涂装电控_系统介绍PPT幻灯片

1,涂装电气控制系统介绍,涂装保全：,待进一步完善,2,涂装电控设计介绍,涂装车间生产设备的电控系统总体上采用“集中监视、分散控制”的控制模式。依据上述控制原则，将整个电控系统架构分为两层网络（工业以太网现场总线），三个层次，即监控层、控制层和设备层。贯穿整个车间的工业以太网络(TCP/IP）,网络结构为光纤环网。,3,监控层、控制层、设备层介绍,监控层位于网络上层。在车间设置中控室，室内设置计算机、服务器及打印机构成PMC系统，所有监控计算机和电控系统PLC通过车间级工业以太网（Ethernet,通讯协议为TCP/IP）联接在一起。通过以太网监视车间内各受控设备的运行状态（指能够通过以太网向计算机监视系统传送数据的系统）。控制层是整个电控系统的核心，在整个系统中起着“承上启下”的作用。它采用PLC做为主控单元，通过DeviceNet现场总线接受现场发来的数据信息(数字量或模拟量输入信号)，经CPU运算与处理后，发出相应的指令（输出信号）实现对现场设备的控制。同时，各主要控制系统的PLC配备以太网络接口，做为信息点接入车间工业以太网。PLC采用AB的ControlLogix。其它控制较为简单、没有配置PLC的设备，则通过DeviceNet现场总线网络或直接点对点联接的方式就近纳入其它设备的PLC的控制范围，并将其运行状况等信息上传给中控室计算机监视系统。设备层是整个控制系统的关键环节，主要包括现场操作站、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（如控制按钮等）、显示设备（如指示灯等）等，通过DeviceNet现场总线与控制层中的PLC相联，将输入信号发送给PLC，并接受PLC的控制指令。,4,涂装电控架构图,5,涂装电控技术规格,主电源380VAC，50HZ，三相四线PEN制、总开关必须具有过电流保护功能。辅助电压,6,电机控制回路各电机回路配有带热保护的低压断路器组成短路保护和过载保护线路。电机正常运行时有运行信号灯显示，当出现异常故障时有相应的显示和报警。30KW以下电机采用直接起动，30KW45KW电机采用星三角启动。45KW以上的电机采用软起动方式。工艺要求需要变频调速的电机应采用变频调速器控制。功率15KW及以上电机采用一个电流表监测其工作电流。,7,涂装电控PLC描述,上图为ABControlLogixL61系列PLC；,8,编辑语言为梯形图：,9,RSLinx软件界面,10,RSNetWorx软件界面,11,ABDeviceNet现场总线介绍,采用TURCK公司DeviceNet现场总线模块。,12,1734介绍,13,涂装工艺设备电控系统描述,涂装工艺设备特点：设备多、结构比较复杂、涂装工艺要求苛刻、相应控制要求精确。按照涂装工艺等将电控系统分为：前处理、电泳设备电控系统悬链设备电控系统整流设备电控系统纯水设备电控系统空调设备电控系统烘炉、RTO设备电控系统机运设备电控系统输调漆设备电控系统机器人设备电控系统中控设备电控系统,下面是涂装设备电控系统各个介绍,14,前处理、电泳设备电控系统,15,前处理表示在工件进行涂装之前的表面化学处理。前处理是之后的涂层能有效防腐的基础。防腐及漆液的附着性主要取决于前处理的质量。理想的的前处理是产生出顶级质量漆面的第一步。去除被涂物表面上的所有污物。（如浊污、灰尘、型砂、焊渣、盐碱斑等）。用化学的方法生成一层有利于提高涂层的防腐蚀性的非金属转化膜保证涂层具有良好的防腐蚀性能和装饰性能。,1.前处理介绍,16,以下工艺大都在浸洗槽内完成，出槽口设有出槽喷淋,2.前处理工艺流程,17,加热气动调节阀,板式热交换器,斜板沉淀槽,排风机,3.图片参考,18,5.重要工艺介绍,5.1所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面化学处理方法，所生成的膜称为磷化膜。5.2磷化膜具有微孔结构，在通常大气条件下比较稳定，具有一定的防锈能力，用作漆膜的底层，可以显著地提高涂层的附着力和耐蚀性能。