计算机控制技术在自动化冲压线上的应用

一、引言

上海大众汽车有限公司引进的德国SCHULER6000KN大型自动化冲压线主要用来生产PASSAT轿车4门2盖等中型冲压件,平均冲次可达6.7次/分钟。SCHULER冲压线主要由6个压机单元和6个机械化单元组成,压机单元主要用来进行料片冲压,机械化单元主要采用吸盘方式进行料片拆垛、压机之间料片传送等任务。

SCHULER自动化压机线的控制设备采用先进的西门子控制设备,整个自动化控制网络分为两级,第一级为基础自动化网络,它主要包括现场层SIEMENS可编程控制器SIMATICH1网络和操作员工作站WINCC网络；第二级为服务器控制管理层网络。

SCHULER压机线的整个工业控制网络网络系统较为复杂,由环形拓扑结构、星形拓扑结构、总线形拓扑结构三种拓扑结构类型的工业控制网络组合而成。

二、基础自动化网络

1、现场层网络

SCHULER压机线现场层控制采用PLC和PROFIBUS现场总线控制。每个压机单元和机械化单元各采用独立的PLC控制,PLC采用西门子S5-115U可编程控制器,整条压机线共使用了12个PLC进行控制。

(1)PLCH1网络

服务器与现场层PLC通讯采用SIMATICH1以太网络,CSMA/CD协议,光缆介质,通信速率为10Mbps,环形拓扑结构。每单元PLC都配置有CP1430通讯模块,通过相应的OLM(光电转换模块)上网通讯,服务器内置CP1413通讯模块通过第一单元OLM模块与PLCH1网通讯。在此服务器起到参数的上传／下送作用,它与PLC之间的数据交换通过DDF(动态数据交换)来进行。

使用光纤网不仅满足了高速大容量的数据交换,也大大增强了抗外界电磁场干扰以及抗泄漏的性能,环形结构的好处是一旦光纤网链路发生断裂,仍可保持通信；此外,它完全与电位无关地运行,不必花费昂贵的等电位连接费用,且大大增强了网络的可靠性。

(2) PROFIBUS总线

PLC与现场设备的通迅采用西门子公司的PROFIBUS-DP现场总线,PROFIBUS-DP总线是一种全分布式现场总线型现场控制网络,它通过ET200分布式输入／输出系统与现场设备之间实现双向串行多节点数字通信。单个分散的现场设备通过PROFIBUS总线连接成可以相互沟通信息、共同完成控制任务的网络系统和控制系统,形成控制功能彻底下放到现场的全分布网络集成式新型控制系统,它大大简化了现场布线并节省了安装费用。

ET200分布式输入／输出系统采用主栈和从栈结构,主栈在总线上向从栈发送数据并向从栈索取数据,从栈只有当主栈发出请求时才能与主栈进行数据交换。