
9、流程示例,d.车型的选择和切换。由人工在工控机上按所需生产的车型进行选择,车型选择确认后，PLC自动调用相对应的程序对每个工位的夹具按所需的车型进行切换，并对所切换的结果进行检测，在各个工位上用指示灯显示当前的车型。当检测到尚有工位没有完成切换时，不允许生产线进行运行。e.车型的判断和保护。用一组用于车种判别和纠错传感器，当检测到所放的工件与当今车型不符时，发出声光报警并在HMI上显示报警信息，停止工作。,主焊线电控系统 主要采用AB系列控制产品，包括 1 SIEMENS S7-300系列的319-2DP/PN-F。 2 Profi-bus现场总线。 3 SIEMENS 12寸的彩色人机界面。
10、 4 加变频器型号系列交流变频器。 主要电气控制部分包括：a.各个工位的夹具的逻辑控制。如：各个夹头的夹紧打开顺序，和工件之间的逻辑关系安全保护，和往复线之间的逻辑关系及安全保护，和操作工人之间安全保护。b.往复线的逻辑控制。当所有工位都满足往复的条件时，往复线升起。升起到位后，机械抱紧装置开始打开，机械抱紧装置打开完成后，往复电机抱闸打开并以较低速度启动前进运行，在一段较慢加速过程后达到高速并以高速运行前进，快接近停止位置的时候碰到减速限位开关，往复线由高速变为低速运行，碰到停止开关后，变频器停止输出，机械定位抱紧装置抱紧，往复电机抱闸抱紧，往复开始下降。下降到位后，机械抱紧装置和往复电机抱
11、闸打开，往复线以较低速启动，缓慢加速到高速并以高速后退，碰到后退减速开关后开始减速以低速运行，碰到停止开关后，变频器停止输出，机械定位抱紧装置开始抱紧，机械定位抱紧装置抱紧后往复电机抱闸抱紧，各个工位开始工作。流程示例见下图：,主线往复流程示例,c.往复输送。采用PLC和变频器控制，电机驱动，扁平电缆接线（见图），实现自动控制，可以慢速启动，快速行走，慢速停止，并能保证输送安全稳定的运行。设有上升和下降限位开关保护，一旦触发上下限开关，变频器停止输出，电机抱闸抱紧，发出声光报警。,主线空中输送吊具流程示例,d.车型的选择和切换。由人工在工控机上按所需生产的车型进行选择,车型选择确认后，PLC自
12、动调用相对应的程序对每个工位的夹具按所需的车型进行切换，并对所切换的结果进行检测，在各个工位上用指示灯显示当前的车型。当检测到尚有工位没有完成切换时，不允许生产线进行运行。e.车型的判断和保护。用一组用于车种判别和纠错传感器，当检测到所放的工件与当今车型不符时，发出声光报警并在HMI上显示报警信息，停止工作。,工位当前车型指示,图片换掉,网络方案描述1.本线5个PLC采用SIEMENS的S7-300系列的319-2DP/PN-F和S7-300系列的315-2DP/PN-F。2. PLC间信号及PLC和工控机间信号交换采用以太网交换。 S7-300系列的315-2DP/PN-F 配备以太网接口模
13、块添加型号, S7-300的319-2DP/PN-F自身带有以太网模块；3.设备层现场网络采用PROFI-BUS，网络采集如气缸磁性开关，工件检测，减速及到位信号，按钮和指示灯，光电开关等；,3.3 通用1传感器（接近开关, 光电开关等）信号的采集以及执行机构的控制根据其所在的位置分配给对应的远程I/O站点，再通过Profi-bus总线和主控制器相连。2所有传感器和电磁阀接线问题将遵循就近的原则，就近接入当前所属的分线盒，再由分线盒和主电气柜连接。这将大大简化更换故障接点所需时间。3整个系统允许手/自动切换，以便于各工位在必要时能独立工作。4在HMI人机界面上可以模拟显示工艺的流程实况，以便操
14、作者监控，原则上每个I/O信号当前状态将采用表格形式列出，并以不同颜色区分。一旦有故障接点，系统将持续报警，HMI上将在当前画面显示故障点，以便工作人员查找。5所有线缆及设备具备抗强电磁干扰功能，以防作业现场的大电流电磁干扰对电气设备及电缆的干扰而导致设备的不正常运行。,四、 系统设计 4.1 硬件设计 4.1.1 对配电系统的设计主电源：三相380V10% 50HZ2HZ（三相五线，3P+N+PE），总开关具有过电流及电磁保护功能；辅助电压：4.1.2 对PLC的设计4.1.2.1 PLC采用德国SIEMENS品牌PLC(图4-2)，该系统有先进可靠的硬件基础和软件基础。 4.1.2.2 输
15、入输出预留15%以上空间；以便将来系统扩展方便。,图4-2 AB PLC应用示意,替换图片,4.1.3 其它元器件的设计4.1.3.1 系统控制主要元器件选用进口品牌的成熟型号，以保证系统的可靠性、先进性和备品备件渠道的长期畅通性 4.1.3.2 现场传感器开关选用抗强磁干扰的产品。 4.1.3.3 线缆选用符合国标标准的国内优质线缆,例如:上海金子4.1.4 在掉电情况下的保护4.1.4.1 系统电源具备隔离保护措施，能够适应工厂电网上的电压波动和脉冲干扰； 4.1.4.2 在电源断电或设备急停时，为了避免设备损坏或人身伤害，系统将保证设备运动执行元 件没有任何运动，并具备记忆功能； 4.1
16、.5 在电机过载情况下的保护 4.1.5.1 采用过载保护装置，而且系统防止自动再次起动； 4.1.5.2 三相电机的电流过载保护器分别安装在三相线路上；4.1.6 互锁保护：存在前后动作逻辑关系的各应用单元间具有可靠的互锁关系，前后不产生误操作，以免产生危险；无论自动或手动方式各应用单元内部的前后动作顺序均有互锁。,图4-3 低压元件应用示意,图4-5 现场I/O信号接线示意图,图4-6 现场分线盒示意图,4.2 软件设计4.2.1 通用主要应用软件:RSLogix5000,RSLinx,RSNetWork,Drive Tool,RSView SE,4.2.1.1 控制回路的最大响应周期不大于20ms,中断量信号的分辨率小于1ms; 4.2.1.2 编程语言应为梯形图，采用结构化、模块化编程，以便将来用户自己优化，更改工艺过程；,