磷化膜作为电泳涂漆之底层，在汽车行业中得到几乎百分之百的应用。5.3在磷化处理过程期间，首先是工件表面被浸泡，从而导致金属表面和处理溶液之间的分界膜pH值发生变化，酸度下降，pH值上升。结果是超出了喷涂物质的可溶度，生成的不溶于水的磷化膜覆盖在金属表面。5.4形成磷酸锌涂层时的一个副产品-磷化亚铁（磷化沉渣）也产生，这是不可避免的。,19,6.系统控制介绍,控制系统采用罗克韦尔公司的logix-5561控制器，通过devicenet模块和分布式I/O站通信，并通过以太网模块接入车间以太网，实现远程监控。开关量直接通过网络进入PLC，模拟量控制采用仪表实现闭环调节后仪表输出4-20mA信号接入PLC输入模块，通过HMI显示实际温度和电导率。现场信号采集传感器主要有：热电阻，电极式液位计，浮球式液位传感器，电导率探头。,20,电泳系统介绍,21,电泳整流电源的原理结构,电泳槽380V进线一号整流柜二号整流柜三相380V交流电源经整流变压器形成电压有效值相等，电气上隔离，但有30相位差的两组三相电源，将其输送到两组三相全控整流桥，当电网频率为50Hz时，输出电压的脉动频率为600Hz，经过滤波装置后使直流输出的纹波较小。,22,原理框图如下,23,整流信号传送简介,所有参数在HMI上设定，通过以太网送至PLC，PLC通过通讯模块将数据送入整流器主控板（1AP或2AP）。整流器的所有状态都送至PLC（通讯、开关量、模拟量三条路径），PLC分类存储，HMI读取相应数据显示其整流器的状态。1AP和2AP通过RS232的形式实时通讯，保证两块主控板的运行参数始终保持一致，有效保证了无扰动切换。,24,整流信号传送图解,25,悬链电气控制介绍,26,四个驱动站和相应的输送链条二十七个停止器八十三台吊具电气控制系统,27,驱动站,停止器,链条,吊具,28,悬链是一种节能的搬运工具，和吊具一起组成悬链系统，在涂装车间主要用来搬运从焊装下线的未经过表面处理的成型车体。悬链的控制系统采用罗克韦尔公司的logix-5561控制器，通过devicenet模块和分布式I/O站通信，并通过以太网模块接入车间以太网，实现远程监控。,29,图片参考,压轨,鸭嘴,鸭头,停止器,止退器,吊具在行走过程中鸭嘴闭合如上图;,在停止状态鸭嘴张开如下图。,30,DEVICENET,控制电缆硬接线,紧急停止,PCP-A柜（控制柜）,MCP柜,现场操作盒,连锁信号硬接线,现场分线盒,31,控制区域,焊装WE移载装置前处理C/V电泳C/V电泳电泳下件辅助装置吊具搬送线空吊具存储线,32,33,空调电气控制介绍,34,1.空调送风机组的应用是为了向涂装车间及涂装设备提供洁净且温、湿度适宜的组合式送风系统。,空调送风机组的定义和原理,35,2.根据被送区域及设备功能要求不同，送风机组的功能段设置不同。涂装车间空调机组按照功能一般可分为三种：车间送风机组。其作用是向车间提供洁净的新鲜空气，保证车间处于微正压，防止灰尘进入车间。涂装车间洁净度要求一般为万级。工作区送风机组。其作用是不同季节提供适宜的温、湿度，最大限度的改善工人操作环境。喷漆室送风机组。其作用是除不同季节提供适宜的温、湿度，最大限度的改善工人操作环境外，考虑油漆在不同温、湿度下成膜特性，保证车身表面喷涂质量。.为实现以上功能，完整的送风装置应包括以下功能段：进风段-初效段-中间段-表冷段-中间段-加热段-中间段-加湿段-风机段-均流段-消声段-中间段-中效段-出风段等。,36,空调功能段布置示意图,37,空调温湿度控制的基本原理,焓湿图简介：空调系统的计算和温湿度的控制过程都来源于湿空气焓湿图，下图即为焓湿图的简介，同时介绍几个基本概念。,38,焓湿图和基本概念,干球温度是温度计在普通空气中所测出的温度，即我们一般天气预报里常说的气温。露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。在上图中，点B对应的干球温度即为点A的露点温度。