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长丰汽车总装车间的输送线电控系统是一个非常复杂的系统，包括过廊线机运系统、发动机上线自行小车系统、车门机运线、EMS机运线、内饰线机运系统、发动机机运线、滑撬控制线、底盘机运线、淋雨线、终检线等多个控制系统。它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔离开关、急停开关、接近开关、光电开关、传送机、张紧器、提升机、举升台等许多执行机构。在这些设备中都应用了在自动化领域具有水平的罗克韦尔的ControlLogix控制系统，并且通过ControlLogix和Netlinx,将这些设备无缝地联系起来。
ControlLogix产品
代表自动化发展新趋势的新一代ControlLogix控制系统，从传统单纯的PLC和DCS控制转为PLC和DCS融合发展的方式，是罗克韦尔自动化顺应这种发展潮流推出的新一代的控制平台，Logix控制器平台是将高速离散控制、过程控制、协调传动控制、运动控制、批次控制和安全控制融于一体的一个控制平台。允许混合使用多个处理器、多种网络和I/O。系统灵活性强、易于集成、模块化设计、开放式结构，特有的升级固件，使得系统在应用zhonggong能强大、安全可靠。
ControlLogix在长丰总装车间控制中应用的技术，具有下述特点：
1、控制器：每台Logix5555控制器大寻址量128000点DI/O，4000点AI/O及回路。ControlLogix平台通过背板提供了高速数据传输。各控制器能产生(广播)和使用(接收)系统标签，这种技术使得多个控制器共享输入信息和输出状态，非常实用。可选用户内存(3.5Mb)。
2、1756系列智能I/O模块：I/O模块种类繁多，可拆卸端子，具有带电拔插、分变则报(COS)、自诊断、时间标记、模块标识、闪存升级、电子保险、单独隔离等功能。模块广播数据的速率可设定。1756-HSC高速计数模块(4通道)每2ms就能更新数据，效率高。
3、网络设置：网络分层、分工明确、安全可靠。上层利用车间以太网网络对机运线控制器进行网络连接和通讯，通信速率高；设备网DevicelNet，是一种开放式的底层通用网络，基于标准的CAN技术，具有互操作性，成本及维护费用低。网络从物理上看有两层网络，在应用过程中，和一层网络一样方便。
4、罗克韦尔软件：是罗克韦尔自动化公司自行开发的产品，具有的水平。RSLogix5000梯形图编程软件包，有灵活易用的编辑功能、通用的操作画面、诊断和纠错工具。RSView是高度集成、基于组件的人机界面，发挥微软技术优势的监控软件，其开放性与第三方程序有高度兼容性。RSLinx为现场设备连接罗克韦尔自动化产品的通讯软件，界面友好、功能强大，支持不同网络上的设备通讯。
系统结构
在ControlLogix控制系统中配置了1756-ENBT以太网通讯模块，通过工业以太网（环网光纤）将各机运线的多个PLC和现场使用的各种设备（拧紧机、加注机等单机联网设备，均含有以太网接口）连接到一起，实现不同PLC之间的互相通信，完成整个系统的控制、故障报警、信息交换等功能，也能方便在以后增加设备或给新的生产信息系统提供设备的实时数据。
通信介质及协议
双绞线、光纤、粗的或细的同轴电缆为目前应用广泛的介质,并且任何长度的都有。以太网（Ethernet/IP）拓扑 (或物理配置)在目前安装以太网(Ethernet/IP)用得普遍的为星形拓扑。新的技术产品，如高速开关技术能够在单一的冲撞领域可以处理大的数据量。在我方的设计方案中骨干网将采用百兆光纤介质，分支信息点采用百兆双绞线。
A-B支持 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol),一个在以太网（Ethernet/IP）领域被广泛采用的协议，并且置入在 bbbbbbs95/98/NT/2000/XP操作系统的每一个版本里。A-B通过支持TCP/IP协议的以太网（Ethernet/IP）处理器或通讯模块，将带监控功能的控制系统和信息管理系统结合起来，使计算机能够访问使用SQL（StructuredQuery Language）的开放式数据库。
