分体式换热器自动切片组装设备控制系统设计
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案引言概述：自动化控制系统设计是一项关键的工程任务，它涉及到各种工业和商业领域中的生产和运营过程。
一个有效的自动化控制系统设计方案可以提高生产效率、降低成本，并确保产品和服务的质量。
本文将详细阐述自动化控制系统设计方案的五个部份，包括系统需求分析、硬件选择、软件开辟、系统集成和测试、以及系统维护。
一、系统需求分析：1.1 确定系统目标与功能需求：首先，需要明确自动化控制系统的目标和功能需求，包括生产过程的自动化程度、控制精度、生产能力等方面的要求。
1.2 采集和分析数据：通过采集和分析相关数据，包括生产过程中的参数、设备状态等信息，以便为系统设计提供准确的基础数据。
1.3 确定系统的可行性和可靠性要求：在系统需求分析阶段，需要评估系统的可行性和可靠性，并确定相应的要求，以确保系统能够稳定运行并满足生产需求。
二、硬件选择：2.1 选择合适的传感器和执行器：根据系统需求分析的结果，选择适合的传感器和执行器，以实时监测和控制生产过程中的参数和设备。
2.2 选择适当的控制器和通信设备：根据系统需求和数据传输的要求，选择合适的控制器和通信设备，以实现数据采集、处理和传输的功能。
2.3 考虑系统的可扩展性和兼容性：在硬件选择过程中，需要考虑系统的可扩展性和兼容性，以便在未来的扩展和升级中能够更加方便和高效地进行。
三、软件开辟：3.1 编写控制算法和逻辑：根据系统需求和硬件选择的结果，编写控制算法和逻辑，以实现对生产过程的自动控制和优化。
3.2 开辟人机界面：设计和开辟人机界面，以方便操作员对系统进行监控和控制，并提供实时的生产数据和报警信息。
3.3 集成第三方软件和系统：根据需要，将第三方软件和系统集成到自动化控制系统中，以实现更多的功能和扩展性。
四、系统集成和测试：4.1 确保硬件和软件的兼容性：在系统集成过程中，需要确保硬件和软件的兼容性，以确保系统能够正常运行。
4.2 进行系统测试和调试：在系统集成完成后，进行系统测试和调试，以验证系统的功能和性能，并进行必要的优化和改进。
自动化设备中的电气控制系统设计
自动化设备中的电气控制系统设计自动化设备在现代工业生产中起着至关重要的作用，其可靠的运行离不开优秀的电气控制系统设计。
本文将对自动化设备中的电气控制系统设计进行探讨，并提出一些建议和注意事项。
一、概述随着科技的不断进步，电气控制系统在自动化设备中的应用越来越广泛。
它能够实现设备的自动化、智能化和高效化操作，提高了生产效率和产品质量。
一个好的电气控制系统设计应该具备以下几个方面的特点：稳定可靠、灵活可控、安全环保、易于维护和扩展。
二、电气控制系统设计的关键要素1.需求分析：在设计之前，需要对自动化设备的功能需求和技术要求进行全面准确的分析。
这包括设备的工作流程、控制信号、传感器应用、安全保护要求等方面的内容。
只有清晰明确的需求分析，才能指导后续的设计工作。
2.电气元件选型：根据需求分析的结果，选择合适的电气元件。
这包括开关、继电器、传感器、变频器、PLC（可编程控制器）等。
选型过程中，需要考虑元件的质量、品牌信誉、性能参数等因素，确保其能够满足设备的要求。
3.系统架构设计：制定整体的电气控制系统架构。
根据需求分析和选择的电气元件，设计合理的电气控制系统结构，包括信号流程、控制层次、通信方式等。
合理的系统架构设计可以提高系统的稳定性和可靠性。
4.布线与连接：在电气控制系统设计中，合理的布线和连接是十分重要的。
需要确保电气设备之间的连接稳固可靠，同时避免干扰和电磁辐射问题。
此外，还应注意布线的可维护性和安全性。
5.软件程序编制：对于使用可编程控制器（PLC）的电气控制系统，软件程序的编制至关重要。
设计人员需要根据设备的功能需求和控制逻辑，编写出可靠高效的控制程序。