湿球温度是指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度，在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上，对应点的干球温度。用湿纱布包扎普通温度计的感温部分，纱布下端浸在水中，以维持感温部位空气湿度达到饱和，在纱布周围保持一定的空气流通，使于周围空气接近达到等焓。示数达到稳定后，此时温度计显示的读数近似认为湿球温度。在上图中，点C对应的干球温度即为点A的湿球温度。相对湿度是指当总压一定时,湿空气中水蒸汽分压pv与一定总压下空气中水汽分压可能达到的最大值之比的百分数。相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。焓湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带Hkg水蒸汽的焓之和，它与湿空气中水蒸汽的含量和湿空气当前的温度有关。当湿空气的状态沿着等焓线变化时，湿空气的焓值保持不变。,39,湿空气经过各个功能段后状态,加热段：湿空气经过加热后，状态的变化是一样的，都是由一点（比如A点）沿着绝对含湿量线上升到另一点（比如B点），在此过程中，湿空气的绝对含湿量不变，干球温度上升，相对湿度减少，焓值增大。,40,表冷段：湿空气经过表冷段后，状态的变化分两种情况：一是当降温较少时，降温未达到露点，没有水凝结出来的情况，湿空气的状态由一点（比如A点）沿着绝对含湿量线下将到另一点（比如B点），在此过程中，湿空气的绝对含湿量不变，干球温度下将，相对湿度增大，焓值减少；二是降温较大，降温达到露点，有水凝结出来的情况，湿空气的状态由一点（比如C点）沿着绝对含湿量线下将到露点（比如D点），然后开始有水凝结出来，沿着100%相对湿度线下将到另一点（比如E点），在此过程中，湿空气的绝对含湿量减少(凝结出的水量见上图的X)，干球温度下将，相对湿度增大（基本达到100%），焓值减少。,41,加湿段：湿空气经过加湿段后，在理论上是沿着等焓线移动的，由湿度较低的一点（比如A点）变化动到湿度较高的一点（比如B点），在此过程中，湿空气的绝对含湿量增加(增加的水量见上图的X)，干球温度下将，相对湿度增大，焓值保持不变。,42,43,44,烘干强冷系统,45,烘干及强冷系统,烘干：即利用高温加热将车身漆膜固化成形。强冷：即靠吹冷风强制给刚从烘干炉出来的被涂物降温，以适应下道工序的需要和不影响厂房内的气温。根据涂漆工艺不同，有：电泳烘炉强冷线、中涂烘炉强冷线、面涂烘炉及强冷线。,46,47,烘炉外观图,48,烘炉外观图,49,烘炉电控系统描述,主控柜控制烘炉净化吹扫、温度调节以及强冷降温。强冷室由强冷控制柜控制，通过总线与主控制柜通讯。烘干炉通过联锁信号线与燃烧器、RTO、机运系统通讯。,50,烘炉净化控制,烘炉的所有区域在加热点火之前都必须经过净化，当烘炉开始工作时，各个加热段的送风机和烘干炉排风机等都要启动。单独的风压开关分别检验所有风机的正常工作状态。当有电机启动信号而没有风压信号将产生报警并在HMI显示出来。当所有风机启动完成后，烘炉净化程序开始计时吹扫以保证区域内的空气能够被完全净化。,51,烘炉温度控制,通过每个加热装置排出的空气加热。温度由安装在烘炉各区域的热电阻检测,其中参与控温的模拟温度信号由送风或回风其中一个热电阻检测,并被输入到控制柜上的温控仪表上进行控制。其他的热电阻信号被输入到PLC进行监测和报警,由温控仪表输出模拟信号控制调节燃烧机比例阀的开度，从而实现对温度的控制。温度设定值和PID回路参数值在温控仪表上设置。,52,烘炉主控柜布局图,53,强冷柜电气布局图,维修插座,柜内风扇,54,烘炉重点电气元件介绍,断路器继电器接触器星三角启动器24V稳压电源风压开关热电偶,55,几种断路器,56,继电器,57,接触器,58,星三角启动器,59,24V稳压电源,输入电压220V,通过调节稳压电源旋钮，可调节输出电压大小。,60,压力开关,此类压力开关信号为开关量信号。设定某一数值，压力大于此值，信号为1；小于此值，信号为0.,61,热电阻、热电偶,热电偶,热电阻,62,燃烧器系统介绍,燃烧器由燃气阀组和燃烧机组成。