机运线所有的PLC都带有设备网DeviceNET模块，现场的所有信号通过Devicenet网络实时传输到控制器，控制器的控制信号也是通过Devicenet网络传输到现场设备中。
设备网(DeviceNet)通过一个开放的网络，将底层的设备直接和控制器相连，无需通过很多电缆将它们与I/O模块相连,其具有如下特点：
□一个设备网(DeviceNet)可以有64个节点，允许用户用一根电缆去连接现场设备并远至ControlLogix，无需用很多电缆就可将所有的设备和I/O模块直接连接，减少布线费用，且易安装和维护。
□ 采用生产者／消费者通讯技术,可采用巡检或逢变则报模式传输现场信息，大大减轻控制器工作量。
□ 可通过网络对网上所有设备进行在/离线组态或诊断，大大缩短了系统调试时间。
□ 的开放网络，网络标准为IEC17B，已有300多家控制产品供应厂商支持开放式设备网(DeviceNet)销售者协会(ODVA),用户可轻易将第三方产品集成入罗克韦尔控制系统。目前DeviceNet网络已被确立为现场总线中国国家标准。
□设备网(DeviceNet)作为现场设备网络，可方便地实现罗克韦尔的MCC、SMC、DRIVE等产品与及其它第三方产品的连接。通过网上调试,可大大缩短工期, 并增强了系统的维护扩展能力。
结束语
总装车间控制系统自动化程度较高，数据采集量大，控制站多，系统可靠性要求较高。通过采用罗克韦尔自动化公司的产品和技术，系统基本达到设计要求，运行效果较好，运行稳定、可靠，具有较高的机电一体化水平。该系统设计合理，安全可靠，减轻了工人的劳动强度，减少了设备运行的故障率，提高了生产效率
| 一、引言 随着我国经济的迅速发展，电梯市场异常繁荣，年需求4万多台，成为全世界为活跃的市场。由于我国电梯受日本产品的影响较大，人们对于电梯舒适感的要求越来越高。如何提高电梯运行的舒适感成为各个电梯厂家关注的一个重要问题。 二、 选用品质优良、稳定的曳引机 电梯控制系统应该说是一个机械系统。电梯运行就是轿箱在导轨上的往复机械运动，由于其载人功能，对其可靠性、振动噪音和舒适感提出了较为苛刻的要求。电梯机械的可靠性由机械设计和材料的选型可以完全保证。轿箱在X、Y方向的机械振动完全靠导轨的安装和导靴的加工精度和质量来保证，而Z方向的机械振动与曳引机及其驱动电机、变频调速器息息相关。 曳引机是电梯运行的驱动装置，其性能直接关系到电梯运行的舒适感。曳引机的机械间隙对电梯的影响主要体现在电梯在加减速过程中，在电机速率发生变化时，电动运行和发电运行状态将发生切换，造成电梯的振动，极大地影响了电梯的舒适感。在电梯S曲线加减速过程中，一般各有一两次明显失重或者超重感觉，并伴随曳引机发出异响。对于一些改造的双速旧梯用曳引机，由于多次高低速切换的巨大冲击，造成连接套轴中的橡胶垫片严重磨损，也会造成上述现象。电梯厂家必须对新选型的曳引机的间隙必须提出明确的要求，并在维保时定期检查连接轴的磨损情况。 曳引机内部齿轮或者涡轮涡杆的加工、安装精度差、动平衡调节不好，也会造成电梯在高速时产生振动和噪音。笔者曾经在某个厂家，发现电梯运行的垂直振动特别大，采用了一切办法均无效的情况下，怀疑为曳引机问题，厂家不相信，更换市场上所有品牌变频器，均无改善，更换曳引机，问题得到解决。结果问题是该曳引机生产厂家规模小，检测手段落后，生产的曳引机，一致性难以保证，给电梯厂造成重大直接和间接的损失。曳引机的选择，不能贪图便宜，必须选择技术实力雄厚，检测手段齐全，体系健全的厂家。还有一点要强调的是，在同样梯速情况下，以选择曳引机减速比大的曳引机为好。因为减速比大，造成的倒溜现象就小，启动舒适感就容易调整。实践证明，同样梯速下，采用6极电机曳引机比采用4极电机的启动舒适感差。本质原因是6极电机比4极电机的启动转矩并没有大1.5倍以上。 三、选用品质优良的驱动电机 在保证曳引机质量的前提下，与曳引机配套的电机的性能也直接关系到电梯的起制动过程的性能，问题主要表现为启动舒适感的好坏。如果电机的启动转矩大，在电梯松闸的时刻产生的倒溜就会很小。目前，在许多变频器的手册中，有严重误导用户的说法。