程序应求简洁明了、易于调试和维护。
6.可靠性和安全性考虑：在电气控制系统设计中，可靠性和安全性是至关重要的方面。
设计人员应考虑系统的冗余性、故障检测和报警机制以及紧急停机保护等。
此外，还需注意电气设备的运行环境和防护措施，确保人员和设备的安全。
自动化控制系统的总体结构与设计要点
自动化控制系统的总体结构与设计要点自动化控制系统（Automation Control System，ACS）是一种广泛应用于工业生产领域的技术，它可以通过电子设备和计算机进行控制，减少人力成本，提高生产效率。
自动化控制系统的总体结构和设计要点对于系统的运行和效率有着至关重要的影响。
本文将为您介绍自动化控制系统的总体结构和设计要点。
一、自动化控制系统的总体结构1. 控制器控制器是自动化控制系统的核心部件，它主要通过采集信号对系统进行控制。
根据不同的应用场景可以选择不同的控制器，比较常见的有PLC控制器和DCS控制器两种。
2. 执行元件执行元件是接受控制器输出信号执行操作的部件。
比如电机、水泵、气缸等。
3. 驱动器驱动器是控制执行元件运行的设备。
例如能够控制电机输出转矩大小和方向的变频器、伺服电机驱动器等。
4. 检测元件检测元件主要负责采集现场的数据信息，并将其传输到控制器中进行处理，例如传感器。
二、自动化控制系统的设计要点1. 系统的可靠性设计在进行自动化控制系统的设计时，需要确保系统的可靠性，避免因系统失误引起的意外事故或产品质量问题。
2. 系统的稳定性设计为避免系统失控，设计师需要根据控制对象的特性，结合系统自身的特点进行稳定性设计。
例如，封闭式控制系统需要设置合理的比例控制和积分控制参数。
3. 系统的可扩展性设计在进行自动化控制系统的设计时，需要考虑未来的功能扩展和升级，系统需要有良好的可扩展性。
4. 系统的安全性设计自动化控制系统通常用于生产线上，如果遇到不安全情况的话，则可能会导致员工的人身伤害，同时也会给企业带来经济损失。
所以，设计师需要考虑可避免人员伤亡的安全机制。
5. 系统的易维护性设计当系统出现故障需要进行维修时，设计师需要考虑系统的易维护性，使得操作人员更加容易对系统进行维护。
总结：自动化控制系统的总体结构和设计要点是控制系统设计师的必修课程，系统的总体结构和设计要点在很大程度上影响系统的控制能力、稳定性、可靠性和安全性。
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案1. 引言自动化控制系统设计方案旨在为特定工业过程或设备提供一个完整的自动化解决方案。
本文将详细介绍自动化控制系统的设计原则、系统架构、硬件选型、软件开发、测试与验证等关键内容。
2. 设计原则2.1 可靠性：自动化控制系统应具备高可靠性，能够在长时间运行中保持稳定性和可靠性。
2.2 灵活性：系统设计应具备一定的灵活性，能够适应不同工艺流程的变化和扩展。
2.3 安全性：系统设计应考虑安全因素，确保操作人员和设备的安全。
2.4 可维护性：系统设计应简化维护工作，方便故障排除和系统升级。
3. 系统架构3.1 硬件架构：自动化控制系统硬件包括传感器、执行器、控制器和通信设备等。
根据具体需求，选择合适的硬件设备，并设计合理的硬件连接方式。
3.2 软件架构：自动化控制系统软件包括上位机软件和下位机软件。
上位机软件负责监控和控制整个系统，下位机软件负责与硬件设备的通信和控制。
根据需求，选择合适的软件平台和编程语言。
4. 硬件选型4.1 传感器：根据被控制对象的特性，选择合适的传感器用于采集数据，如温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
4.2 执行器：根据需要的控制方式，选择合适的执行器用于实现对被控制对象的控制，如电动阀门、电机驱动器等。
