現(xiàn)場總線鍛造自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

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傳統(tǒng)鍛造生產(chǎn)線主要以人工操作為主，這種生產(chǎn)方式不僅環(huán)境惡劣、穩(wěn)定性差，還會消耗過多的人力資源。鍛造自動化生產(chǎn)線的研發(fā)和使用，經(jīng)歷了從單機(jī)設(shè)備自動化到生產(chǎn)性剛性自動化再到生產(chǎn)線柔性自動化的過程，其必然要朝著智能數(shù)字化的方向發(fā)展。由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《高端鍛壓制造裝備及其智能化》一書，在概述了高端智能化鍛壓制造裝備工作原理、特點及應(yīng)用領(lǐng)域的同時，詳細(xì)地闡述了相關(guān)裝備的主要結(jié)構(gòu)、主要研究與開發(fā)的內(nèi)容，并指出了其發(fā)展趨勢。《高端鍛壓制造裝備及其智能化》全書共24章，介紹了20多種大型、應(yīng)用新傳動原理、滿足新材料與新工藝的智能化鍛壓制造裝備及生產(chǎn)線。

該書首先介紹了鍛壓裝備概述、智能化及其實施途徑(第1、2章);然后，分別闡述了機(jī)械壓力機(jī)(第3～5章)、液壓機(jī)(第6～11章)、能量鍛造裝備(第12、13章)等具有行程限定、壓力限定、能量限定這3類特征的鍛壓裝備，又對回轉(zhuǎn)成形設(shè)備(第14～19章)、柔性成形設(shè)備或生產(chǎn)線(第20、21章)等特殊類型裝備進(jìn)行了論述;最后，介紹了備料輔助裝備(第22～24章)。采用現(xiàn)場總線技術(shù)的鍛造自動化生產(chǎn)線主要由安全型主控PLC系統(tǒng)、子系統(tǒng)PLC、工控機(jī)以及通信模塊這4個部分組成?！陡叨隋憠褐圃煅b備及其智能化》中介紹了總線的子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP總線聯(lián)合控制。大數(shù)據(jù)通過高速工業(yè)以太網(wǎng)路由器、總線工控機(jī)、PLC系統(tǒng)完成人機(jī)交互信息共享。現(xiàn)場設(shè)備通過PROFIBUS-DP來實時傳輸數(shù)據(jù)，通過DP耦合器將主控PLC和子系統(tǒng)PLC連接，完成通信。整個系統(tǒng)采用了分區(qū)域控制的方式對整條生產(chǎn)線進(jìn)行自動控制。主控通過接口對子單元進(jìn)行通信，通過PLC的程序進(jìn)行邏輯分析，進(jìn)而完成對下面生產(chǎn)線的監(jiān)控、啟動、故障診斷和協(xié)調(diào)等。一旦某一單元出現(xiàn)故障，主控會自動對其他單元采取相應(yīng)的控制措施。

經(jīng)過自檢和故障修復(fù)后，生產(chǎn)線恢復(fù)正常生產(chǎn)?！陡叨隋憠褐圃煅b備及其智能化》中指出，現(xiàn)場總線的自動化控制方式主要包含了全線自控、區(qū)域自控以及手控3種。在控制自動化的情況下，系統(tǒng)能夠通過PLC對自動化程序進(jìn)行預(yù)設(shè)，進(jìn)而對生產(chǎn)線進(jìn)行控制。在產(chǎn)品調(diào)試或者對生產(chǎn)線進(jìn)行區(qū)域調(diào)試時，則采用區(qū)域自控的方式對某一特定區(qū)域進(jìn)行單獨的自動控制運行。新產(chǎn)品調(diào)試和進(jìn)行測試則多是采用手控的方式。生產(chǎn)線的各個設(shè)備均設(shè)置了急停開關(guān)以及安全門，主控故障安全模塊對主站和子站之間的通信進(jìn)行實時監(jiān)控，能夠最大程度地確保工人以及設(shè)備的安全?！陡叨隋憠褐圃煅b備及其智能化》中對生產(chǎn)線自動化的監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)也進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。監(jiān)控系統(tǒng)與故障診斷系統(tǒng)主要由3個部分組成，即以太網(wǎng)交換機(jī)、主控PLC和工控機(jī)。其中，工控機(jī)主要負(fù)責(zé)管理生產(chǎn)信息、控制生產(chǎn)線，以及對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和診斷。在生產(chǎn)過程中，監(jiān)視功能能夠通過對現(xiàn)場的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，通過顯示參數(shù)或者以圖形化的形式將生產(chǎn)線的狀態(tài)反映到觸屏上，操作人員能夠隨時掌握生產(chǎn)相關(guān)信息并且及時進(jìn)行調(diào)整。監(jiān)控系統(tǒng)既可以對生產(chǎn)線全局進(jìn)行監(jiān)視，也可以對單一的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時還具備了參數(shù)分析功能。工控機(jī)能夠采集生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)并且存儲進(jìn)數(shù)據(jù)庫，后期技術(shù)人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。自動化生產(chǎn)線能夠通過選擇功能來對設(shè)備以及產(chǎn)品配方進(jìn)行選擇和控制。

自動化生產(chǎn)線也能夠?qū)ο到y(tǒng)故障進(jìn)行自行診斷和報警，通過觸屏現(xiàn)實和打印等功能，診斷系統(tǒng)可以將故障診斷數(shù)據(jù)整理成報表的形式，進(jìn)行存檔和隨時查看。《高端鍛壓制造裝備及其智能化》中指出，自動化生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)操作權(quán)限能夠有效地保障系統(tǒng)的安全系數(shù)?；诂F(xiàn)場總線的鍛造自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)充分地考慮到系統(tǒng)的信息共享以及技術(shù)的先進(jìn)性，從體系的架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的組建、軟硬件的配置以及功能的實現(xiàn)方面均采用綜合自動化技術(shù)，能夠完全滿足鍛造生產(chǎn)線的具體生產(chǎn)需求，在保障日常生產(chǎn)的同時，也能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到安全性、可靠性、穩(wěn)定性以及可維護(hù)性的目的。自動化生產(chǎn)線能夠滿足環(huán)境溫濕度、抗震、防水、抗干擾以及防灰和電磁兼容等多方面要求，極大程度地提升了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量?！陡叨隋憠褐圃煅b備及其智能化》主要介紹了鍛壓設(shè)備智能化的3個維度以及智能化的10項關(guān)鍵技術(shù)、智能工廠的3個構(gòu)架、智能機(jī)器的3個基本要素以及智能機(jī)器實施的3個途徑，并通過舉例對幾種典型智能機(jī)器的基本原理與特點進(jìn)行了剖析。該書可作為鍛壓設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用的企業(yè)、研究所的工程技術(shù)人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考。

作者：李俊 單位：安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院