变频器可以达到200%甚至300%以上的启动转矩，实际上都是没有实际意义的。如果一个电机的设计启动转矩Mst和大转矩Mmax 小，变频器再好，也不会产生大的输出转矩，还容易产生速度的波动，造成振荡。 根据异步电机的基本知识，电机的M-N曲线如图1（a）所示，图中A点为初启动转矩点，B点为大转矩点，C点为额定工作点。其中电机的启动转矩Mst与电机的转差率s有关，转差大，初始启动转矩大，要提高转差，要求转子电阻Rr大，转子电感小，图1（b）示出了转子电阻不同情况下的机械特性曲线。从图上还可以看出，随着转子电阻增大，大转矩Mmax未发生变化，其对应的大转差Sm增大，在同等负载下，转差也增大。这就是进口品牌电梯采用高转差电机的原因。可是目前许多进口品牌曳引机为了降低成本，均配备国产低转差电机，转差频率一般小于2.5Hz，其启动性能大打折扣。在选择曳引机品牌时，其配套电机的品牌和性能的选择也同等重要。 异步电机矢量控制是完全基于电机参数的矢量控制，电机参数必须能够进行自动学习。否则，取得不了优越的性能。必须选用能够进行电机参数自学习的变频器。变频器必须具有零速150%以上的转矩输出，可以保证良好的启动和停车舒适感。需要非常好的过载能力，110%的额定负载，必须连续运行，特别对于高层电梯，需要满载运行超过30S以上的，更要考虑这一点。一些国外厂家的变频器，额定负载，不能够连续运行60S，在用于高层电梯控制的时候，均建议放大一档使用，给用户造成了不必要的经济损失。 选定好变频器后，要做到比较好的舒适感，关键还要调试好变频器的性能及运行曲线。电梯在启动的时候，由于机械导靴有比较大的静摩擦力，可以通过调节启动速度和启动速度保持时间来消除。一般变频器均有速度环PI参数调整功能，通过速度环PI参数调整，可以有效调整变频器的动态响应速度和稳速精度，可提高电梯的启动和稳态运行的舒适感。启动性能与低频PI参数有关，可以先将低频I设定为零或者比较大的值，不考虑平层精度情况下调节KP，增大KP，低频动态响应加快，启动转矩大，KP过大，容易引起振荡，启动和停车爬行的舒适感会变差。必须增大KP到电梯在满载、空载情况下，不振荡为临界，可以逐步减小I参数，达到启动，爬行均满意的效果。高频PI参数调整原则是，保证启动加速和停车减速过程的超调小，一般小于2%额定速度，又要保证稳速情况下的速度精度，一般不超过0.001m/s。先将高频I设定为零或者比较大的值，调节K，使参数小于电梯在高频稳态产生振荡的临界参数，逐步减小I，使得超调达到要求的指标。对于采用相同曳引机和机械的场合，可以在调好一台电梯情况下，通过键盘参数拷贝来实现复制。上述中，积分时间常数I的单位为时间单位S。特别提醒的是，目前市场上的绝大多数变频器PI参数采用独立的两个数来调整，没有实际物理量概念，此时的I越大，相当于时间常数越小。 对于加减速过程中的舒适感，要通过S曲线调整来解决。一般是加速度和减速度在0.5~1m/s2 之间，开始段急加速和结束段急减速可以调整为0.25~0.5m/s3，结束段急加速和开始段急减速可以在0.5~0.9m/s3 之间。S曲线的调整还与电梯的场所有关，对于医院、疗养院等对舒适感要求很高的场合，需要减小相应参数，对于办公写字搂等需要高效率的场合，可以适当增大相应参数。结束段急加速和开始段急减速的增大，有利于克服间隙造成的加减速过程的抖动。 五、 采用佳控制时序 佳的控制时序如图2所示，变频器接收到运行命令后，先进入零速运行过程，延时T1，保证电机励磁达到稳态后打开报闸，变频器开始运行启动速度的启动速度保持时间T2后是高速、低速到零速，零速运行T3后，在保证惯性影响为零的情况下，关闭报闸，由于报闸抱紧需要一定时间，必须延迟T4后撤消运行命令。按照此时序，可以保证启动和停车均有理想的舒适感。在艾默生TD3100变频器中，T1由F7.00设定，T2由F3.01设定，T3由F7.01设定，T4由控制决定，如果控制器延迟时间不够，TD3100变频器将自动延长命令保持时间。 1、启动补偿 对于1.75m/s以下的中低速电梯，由于运行速度较低，基本不需要启动补偿就可以达到比较满意的程度。对于1.75m/s以上的中高速电梯，如果启动舒适感要求比较高的场合，就必须添加称重装置，进行启动转矩的补偿。