4.3 控制器：根据系统的规模和复杂程度，选择合适的控制器用于处理传感器采集的数据并发送控制信号，如PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等。
4.4 通信设备：根据系统的需求，选择合适的通信设备用于实现系统内部和外部的数据传输和通信，如以太网、无线通信等。
5. 软件开发5.1 上位机软件开发：根据系统的功能需求，设计上位机软件的界面和功能模块，如数据监视、控制参数设定、报警处理等。
采用合适的开发工具和编程语言进行开发，并进行充分的测试和验证。
5.2 下位机软件开发：根据硬件设备的通信协议和控制要求，设计下位机软件的通信模块和控制算法。
采用合适的开发工具和编程语言进行开发，并进行充分的测试和验证。
换热器的设计方案
换热器的设计方案一、设计目标本设计方案旨在设计一种高效、可靠、节能的换热器，以满足工业生产中对热能转移的需求，提高生产效率和降低能源消耗。
二、设计原则1. 高效热能转移：通过优化换热器的结构和选用高效的换热材料，实现热能的有效转移，提高换热效率。
2. 可靠稳定：选用高品质的材料和先进的制造工艺，确保换热器的稳定可靠运行，减少故障率。
3. 节能环保：设计上尽量减少能源消耗，降低运行成本，同时减少对环境的影响。
三、设计方案1. 结构设计：采用板式换热器结构，板片间距设计合理，使工作流体在换热器内获得较大的热交换面积，从而提高换热效率。
2. 材料选用：换热器材料选择优质不锈钢或钛合金，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于各种工业环境下的使用。
3. 换热介质：根据不同的工业生产需求，选择合适的换热介质，以确保热交换过程的有效进行。
4. 热力控制：采用先进的热力控制系统，监测和调节换热器工作温度和压力，以保证换热器的安全可靠运行。
5. 节能设计：通过增加换热器的隔热层或采用换热器集成闭合式设计，减少热能损失，提高能源利用率。
四、设计效果经过设计方案的实施，新换热器可以有效提高热能利用率，减少能源消耗，提高生产效率，降低运行成本。
同时，高质量的材料和严格的制造工艺，保证了换热器的稳定可靠运行，满足了工业生产对热能转移的需求。
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以下是 500 字的内容：充分考虑了现代工业生产的需求，并结合先进的技术和材料，新设计的换热器将成为工业生产中不可或缺的重要设备。
新换热器的应用范围涵盖了许多行业，如化工、石油、制药、食品等，可以满足不同工艺过程中对热能转移的需求。
在热力控制方面，新的换热器采用先进的传感器和自动调节系统，可以实时监测和调节换热器内部的温度和压力，以确保设备的安全运行。
同时，具有智能化的控制系统可以根据工艺需求进行调整，提高换热器的运行效率，减少能源消耗。
工程换热器设计方案书范本
工程换热器设计方案书范本一、项目概述为了满足工程项目中换热器需要，现拟设计一套换热器系统。
该系统将主要用于在工业生产过程中对流体进行换热处理，以满足生产流程中对温度控制及能耗优化的需求。
通过此系统的设计，将能够提高生产效率，降低能耗，并提高生产质量。
二、系统要求1. 效率高：换热器系统的设计要求换热效率高，确保快速、稳定地完成换热工作。
2. 节能环保：系统设计应尽可能减少能源消耗，减少对环境的影响。
3. 稳定可靠：系统的设计应考虑到长期运行的稳定性和可靠性，减少维护成本和故障率。
4. 适用范围广：系统应能适用不同工艺生产过程中的换热工作，具有一定的通用性和适用性。
5. 安全性高：系统的设计应考虑到工业生产环境的安全性要求，确保操作人员和设备的安全。
三、系统设计方案1. 设计参数：a. 根据工程项目需求，确定换热器的规格、换热面积、流体流量等参数。
b. 确定换热器的换热模式，包括传导换热、对流换热、辐射换热等。
