曾杰 杨巧莉

摘 要：本文结合某公司司控器的工作特点，对其中存在的问题进行了比较深入的分析研究，并结合生产工作的要求，对司控器生产线的电气设计进行了一定的改造升级，有助于促进生产效率的不断提升。

关键词：控器;生产线;电气设计

1 前言

司控器生产线主要用于机车配件司控器组装作业，根据装配工艺，将司控器组装工序分布在各个工作台位进行，开展流水化作业，进行物理分类备料，提升工具使用效率，降低物料取料时间，提高工人工作效率，从而提升产量。

通过对某公司装配司控器作业现场进行分析，发现存在的问题主要有：产品从零件到成品的组装全程由一个作业人员完成，一人一天只能组装一个成品，生产效率不高;产品组装过程中缺乏质量管控及追溯，产品出现质量问题时，无法追责到人，不利于产品的稳定生产;单个产品装配过程中所使用的物料类别很多，现场物料的摆放较为混乱，作业找寻物料需花费一定的时间，不便于物料的查找;产品装配过程中，缺乏辅助工装，不利于生产效率的提高和产品质量保障;现有的配钻工序作业时，作业员需从三楼走到一楼钻孔，在途中浪费较多的时间;现场作业工具管理比较混乱。为了对司控器生产线的工作质量进行有效改善，就要对其电气设计进行一定的升级改造，进而满足不同的工作需求。

2 司控器生产线的电气设计

2.1 项目概况

生产线的结构总体分为3大部分，分别为倍速链式组装工位、平送机构及转运工装。其中，倍速链式组装工位由装配工作台、线体流转工装、挡位结构、顶升结构、生产辅助工装及夹具等结构组成;平送机构由横向移动结构、纵向移动结构及安全护栏等结构组成;转运工装由分装物料转运工装、齐套物料工装、分装总物料转运工装，成品转运工装等结构组成。司控器装配生产线电气系统主要是实现线体流转与人工作业的控制配合，本系统通过线体设置强制流转信号提醒功能，提高工作效率，预防流水线作业停滞。

2.2 系统的技术要求

在提高生产效率、降低运行成本的理念下，系统的具体技术要求为：

（1）能够根据实际温度自动调节上、下料的速度，能够对电机进行精确控制，实时调整电机速度。对于工业流水线的日常维护，可以依据不同流水线设备的维护方法进行维护检修。

（2）可以通过监控界面实时监视生产流程，对事故隐患进行预警，出现事故立即报警。

（3）系统历史数据能够自动录入数据库中以供用户查询和分析。结合已有的继电器网络，采取基于PLC的系统体系，将一部分传统继电器的逻辑线路用PLC内部继电器逻辑替代，充分发挥PLC通用性强、具备编程能力、可靠性高的优势，能够满足以上的用户需求。

2.3 技术方案

（1）系统功能介绍

整个流水线由A线和B线共10个工作台位组成，单侧5个台位，AB线两端采用转运小车进行衔接，托盘从转运小车上、下线体采用自动和人工确认放行两种方式，托盘在线体上的工序流转采用人工确认放行的控制方式。A、B线各工位均设置有光电感应开关，用于检测托盘是否到达本工位预设位置;阻挡和举升装置气缸均配置行程开关，用于检测各气缸是否抵达预设行程位置;平移机构上设置托盘到位检测光电开关，极限位置行程开关，平移气缸行程开关，实时检测各执行机构是否到达预定指定位置，确保产线运行过程的设备和人员安全。

（2）系统组网

电气控制系统主要由PLC主站、ET200SP从站、变频器、触摸屏、控制按钮、光电开关、限位开关、电磁传感器等组成，其中PLC选用西门子ET200SP系列产品、触摸屏选用12寸西门子精简系列产品，变频器选用西门子G120C系列产品5，按钮及关键低压器件采用施耐德品牌（熔断器施耐德不生产选用正泰品牌），传感器采用知名品牌Sick和欧姆龙。本套系统采用西门子ProfiNet总线通讯方式，PLC主站下设12个ET200SP从站和12个变频器从站，其中每个工位1个ET200SP从站和1个变频器从站共计10个工位，每个平移机构各设置1个ET200SP从站和1个变频器从站共计2个平移机构。各工位和平移机构的传感器、电空阀和其他IO信号直接接入各自的ET200SP从站;每个工位和平移机构处各设置1个4网口西门子工业交换机，ET200SP从站和变频器通过网线接入交换机，主控柜内设置1个16口交换机，各工位与主控柜之间只需1根电源线和1根网线连接即可。因此有效的减少了各工位之间穿插互联的控制电缆，避免了线控方式因走线路径长引起的控制信号电频衰减，有效的提高了系统抗电磁干扰能力，组网简明、布线清晰便于后期设备维护保养。综上所述电控方式具有性能稳定、安全、可靠，操作方便、灵活，易于掌握等特点。

2.4 项目优势及特点

（1）生产工艺优化、生产效率高

各个工位配备辅助工装，作业员可以准确快速定位待装零件并完成相应工位的事项，提升作业效率;利用行迹物料盒齐套配送物料，缩减物料寻找识别时间，从而提高装配效率;作业员可以直接在线体内的工作台板作业，无需将物料取出线体，缩短了物料的周转时间;线体设置强制流转信号提醒功能，作业员需在规定时间内完成相应的工序，否则线体自动流转或报警，提高生产效率。

（2）安全性高

平移机构外侧设有安全护栏，防止机构运行时对人员造成伤害;流转工装在各传输线、平移机构内运行时，有设计传感器、挡位机构、程度监控等动作防错功能，以防止各机构的干涉，让设备安全运行;生产过程中，作业员可以在紧急情况下按急停按钮，使设备停止运行，保护人员和设备安全。

（3）柔性化程度高

生产线中每个结构形式相同且采用模块化设计，标准化设计理念，各操作工位的机械结构、驱动，电气控制都是独立的模块，线体可以任意的增加工位，搭配灵活，柔性化生产程度高。

（4）扩展性好

生产线采用模块化，标准化设计理念，各工位预留有信息化的机械和电气接口，同时总控柜、各工位，以及平移机构都留有1个ProfiNet通讯接口和部分IO点位，便于产线的智能化升级。

（5）产品品质提升，可追溯

采用流水线形式的布局，使每个工位只负责几个工序的作业，相比之前一个作业员完成一个产品的所有工序作业现有的方式可以減少作业员的作业难度，同时提升品质;另外，当出现品质问题时，可通过工序内容责任到人，提升作业的质量意识，使产品质量更加稳定。

3 结语

总而言之，司控器作为机车配件司控器组装的重要设备，对于组装工作的顺利进行具有十分重要的现实意义。通过对司控器生产线的电气设计进行一定的改造升级，进而能够为工作效率的不断提升建立良好的基础。

参考文献：

[1] 沈红雷. 塑料多层共挤复合膜生产线电气设计研究[J]. 塑料工业， 2016（02）：91-92.

[2] 曾杰华. 柠檬汁自动化生产线的电气设计与安装[J]. 现代农业装备， 2013（02）：115-121.