征文范围状态监测检测与故障诊断

1、征文范围：状态监测/检测与故障诊断利用PLC和组态王软件实时监控白车身装配系统汪祁模 马中兴 舒顺乐安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号 奇瑞汽车股份有限公司乘用车制造事业部 241009摘 要：利用欧姆龙PLC和组态王软件对焊装车间主焊白车身装配进行实时监控，建立监控中心，反应生产车间的白车身各部件总成装配质量。本系统的组态具有操作按钮、PLC输入点监视和强大报警功能。关键词：欧姆龙PLC；组态王软件；实时监控一、概述在汽车生产行业，需要工装夹具对各分件总成在主焊线上进行最后一道白车身工序定位，然后完成组装焊接。工装夹具支腿较多，其动作按一定的先后顺序夹紧和打开，若某一动作出现装配时板件间隙

2、大或气缸等原因没有夹紧到位时，下个动作则无法进行或工装夹具乱动作把白车身拉坏，使得生产中查找板件质量原因或工装夹具问题即费时也费力，严重障碍生产。通过欧姆龙PLC控制采集气缸是否夹紧或松开等信号，通过可编程控制器PLC编程和网络协议进行与组态王软件进行通讯交换数据，实施画面形式直观反应工装夹具各支腿的状态并由可编程序控制器PLC控制工装夹具动作。奇瑞公司瑞虎系列主焊生产线由九个工位组成，每个工位都有工装夹具，当一个工位所有操作完成后，由往复输送机设备运行，同步将九个工位的白车身向前输送一个工位。主焊往复输送机、主焊线的九个工位工装夹具分别由一个欧姆龙PLC控制，通过上位机利用组态王软件和两个可

3、编程控制器PLC实施数据共享，实施控制九个工位工装夹具动作及输送往复设备运行、画面监控、故障报警、历史数据等功能。二、系统组成整套设备主要由往复输送机设备（执行元件输送电动机和升降电动机）和各工位的工装夹具（执行元件是各电磁阀元件）组成，如图1所示。实施监控控制系统主要两套欧姆龙C200HE-CPU42的PLC及输入输出单元、组态王（6.52版）软件、工业计算机等。输送往复设备便于查PLC程序图一 主画面图1 主画面截图三、系统原理利用一套可编程控制器PLC控制工装夹具，通过接近开关等元件现场采集工装夹具的各支腿状态（打开、夹紧）信号，根据操作人员指令，可编程序控制器PLC执行事先编号的程序控

4、制夹具动作。通过另一套可编程控制器PLC检测各工位夹具是否打开等条件控制输送往复设备运行。利用上位机通过组态王（6.52版）软件，定义OMRON PLC的CS1以太网通讯设备，通过支持TCP/IP协议，使用组态王网络功能与两套PLC进行数据交换共享，编制符合现场实际情况采用画面形式监控各工位工装工具状态及输送往复设备的状态，控制整个系统可靠、快速、经济运行，如图2所示。控制工装夹具欧姆龙PLC（CS1）工业计算机 （安装组态王软件）控制往复设备欧姆龙PLC（C200HE）以太网通讯用中间继电器进行信号交接图2 系统原理图四、系统功能1、实施监控工装夹具每个支腿的工作状态，可以直接通过其判断板件

5、间隙是否过大或夹具支腿变形等情况；2、实时监控每个工位设备的工作情况，可以便捷的查询相关的设备的实时的情况；3、运转时间，开机时间等参数的历史记录；4、对相关参数设定都可以在上位机中设定；5、运转时间，开机时间等参数的历史记录；6、提供现场实时报表、日报表、月报表等多种报表来查看实时和历史数据；7、提供不同用户登录系统，不同用户有不同的操作权限。五、系统特点1、实时控制的功能放到下位机室的PLC中执行，上位机主要进行实时监控、保存历史数据和一些参数设置等操作，从而实现了采集的数据精度高，响应时间短，保存历史时间久，查询方便等方面要求；由于组态软件提供了功能较为强大的自由报表组件，所以结合其自身

6、的过程数据库，较为轻松的实现了各种日报、月报等报表，导出EXCE等使用功能。2、整体操作界面比较整洁、易操作，设快捷键功能。系统画面做到自能化显示，例如，当您从其他画面切换到“五号工位”时，系统会根据夹具状态自动判断该显示“夹持”或“打开”的一个画面，在显示画面中，夹具动作到位的图形亮绿色，没有动作到位时图形亮暗绿色并有黄红灯交替闪烁，此时可以手动在组态王查看PLC的具体地址，如图3所示。故障时 显示地址 图3三 五号工位画面截图4、报警功能强大，直观，当出现夹爪异常时，系统就会自动判断释放相应报警画面以提示，报警信息包括PLC实际地址，现场具体位置和此信号点的描述。当有多处故障点时，画面会以

7、时间优先原则显示，故障解除时报警画面自动消失，维修人员只要在电脑旁就能知道故障情况，从而节约大量的维修时间（现场所有信号点都做了事实自动判断监视功能），如图4所示。PLC地址和西北好点的描述工装夹具图4 报警画面截图5、在组态王上实现类似PLC强制功能，在PLC程序里并上5000.00内部点，这个点由组态王控制接通或关闭，当出现某个点信号感应不到时而夹具又在正常状态下，监控人员可以直接点击这个点导通使其设备正常运转，以维持生产，避免停线。有了此功能，监控人员不懂PLC程序也能安全操作，如图5所示。图图5 程序截图六、总结本系统采用了上位机控制，上位机监测统计的控制模式，充分发挥了PLC实时控制和组态软件灵活便捷的特点，实现了成本低、高效率、高可靠性的要求。与直接采用编程语言进行开发的系统比较，大大节约了开发的时间和成本。该系统的成功应用，使该生产线的信息化建设提升了新的层次，通过对整条生产线数据的统计、分析、监视，可进一步提高管理水平，降低成本，提高效益。参考文献1、组态王6.52使用手册；2006年亚控公司；版本号：.1。2、OMRON安装手册上海印刷；200210SO3；样本编号OEZZCI96201A。3、OMRON可编程控制器CS/CJ系列；2003年7月出版。4、PLC应用技术问答；廖