c. 确定使用的换热介质、材料，以及工作温度、压力等工艺参数。
2. 换热器类型选择根据工程需求和设计参数，选择适合的换热器类型，包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器、喷射式换热器等。
3. 系统布局设计根据现场环境和工艺流程，对换热器系统的布局进行设计，包括换热器的安装位置、管路布置、阀门设置、控制系统等。
4. 材料选型根据工艺参数和介质特性，选择适合的换热器材料，确保其抗腐蚀性、耐高温性和机械性能。
5. 控制系统设计设计换热器系统的控制系统，包括温度、压力、流量的监测与控制，确保系统稳定运行。
6. 安全保护设计设计系统的安全保护装置，包括压力保护、温度保护、流量保护等。
7. 运维管理设计对系统的运维管理进行设计，包括检修、维护、保养计划、备件储备等。
四、系统实施方案1. 预算和投资制定系统的预算和投资计划，包括设备采购费用、安装费用、系统建设费用等。
2. 采购和安装根据设计方案和预算计划，进行设备的采购和系统的安装工作。
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案 一、引言 自动化控制系统是指利用计算机、仪器仪表、传感器等技术手段，对工业过程进行监控和控制的系统。本文将针对某工业生产过程的自动化控制系统进行设计方案的详细描述，包括系统架构、硬件设备、软件功能以及系统性能等方面的内容。
二、系统架构 本自动化控制系统的架构采用分布式控制系统（DCS）的设计思想，包括控制层、操作层和监控层三个层次。
1. 控制层：控制层是系统的核心部份，负责实时监控和控制生产过程。该层包括多个控制节点，每一个节点由一台工控机和相应的输入输出模块组成。工控机通过现场总线与输入输出模块进行通信，实现对生产过程的控制。
2. 操作层：操作层是系统的人机交互界面，提供给操作人员进行操作和参数设置的功能。该层采用触摸屏和键盘等设备，通过与控制层的通信实现对生产过程的操作。
3. 监控层：监控层是系统的数据管理和分析部份，负责数据采集、存储和分析。该层包括数据库服务器和数据分析软件，用于存储和处理生产过程的数据，为决策提供数据支持。
三、硬件设备 本自动化控制系统的硬件设备包括工控机、输入输出模块、触摸屏、键盘等。 1. 工控机：采用高性能的工控机作为控制节点的核心设备，具备强大的计算和通信能力，能够实时处理大量的输入输出数据。 2. 输入输出模块：采用数字输入输出模块和摹拟输入输出模块，用于与生产过程的传感器和执行器进行连接，实现对生产过程的监控和控制。
3. 触摸屏和键盘：触摸屏和键盘作为操作层的设备，提供给操作人员进行操作和参数设置的功能。
四、软件功能 本自动化控制系统的软件功能包括实时监控、数据采集、数据存储和分析等。 1. 实时监控：通过与输入输出模块的通信，实时监测生产过程的各项参数，并将监测数据显示在操作层的界面上，方便操作人员实时了解生产过程的状态。
2. 数据采集：通过与传感器的通信，采集生产过程的各项参数，并将采集到的数据传输给监控层的数据库服务器，用于后续的数据存储和分析。
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统是指以计算机技术为基础，通过软件程序控制传感器、执行器等设备的运行，实现对工业设备、生产过程或环境的自动化管理的系统。
在自动化控制系统设计方案中，需要考虑如下几个方面：
1.系统功能需求分析
在设计自动化控制系统之前，需要了解使用者的需求和系统功能的性能指标。
主要包括被控对象的特点、控制范围、控制精度和控制速度等。
2.硬件组成
硬件组成包括控制器、传感器、执行器和通信系统等部分。
在选择硬件时，需要考虑其稳定性、效率、可扩展性、可靠性和适用性。
3.软件设计
软件设计是自动化控制系统设计的核心。