燃气阀组：对天然气进行过滤、减压，检测。燃烧机：通过比例阀，调节空气与天然气进量，从而控制烘炉温度。控制原理：当空气净化结束并且各单区风机及燃烧器电源都正常后，主控柜中各相应单区的“燃烧器点火”信号继电器吸合，主控柜送出一个硬线连接的“220V电源”给燃烧机控制系统，燃烧器开始进行点火程序。同时燃烧器反馈“燃烧器是否正常”“燃烧器是否故障”信号给主控柜。,63,燃烧器系统现场图,64,机运电气控制介绍,65,机运系统,它是联系各个工艺的纽带，是各个工位衔接的桥梁。机运贯穿涂装车间的一二层，主要构成包括：滚床、移行机、链式移行机、升降滚床、剪式升降机、工艺积放带、喷漆双链、IMC、升降机、旋转滚床、旋转移行机、堆垛拆垛机等设备。,66,机运电控系统,机运系统采用分散控制模式，控制柜分区设置，分布安装在各区设备附近。PLC采用AB的ControlLogixL62系列,DeviceNet现场总线采用Turck产品。采用接近开关、光电开关等传感器检测车体及橇体的位置，在现场检测开关相对集中处应设置总线箱，现场的大部分输入信号均通过现场总线模块输入PLC。PLC上安装以太网接口通讯模块，用于和PMC系统之间实现数据通信。在中央控制室实时监控设备运行状态、故障信息、生产信息等。机运系统和烘干系统、机器人系统采用无源触点信号联锁。,67,机运系统控制单元网络组成中控室可以实现对机运的设备进行监控（通过车间Ethernet网络与7个区域的PLC进行通讯）各区域的PLC对本区域的设备进行控制（即可与控制室进行数据交换又可与下层网络进行数据交换）BS站、VFD柜、MTR马达启动箱内1734I/O（通过Devicenet与上层PLC进行通讯）,中控室,DeviceNetBS站内1734I/O&VFDs内1734I/O&MTR内1734I/O,ABplc,68,机运系统电气组成,按工艺流程以及设备分布控制系统分为七个区域，每个区域的电控系统配置:配电柜（PDP）主控柜（MCP）人机界面(HMI)现场操作站(BS)马达启动箱（MTR）变频柜（VFD）,69,配电柜PowerDistributionPanel(PDP),机运各区包含设备比较多、比较分散，配电柜分段供电，这样既方便维修,避免集中供电负荷大。配电柜重要元件：断路器、接触器、变压器等。,70,主控柜MainControlPanel(MCP),71,用作现场操作提示、故障报警、运行参数显示等。24V电源供电。通过以太网通讯。,人机界面HumanMachineInterface(HMI),HMI报警显示,HMIDeviceNet站点显示,72,作用：使用控制按钮、指示灯等用来显示和就近操作设备。组成：按钮、指示灯、旋钮、指示柱灯、急停按钮。现场操作站分为自动、手动、维护三种操作形式。自动时全线在程序控制下自动运行；手动时，操作人员通过控制按钮，操作两台滚床间交接运行；维护时，操作人员通过控制按钮，现场对单台滚床进行操作。各个现场操作站上设置一个三色柱状组合警灯用以状态显示。,现场操作站,73,马达启动箱柜的作用是控制启动不由变频器控制的所有电机。柜内部由1734模块、24伏继电器、交流接触器组成。旁边的两个盒子是给MTR提供电源的分线盒左侧是PJ盒提供动力电源、右侧是CJ盒提供控制电源。,机运系统马达启动箱组成,外部图,电气布局图,74,机运系统VFD柜组成,VFD柜的作用是利用柜内变频器控制相应的电机（升降机，升降平台）。柜内部同样由1734模块、24伏继电器、交流接触器、制动电阻、24V稳压电源组成。三菱变频器分为PU模式、EXT模式、NET模式控制。现场为NET模式控制。,三菱变频器,制动电阻,75,现场变频器SEW,现场变频器对移动设备如行走/旋转/升降、工艺链条以及与其前后交接的电动滚床设备实行调速控制，使得生产线能够平稳、安全的运行。SEW变频器由主模块,MFD32模块,MOVIMOT模块等部分组成.