基于PLC和Wincc的阳极氧化生产线控制系统设计

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图 ３ 互锁 电路 设 计
该识别 方式 是运 用 二 进 制 编 码 的 方式 将 槽 位 编 号 。
系统有 ２个 主控 电控 柜 ，２个 分 别 安装 于 行 车 的控 制 柜 。
系统结 构 图如 图 ２所 示 ：
行 车 Ｉ
行 车 ＩＩ
图 １ 工作槽布局图
上位 机 系 统 由工控 机 和 ＤＰ通 信 卡组 成 ，实 现 系统 工 艺 的设定 、现场 数 据 的采 集 和 记 录 、数 据 报 表 的 打 印 等 功 能。由于 ４８５总线抗干扰性强、布线简单等特点 ，上位机
在 阳极氧化生产线 中由于不 同的工件所需的工艺不 同 ，该 生产 线 中共有 硬 质 氧 化 Ｉ、硬 质 氧 化 Ⅱ、普 通 氧 化 和 铬 酸氧化 ４种工 艺 。各 工 艺 以氧 化 槽 为 中心 ，氧 化 槽 之前 的操作为前处理 ，氧化槽之后的为后处理 。４种工 艺行车的工作流程基本相同，即工艺开始时 ，吊钩处于下 限位 ，行 车 Ｉ处 于挂件 位 ，在上 位机选 择 工艺 、设置 参 数 、 开 始 工艺后 ，行 车 的运 动依 次为 ：吊钩带 工件 上升 至上 限 位 ，行车 Ｉ移动至选定槽位 ，吊钩下降至下限位工件工作 开始 ，工作 完成 后 ，吊钩上 升 至 上 限 位 ，行 车 Ｉ移 动 到 下 一 选 定槽 位 ，以此 循环 ，待 前处 理 完 成 ，工件 进 入 氧 化 槽 位 后 ，行 车 Ｉ保持 吊钩 在 下 限 位 移 动 至 空夹 具 交 换 槽 吊 取 空 夹具 至 挂件位 准 备 下 一 工艺 ，若 此 时交 换 槽 没 有 空 夹 具 ，行 车 Ｉ则直 接 回 到挂 件 位 ；工 件 氧 化 完 成 ，行 车 Ⅱ 保 持 吊钩 在 下 限位 移 动至 氧化 槽位 ，吊起 工 件 ，再 次循 环 上 述 动作 ，完 成后 处理 ，等 待 卸件 完 后 ，将 空 夹 具 放 人 交 换 槽 ，并 回到 ２５＃槽位 等待 再 次调用 。 １．２ 系统 主要 功 能
（３）实时监测行车工作状态 ，一旦 出现故障，立 即停
车 、提示 故 障并 准确 定位 故 障点 。
（４）在 紧急状 况 下具 有手 动 紧急停 车和 复位 功能 。
２ 系统 硬 件结构
２．１ 系统结 构设 计
用模块化设计思路 ，将 系统各功能进行模块化分解 ，
分为上 位 机系 统 、系统 主控 制系统 、行 车控 制模块 。整 个
Ｃｈｅｎ Ｇｕ Ｗ ａｎｇ Ｆｕｍｉｎｇ Ｇｕｏ Ｙａｎｑｉｎｇ
１ 系统简 介 １．１ 系统工 作 流程
生 产现 场 有 ２台行 车 ，挂件 位 、卸件 位 和 ２８个 工 作 槽 ，其 中 ２０＃热水 洗 槽 位 是 空 夹 具 交换 槽 。行 车 架 上装 有 可 升降 的 吊钩 ，行 车 的移 动 和 吊 钩分 别 由两 个 电动 机 拖 动 。行车 Ｉ的行程 为 １＃至 ２０＃槽 位 ，行 车 Ⅱ的 行 程 为 １２＃至 ３０＃槽位 。现场工 作槽 布 局 图如 图 １所 示 ：
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ＤＰ 总 线
电 源 ＣＰＵ ＤＯ１ ＣＰＵ Ｄ０２ ＤＩ１ ＤＩ２ ＤＩ３ ＤＩ４ ＤＩ５
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电 源
化设计思路 ，将系统各功能进行模块化分解 ，采用 Ｗｉｎｃｃ软件 作为上 位监控 ，西门子 ｓ７—３００ ＰＬＣ作为 主控系统 ，与分布 于两 台行 车上的西 门子 ｓ７—２００
ＰＬＣ通 过 ＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰ通信构 成主从站 系统 ，降低了程 序开发 的难度 ，实现 了多工艺并行生产 。为提高行 车定位精度 ，在 系统 中设计 了基于二进制编码
基金项 目：山西省青年科技研究基金资助项 目（２０１５０２１１２３） 收 稿 日期 ：２０１５—０６—１１
《计 量 与 测 试 擞 术 ２＇０７６ 干 弟４Ｊ 器 弟 １羽
使用 ４８５总 线直 接采 集现 场 ｌ６个 温 控仪表 参 数 。
工 控 机
＾矗 凸 能使 传 感 器 产 生 信 号 ，那 么 必 将 造成 后续 工艺 错误 。鉴 于 这一 问题 ，系统 开 发 了一 种 新 的槽 位识 别方 式 。
的槽位识别方法 。应用结果表明 ，该系统运行可靠稳定。
关键词 ：ＰＬＣ；Ｗｉｎｃｅ；阳极 氧化 生产线 ；多工艺
中图分类号 ：ＴＰ２７３
文献标 识码 ：Ａ 国家标准学科分类代码 ：４６０．４０３０
ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４—６９４１．２０１６．Ｏ１．００１
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｎｏｄｉｃ Ｏ ｘｉｄａｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ ａｎｄ Ｗ ｉｎｃｃ
朦 顾 ：基 于ＰＬＣ 和 Ｗｉｎｃｅ 的阳 极 氧 化 生 卢 线 控 制 系统 设 计
基 于 ＰＬＣ和 Ｗｉｎｃｃ的阳极 氧化 生产 线控 制 系统设计
陈 顾 王福 明 郭彦 青
（中北 大学 机械与动力工程学 院 ，山西 太原 ０３００５１）
摘 要 ：为 了提高 阳极氧化生 产线 自动化程度和产 品质量 ，设计了基于 ＰＬＣ和 Ｗｉｎｃｃ的自动控制 系统 ，结合系统 的工作原理 和多工艺的复杂性 ，提 出模块
系统工 作流 程 比较 复 杂 ，则 要 实 现较 高 的 自动 化 控
制需 完 成 以下功 能 ：
（１）行 车有 自动 和 手 动两 种 工 作 模 式 ，要 实 现 这 两
种模 式 按要 求 自由切 换 。
（２）按 工艺要 求选 择 槽 位并 设 置 工 艺参 数 。可 实 现
多工艺同时运行 ，提高行车和各工作槽位的利用率 。