设计软件需要掌握软件开发理论和技术，并根据硬件组成和功能需求进行编程。
4.系统实现与测试
系统实现需要进行程序调试、系统集成、联调和功能测试等。
测试是确保系统能够满足实际需求的重要手段，因此需要
进行全面测试，包括对系统的性能、可靠性和安全等方面的测试。
5.系统运行与维护
系统运行需要对系统进行监控和维护。
这包括对系统设备进行维护、软件更新和故障排除等工作。
需要注意的是，在自动化控制系统设计方案前，需要对被控对象进行深入的了解，以此来提高系统的可靠性和控制精度。
同时，在整个设计过程中还需要对系统进行风险评估，预防可能出现的风险，并为风险的出现做好处理准备。
总之，自动化控制系统设计方案是一个很复杂的工作，需要深入理解被控对象和使用者需求，并掌握相关的理论和技术，在实践过程中多方面考虑，以确保设计的系统满足要求且可靠。
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案引言概述：自动化控制系统是现代工业生产中的关键技术之一，它能够实现对生产过程的自动监控和调节，提高生产效率和质量。
本文将介绍自动化控制系统设计的基本原则和步骤，以及其中的五个关键部分。
一、系统需求分析1.1 确定系统的功能需求：首先要明确自动化控制系统需要实现的功能，例如生产过程的监控、设备的自动调节等。
1.2 确定系统的性能需求：根据生产过程的特点，确定系统对于精度、稳定性、响应时间等性能指标的要求。
1.3 确定系统的可靠性需求：考虑到生产过程的安全性和连续性，确定系统对于故障容忍度、备份机制等可靠性指标的要求。
二、系统结构设计2.1 确定系统的层次结构：根据功能需求，将自动化控制系统划分为不同的层次，例如物理层、传感器层、控制层等。
2.2 设计系统的数据流程：确定系统中各个层次之间的数据流动方式，包括传感器数据的采集、控制指令的传递等。
2.3 设计系统的通信方式：根据系统的规模和需求，选择合适的通信方式，例如以太网、无线通信等，确保数据的可靠传输。
三、硬件选型与布局3.1 选择合适的传感器和执行器：根据系统的功能需求和性能需求，选择合适的传感器和执行器，例如温度传感器、电机执行器等。
3.2 设计硬件的布局：根据生产现场的实际情况，确定传感器和执行器的布局方式，确保其能够准确感知和控制生产过程。
3.3 考虑系统的扩展性和可维护性：在硬件选型和布局时，要考虑系统的扩展性和可维护性，以便后续对系统进行升级和维护。
四、软件开发与编程4.1 编写控制算法：根据系统的功能需求和性能需求，编写控制算法，实现对生产过程的监控和调节。
4.2 开发人机界面：设计人机界面，实现对系统的操作和监控，提供友好的用户体验。
4.3 进行系统测试和调试：在软件开发完成后，进行系统测试和调试，确保系统的稳定性和可靠性。
五、系统集成与调试5.1 进行系统集成：将硬件和软件进行集成，确保它们能够正常协同工作。
换热器试验台控制系统设计要求.
《换热器性能测试试验台》控制系统设计要求换热器性能测试试验台是热交换器产品设计开发和质量控制的重要装备，同时也是集热工、机械、电气、自动控制和计算机应用的机电一体化系统，特别是测试计量和自动控制技术要求比较高。
根据迈鑫公司的要求，测试试验台包含风冷和水冷2种冷却介质；热压缩空气、导热油、乙二醇水溶液、热水4种加热介质的循环回路。
其中热水系统和冷却水系统共用一套质量流量计和水泵。
冷却水系统可以与热压缩空气系统、热油系统及热乙二醇水溶液系统配对实验。
一、总体布局图1 试验台系统总体布局平面图换热器性能测试实验室布置在厂房的西侧两跨（宽14米），南北方向占据南面两跨（长15米）。
试验台系统总体布局见图1。
性能测试实验室分为风洞室、风机室、热源设备室和控制室。
二、冷却空气循环系统图2 冷却空气系统布置图冷却空气循环系统的流程布置图见图2。
该系统可以满足各种空气冷却换热器传热性能的试验要求，包括冷却空气进出口温度、压差、流量的测量和控制。