主模块主要功能为与外线以及电机连接,包括电源线,控制线以及总线.MFD32模块为变频器的总线接口模块,主要功能为在本变频器与系统的DNB模块建立通讯.MOVIMOT模块为变频模块,主要功能为实现变频的目的.,76,SEW电机、减速机,滑橇输送机系统的驱动控制采用变频器控制和直接启动两种方式。移动设备如行走/旋转/升降驱动电机、工艺链条驱动电机以及与其前后交接的电动滚床驱动电机采用变频调速控制方式。不需要变频控制的设备驱动采用接触器启动器控制。,77,安全栅,24V变5V小型变压器。给防爆区接近开关提供电源和传递信号。,78,网桥,各区控制系统间通过DeviceNet网桥连接两个不同区域现场总线网络，所有机运系统在逻辑控制上成为一个有机的整体，各区之间的设备做到了完全互联。现场网桥波特率125,79,1769,既可以做输入，又可以作输出。既可以串接于总线，又可以并联于总线通讯。,80,检测开关,减速,检测到位,检测过位,传感器设置分为位置检测和工件检测。位置检测采用接近开关，分别做为减速检测和到位检测；采用行程开关做保护检测；采用光电开关或接近开关做工件检测。在现场检测开关相对集中的地方设置总线箱或标准电子接线盒，将分散的传感器通过预铸传感器电缆引入总线箱或电子接线盒，通过现场总线I/O将信号送至PLC。,81,82,机运各滚床电控,停止器（HTZ）,积放带到位开关检测,HTZ下降到位检测,HTZ上升到位检测,HTZ电机,积放带电机,83,移行机HDY电气元件,84,旋转滚床HXG电气元件,85,剪式升降滚床HJS电气元件,86,单速滚床HDG,87,双速滚床HSG,88,PCS集中供漆系统,89,涂装线PCS系统,集中供漆系统指在专用的调漆间集中存放、调配各种油漆，对油漆进行搅拌、过滤、稳压、参量调控、增压后，经管路送至各喷涂工位的油漆供给系统。,90,涂装线PCS系统主要组成,输调间集中存放、调配各种油漆，对油漆进行搅拌、增压、循环。管中管温控控制调节油漆温度。液压站为油漆循环泵工作提供液压动力。工控机监视系统工艺设备运行状态，显示报警故障。,91,调漆间,92,液压站,换热循环电机,油位检测,压力变送器,油温检测,液压循环电机,溢流阀,93,管中管,漆温检测热电阻,温控阀,双金属温度仪表,94,管中管水模组,冷水循环泵一用一备,气动阀,热水循环泵（一用一备）,95,涂装线PCS系统主要电气配置,主控柜液压站控制柜管中管控制柜现场操作盒液位计电动搅拌器控制阀电接点压力表,96,主控柜,主控柜是整套系统的核心，提供油漆循环系统的所有控制。柜内主要元器件：ABPLC、触摸屏、断路器、继电器等组成。,AB1769系列PLC,97,2.液压站控制柜,液压站通过总线与主控柜通讯，液压单元采用油泵控制，备用油泵与主油泵须定期循环交替工作，保证电机都有良好的工作状态。液压站工作方式分为自动、手动、非工作三种。控制柜主要元件：1734模块、继电器、接触器、压力仪表、温控仪表、24V稳压电源组成。,98,管中管控制柜,漆液的温度控制采用管中管换热方式；升温介质为蒸汽，降温介质为冷冻水；温度检测元件采用温度传感器，通过PID控制方式，实现漆液温度自动控制；系统提供手动、自动及非工作三种操作方式。控制柜主要电气元件：温控仪表、继电器、接触器、时间继电器等,时间继电器,99,4现场操作盒,现场操作盒主要功能:液位显示、液位异常指示、电机异常指示、搅拌电机运行指示、非工/手动/自动切换、主泵开关、搅拌电机开关、隔膜泵开关功能。现场操作箱（OPB）给操作者提供手动/自动和非工三种方式选择。,100,电动搅拌器,为防止油漆沉淀，油漆罐配备电动搅拌器；控制包括自动、手动和非工作操作方式。自动方式时各罐搅拌器受液位控制；手动方式时搅拌器的停/启操作通过现场操作箱实现；当PLC控制系统出现问题，须采用非工作方式，可通过现场操作箱，实现独立于PLC控制的启/停操作。电动搅拌器电机减速机采用德国SEW防爆减速电机。,调漆桶搅拌电机,循环桶搅拌电机,101,液位计,每个罐体都配备一个电子液位变送器，通过它能得到连续的模拟量液位信号（420mA）。液位信号（420mA）输入给可编程控制器(PLC)，由PLC统一进行运算控制和显示。液位计采用德国E+H液位