动力总成制造的控制系统

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:2

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在汽车动力系统的生产制造方面，罗克韦尔自动化为通用、福特、德尔福等汽车制造商和配套商提供了成熟的控制系统解决方案。本文旨在与读者分享罗克韦尔自动化在该领域所取得的成果，并期待为中国的动力制造业提供借鉴。

动力总成制造控制系统解决方案

罗克韦尔自动化与Bosch Rexroth共同推出的动力总成安装和测试系统由典型的罗克韦尔自动化集成架构系统构建，标准工业以太网EtherNet/IP作为底层数据与上位机和上层系统的传输介质。现场总线采用罗克韦尔自动化开发的开放式现场总线 DeviceNet。PLC采用罗克韦尔自动化最新的ControlLogix平台的处理器，人机界面使用支持Ethernet/IP的PanelView Plus，现场I/O根据防护等级分别可以选用1791 Compact Block、Flex I/O（IP20）或者ArmorPoint、ArmorBlock（IP67）等。运动控制采用罗克韦尔自动化ControlLogix Sercos模块和Kinetix 6000伺服驱动1326-AB伺服马达、传动系统为罗克韦尔自动化PowerFlex变频器。

动力总成安装和测试系统

在内嵌了运动控制的ControlLogix5500处理器家族中，每个处理器可以定义的轴多达32个。由于在同一个机架内可以插入多个处理器，ControlLogix对多轴的控制变得尤其容易；Sercos模块和Kinetix伺服驱动之间采用光纤环网连接，提高了信号的传输速度，降低了采用传统伺服所造成的信号噪声，与传统伺服系统所采用的大量硬接线相比，光纤传输减少了接线，提高了由于接线错误所造成的潜在故障和维修时面对大量接线的困扰；PF变频器的在线更换功能（ADR）使得维护变得更加方便——只需要将新的变频器装入，Logix控制器即会自动识别并将配置信息下载至新的变频器中；对于上层信息传输，标准的CIP数据格式可以使数据不需任何编程即可直接被上位软件采用；人机界面的可移植性使HMI的画面可以轻易地被监控计算机和手持式MobileView采用，真正实现了ViewAnyWare所倡导的随时随地查看生产状况的目标；Andon系统使整个生产线对故障、质量、物料的呼叫与响应变得更加有序和高效；另外，在后台运行的软件Historian工作可以详尽地记录生产的每个细节，为质量追溯提供了详尽的报告。

由于采用了罗克韦尔产品线上最先进的成果，该系统所实现的集成化与易用性打破了以往系统的限制，真正实现了数据的无缝传输。这些软件、硬件和它们之间有机的组合构成了生产执行系统（Manufacturing Execution System，MES）的功能实现。

打破了生产的瓶颈传动设备

克莱斯勒位于Kenosha的发动机工厂生产着2.5L和4.0L的用于切诺基、大切诺基、吉普牧马人和一些Dodge Dakotas的发动机。KEP的研磨线对铸造的凸轮轴、活塞、连接杆以及特定大小和形状的机轴进行加工。

当Kenosha发动机工厂的研磨线逐渐老化，生产线的宕机变得越来越频繁，生产的瓶颈开始在这条生产线上逐渐显现。如果KEP的生产线上的某个机器停机，或者仅仅是生产速度下降就会造成装配和零件生产链的中断。这便造成了生产中的瓶颈。

由于采用非延续性的零件，使得对这些设备的维修、故障排查和维护也变得困难。KEP的电子电气工程师认为，当四条生产线中加工机轴生产线的驱动发生故障，将导致其他三条生产线变成瓶颈，降低生产水平。而让这条过程改道，不停止其他生产是一个挑战。
现在，艾伦——布拉德利的1336PLUS驱动系统正控制着零件的研磨，改善着系统的稳定性和产品质量。

1336PLUS控制和监控着马达电流，这提供一个更真实的电流输出值，同时更真实地反映了电机扭距的信号。电机扭距加速度越大，对零件的工作就越容易控制，使得质量标准更高。

在该工厂的50马力（1马力＝735.5Ｗ）艾伦-布拉德利1336Plus驱动现在控制着磨砂轮的速度，这是该过程中最严格的因素。该驱动器的无传感器矢量控制特征提供了更大的加速度以及对冲击负载响应的改善。

在研磨机上的老式交流驱动器是一个电流源变频器，它不能实现加速控制及对电机电流和电压的控制与监控。由于1336PLUS驱动可以控制电压、频率和扭距，KEP现在能监控各种参数，如扭距以及每个零件研磨掉了多少，帮助KEP更好地控制砂轮进给到零件的速度，使得表面更加好。另外，在1336PLUS驱动器上的人机接口模块也使得简单的编程和柔性的操作变得更加容易。

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