冷却空气系统设置再循环回路可实现在冬季或其它温度较低条件下进行较高进风温度的换热器实验。
1）控制对象2台离心式引风机，型号为T4-72-8C，当转速为1800rpm、流量为26058m3/h时，全压为2913Pa，配备的电机为Y200L-30-4（30kW）。
其中一台(引风机A)变频调节，另一台(引风机B)定速运行。
风量在26000m3/h以下时只启动变频调节的引风机A。
送风机C (DWT-I-11.2，5.5 kW)，也采用变频调节，由风洞实验室室内压力信号调节，以保持风洞室房间的零压，亦可手动调节转速。
风机D(DF-I-8B，2.2kW)采用变频调节，其作用是可以精细地调整回风量，实现空气入口温度的精确调节，亦可手动调节转速。
送风机C和风机D都是轴流风机。
回风阀A（800×500）、回风阀B（800×500）、排风阀（800×500）和新风阀（1200×1200）联动调节实现。
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Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．０９，２０１６ 分体式换热器自动切片组装设备控制系统设计 刘志江，宋凯，王内 （中国船舶重工集团公司第七二二研究所，湖北武汉４３０２０５）
摘要：分体式换热器是空调设备中的核心部件，生产工艺复杂，其中切片、螺丝锁付组装和折弯成形是三个关键的工序 节点。根据其工艺特点，在六自由度机器人和多个功能专机的配合下，实现了相关工序的自动化改造，并提出了以一个三 菱Ｑ系列ＰＬＣ为主站，两个三菱ＦＸ３ＵＣ系列ＰＬＣ为从站的新型控制系统，以及主站、从站和机器人控制器之间的通 讯方式和控制程序。 关键词：分体式换热器；自动化工艺；控制系统；ＰＬＣ；工业机器人
中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２—５４５Ｘ（２０１ ６）０９～０１ ０６—０３
分体式换热器是空调设备中实现热量交换功能 的核心部件，具有需求量大、结构多样、生产工艺复 杂、产品品质要求高等特点，因此该产品的快速规模 化生产一直是行业内的难点和关键点。切片、螺丝锁 付和折弯成形是生产工序中必不可少的三个重要中 间节点，同时这三个节点是串联型的工艺顺序…。平板 型的来料Ｔ件经过这三个工序后，成品件结构如图１ 所示。实切部在由切刀割断后，与平台部脱离，然后实 切部与平台部之间由各自的左边板和右边板对应组 装，并用螺丝拧紧装配，虚切部则由外力折弯，与平台 部成一定角度最终成形。在目前的生产过程中，这三 个Ｔ序大多仍是依托简单的夹具，由５～６人紧密配 合来进行生产。由于生产节奏快，人工劳动强度大，在 长期的连续生产中，人员的疲劳导致产品的质量和生 产效率存在不稳定，并面临用工的短缺 。
图１分体式换热器片管件成品
针对这三个工序的具体工艺要求，研发了分体 式换热器片管件自动化切片组装设备，实现了相关 工序的自动化生产。该设备南上料线、工业机器人、 双工位切片工作台、螺丝自动锁付机、下料线五大部 分组成。针对自动化生产的Ｔ艺特点和要求，设计了 主从式的控制系统，以满足生产要求。
１设备结构简介 分体式换热器自动切片组装设备由上料线、Ａ Ｔ 位机器人、Ｂ工位机器人、双工位切片工作台、１号螺 丝机、２号螺丝机和下料线组成，见图２．
图２分体式换热器自动切片组装设备结构 上料线的作用是将间歇性上料的片管件来料， 依次定位准确的送至两个机器人各自的取料位置； 两台工业机器人的作用是在时间序列上相互错开， 交替从上料线上抓取片管件，同时配合．Ｔ二作台和螺
收稿日期：２０１６—０６—１１ 作者简介：刘志江（１９８８一），男，湖北襄阳人，硕士研究生，助理工程师，主要研究方向：机电一体化、机器人运动控制；宋凯（１９７６一）． 男，甘肃庆阳人，硕士研究生．高级工程师，主要研究方向：机械设计；王 内（１９８９一），男，湖北荆州人，硕 研究生， 助理工程师，主要研究方向：机器人运动控制。
ｌ ０６ 《装备制造技术｝２０１６年第０９期 丝机完成自动化切片和打螺丝，并将分体式换热器 片管件成品送至下料线；双工位切片工作台的作用 是将翅片完全定位以及固定，并完成翅片的自动切 片，同时在机器人的配合下，完成翅片的折弯成形； 两台螺丝机的作用是在翅片边板对孔后，自动将翅 片左右两边的螺丝打人并拧紧，并在两个工位间来 回移动切换；下料线的作用是与后续人工焊接线对 接，将装配完成的分体式换热器片管件成品有序的 输送至人工焊接工位。 ２设备的生产工艺流程 设备操作人员将片管件来料安放在上料线上，间 歇性运转的上料线将片管件输送至机器人取片工 位，然后机器人在对应的位置取走片管件，并移动至 双工位切片工作台上的对应工位，切片工作台对片 管件进行精确定位并固定，然后自动化切片。机器人 将切割后的片管件实切部与仍固定在工作台上的片 管件部分进行装配，将左、右边板按要求装配到位， 并对孔准确。随后两台螺丝机分别移动至片管件两 侧，将螺钉自动打人已对好孔的边板上，完成片管件 的组装。切片工作台松开片管件后，仍抓紧片管件的 机器人配合工作台上的顶升折弯机构［３１，实现片管件 的折弯成形。机器人再将组装好的片管件成品放至 下料线对应位置上，输送至下一工序的手工焊接线。 为提高生产效率，两个工位的机器人依据设备生 产节拍交替在上料线各自的对应位置抓取翅片。两 台螺丝机也将在工作台的两个切片工位上来回移动 进行螺丝锁付。上料线与下料线的间歇性运动将与 两个工业机器人的动作相配合，保证片管件的及时 供料以及下料流转。 ３控制系统结构 综合上述生产工艺的要求，设备的主控站由一台 三菱的Ｑ系列ＰＬＣ构成，对所有的工艺动作进行控 制。Ｑ系列ＰＬＣ是三菱公司从原有的Ａ系列ＰＬＣ的 基础上转变过来的大中型ＰＬＣ系列产品。Ｑ系列 ＰＬＣ采用了模块化的结构形式，产品组成与规模灵 活多变，最大输入及输出点数可达４ ０９６点，最大程 序存储容量可达２５２ Ｋ步，基本指令的处理速度可 达３４ ｎｓ，其基本组成包括电源模块、ＣＰＵ模块、Ｉ／０ 模块等，通过扩展各种特殊功能模块可以很方便地 提高ＰＬＣ的性能，扩大应用范围 。 整个控制系统中，两台现代的工业机器人 ＨＨ０５０各自带有一个控制柜，控制着机器人的轨迹 插补、启停等基本运动，同时与主控站ＰＬＣ进行信号 交互。上料线与下料线的异步电机启停均由主控ＰＬＣ 给出信号，同时线体上的片管件感应传感器也均将信 号发送至主控ＰＬＣ．双工位切片工作台上的切片电 机、气缸以及相关传感器也均由主控ＰＬＣ进行控制。 螺丝机的控制动作包括三轴的移动以及螺丝机的水 平输送和锁付，控制点较多，同时相关动作的实时性 配合要求高，因此每台螺丝机均设置了单独的一个三 菱ＦＸ３ＵＣ系列ＰＬＣ控制器，用于螺丝机相关动作的 内部控制，并与主控站的ＰＬＣ进行信号交互。此外， 设备上的触摸屏以及液晶显示屏等外设也与主控站 ＰＬＣ进行交互。整个控制系统的结构如图３所示，箭 头表示信号流的方向。 匝 巨
主控站 三菱Ｑ系列ＰＬＣ
ｒ‘ ＿‘ ・。 。－’ ・一ｌ从控站２号螺丝机Ｉ
— ◆ｉ三菱Ｑ系列ＰＬＣ ｌ ｔ－＿＿＿－＿＿・－＿－＿＿＿－－＿＿・－＿＿・－－＿－＿＿＿＿－－＿一 ‘＼
［ ］
图３控制系统结构 由于控制系统中设计了“一主二从”的ＰＬＣ控制 器工作模式，同时两台现代机器人的控制器也相当于 两个独立的从动工作站，因此各个控制器间的通讯对 于设备功能的正常实现至关重要。尤其是设备的工 艺动作多，相互的配合是严格的逻辑顺序关系，因此 通信可靠性的要求也高。由于控制系统的主控站选 择的是三菱Ｑ系列ＰＬＣ，其具备多样的通讯方式可 供选择，包括Ｉ／０通信、以太网通信以及ＣＡＮ总线通 信等。Ｉ／０通信的方式对于控制系统的搭建简洁直 观，不需要增加专用的通讯模块，并且可以依托ＰＬＣ 强大的软件功能进行有效的点对点控制，因此是工业 控制系统中一种经济有效的通信模式。同时，由于螺 丝机从站ＰＬＣ和机器人控制器分别可以内部控制完 成螺丝机和机器人的大部分工艺动作，与主控站问的 交互信息数量有限，因此借助Ｑ系列ＰＬＣ较多的Ｉ／０ 点数以及丰富的软元件，可以有效快速的进行控制系 统间的通信连接，并且抗干扰能力强。
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●■●●■■■■■●●Ｉ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．０９，２０１６ ４控制系统软件设计 ４．１控制程序设计 根据生产线的工艺动作要求以及相应的控制系 统结构，可将控制系统的软件分为主程序、螺丝机运 动控制程序、机器人运动控制程序、状态监测程序以 及手Ｔ调试程序五部分。 主程序直接控制上料线、双工位切片工作台、下 料线上的各个驱动电机和气缸的动作，以及接收所 有检测传感器的信号，同时与螺丝机运动控制程序 以及机器人运动控制程序进行控制信号交互，并接 收触摸屏中的生产参数设置信号。螺丝机运动控制 程序写入从控站ＰＬＣ中，控制螺丝机的基本运动功 能，包括控制驱动螺丝机三维空间内移动的三个电 缸，螺丝的自动供料动作．以及螺丝的锁紧动作等， 并通过Ｉ／Ｏ通信方式接收主控ＰＬＣ传送过来的锁定 位置以及开始锁钉等信号，控制螺丝机各个功能部 件的启停，并在设定的位置反馈螺丝机的状态信号 如螺丝批嘴位置、锁付就绪等进入主程序。机器人运 动控制程序则封装在机器人的运动控制器中。控制 机器人的运动轨迹以及运动速度等Ｉ ，机器人运动的 轨迹是根据设备＿Ｔ艺动作由分段式的运动组成的， 机器人运动控制程序也通过Ｉ／Ｏ通信的方式与主控 程序进行信号交互．接收主控程序的启停信号，同时 反馈机器人的位置状态信号。状态监测程序则根据 主控程序中采集的传感器信号．实时在显示屏上显 现设备当前的Ｔ作状态以及一些生产统计数据。手 Ｔ渊试程序则是用于设备凋试以及检修时的控制程 序，可以对关键的各个驱动部件进行单独控制，并接 收传感器信号用于观察： ４．２触摸屏界面设计 为方便Ｔ人的操作以及设备维护人员的调试， 使月｛ 菱ＧＴ２７１０一ＳＴＢＤ触摸屏作为人机操作界面， 用于显示整个设备的运行状态、报警信息，以及设备 的手动或自动控制功能。 触摸屏的主控界面包含了程序选择功能、设备 启停功能、机器人复位控制功能、生产参数设置功 能、生产线状态显示功能等。通过主控界面，可以控 制设备的各个主要功能，如图４所示。
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图４触摸屏主控界面 通过触摸屏主控界面，操作人员还可以进行多 样的设备操作，调用不同的控制程序。手动控制各个 工艺动作等，如图５所示。 手动操作㈨螺丝机㈧参数 Ｉ／Ｏ 报警详情Ｉ ４返回 Ａ工位 ｌ旦 查ｌ Ｂ工位 ●，ｆ校正气缸、 ●（ ● ● 竺 ●・ 竺曼多● 堂｜竺 ● ● ● ● ● ● ● ；ｉ； ● ＿、 ●●（女－ 、●ｒ女 ●●（寰＾麦紧 ●，（夹具让开二Ｉ ■ 曼、● 苎 ●
５结束语 图５手动操作界面实例
针对分体式换热器片管件自动化切片组装设备 的独特生产工艺．在充分考虑实用性和经济性的基 础上，设计了“一主二从”式的控制系统。目前相应的 生产设备已运行一年，达到了设计的预期目标，满足 了生产现场的要求。并且运行稳定，功能可靠。同时， 简单易学的人机交互界面利于生产人员的操作，设 备维护简便，如图６所示。该设备的实际应用，减少 了生产现场的员Ｔ数量，有效缓解了目前生产企业 所面临的“招Ｔ难”问题，节省了成本。
图６分体式空调换热器自动切片组装设备 （下转第１１４贞）
＝圆