一般有两种称重装置，开关量检测和模拟量检测方式。对于开关量检测具有成本低，但只能够做到有级，一般安装4个开关，可以在空载和满载之间实现任意4点的准确补偿，由于是有级补偿，还不能够做到理想的程度。模拟量传感器可以实现无级补偿，存在的问题是模拟量传感器往往随着电梯的使用，其输出会发生偏移，造成补偿错误，效果有时会比不补偿还差，需要定期对补偿增益进行调整。艾默生TD3100电梯专用变频器启动转矩补偿原理如图所示： 许多电梯厂家，对于减振器选用非常随意。实际上减振器对于提高电梯的舒适感有非常重要的作用。减振器一般有曳引机底座的橡胶减振垫、轿箱底部的减振弹簧或橡胶减振垫、轿箱顶部的钢丝绳减振器三种。曳引机底座的减振垫质量和减振效果千差万别，它直接影响到电梯的舒适感，特别是当电梯上行到顶层2至4层启动、停车时，问题将表现的异常突出。轿箱底部的减振器的质量将直接关系到电梯稳态运行的平稳性，如果弹性系数大，特性太硬，将起不到减振作用，会产生高频振动，人体会感觉到麻脚的感觉，严重时，将造成轿箱的高频振动，产生比较大的噪音。将产生低频振荡，造成人体的下沉感。必须合理选用。钢丝绳的减振作用与轿箱底部的减振器作用相同，必须根据楼层高度，选用弹性系数合理的钢丝绳，在保证满载情况下，伸缩量符合要求的情况下，达到良好的减振效果。在高层电梯上，由于钢丝绳较长，松紧程度一致性差时，容易造成高速运行时钢丝绳的摆动，互相撞击造成轿箱的振动。一个有效的方法就是在钢丝绳末端添加钢丝绳减振器，对于钢丝绳的振动波产生有效的吸收，防止反射而形成差拍现象。 3、 编码器的合理选用 编码器是电梯变频器闭环的必要器件，其合理选用对电梯的安全、可靠运行产生重大影响。从安装方式上，轴套式更加可靠，但价格相对连轴式稍贵。目前许多采用连轴式编码器厂家，由于标准连轴器在同轴度不好的情况下，很容易折断，可靠性非常差，就自己采用非常简单的连接方式，给电梯的运行带来安全隐患。从接线方式上讲，有推挽输出的和开路集电极输出的，建议在编码器连线超过5m以上时建议选用开路集电极编码器，以提高抗干扰能力。 编码器的每转脉冲数一般在300以上就可以保证变频器的正常运行，建议在成本许可的情况下，好将编码器每转脉冲数提高到1000到2000，可以大大提高电梯的启动舒适感。原因是每转脉冲数越大，启动溜车就容易实现快速检测，从而达到转矩的快速调整，减小溜车。 4、 控制系统的合理接地 电梯控制系统中，接地是一个影响可靠性的关键问题。由于我国供电的不规范，大多数场合是三相四线制，而非三相五线制，接地问题变得更加突出。在安装调试时必须保证控制柜、曳引机及轿箱可靠接地或零，是编码器接地。要强调的是，目前市场上编码器的规范性较差，有些编码器自身的抗干扰能力差，设计厂家将编码器引线的屏蔽层与编码器外壳连接，这是非常严重的错误。如果用户将编码器屏蔽层与变频器的地相接时，由于两端接地，变频器与电机之间存在电位差，容易产生干扰，轻者造成电梯的低频抖动和随机的过流保护，重者当调试现场曳引机没有接地或者接地不良时，电机的漏电将造成变频器接口板的严重损坏。建议选用屏蔽层与外壳不连接的编码器，实施远端一点接地，可以大大提高系统的可靠性。 5、 制动电阻的合理选取 制动电阻是用于消耗电梯在发电过程中产生的回馈电能，电阻阻值的选取参考变频器说明书有关内容以制动转矩选取，电阻功率大小直接关系到体积和价格，许多厂家不知道如何选取，同等功率的变频器电阻全部是一样的。这是存在严重隐患的。因为电阻的功率与楼层的高度是有关的，一个6层楼和一个30层大楼，所用变频器可能均是15KW，变频器发电连续运行的时间相差5倍，其功率也需要相差5倍，才可以保证可靠性，延长电阻的寿命。电阻的功率应该先按照连续制动计算，根据不同楼层高度相应地调整功率。 七、 结论 本文针对曳引机、电机、变频器及运行调试等内容，从电气和机械两个方面，提出了一些提高电梯启动、加速、稳态和减速停车运行过程中舒适感的有效对策，对于电梯厂家、曳引机制造厂家及电梯改造、维护厂家均有一定的参考价值 |
一、改造设备简介：
定厚机是石材加工过程中不可缺少的设备，用途是采用铣削方式将石材按工艺要求加工成所需的厚度。主要由床身、皮带滚筒、固定导轨、活动横梁、动力头（铣刀）、电气控制系统等部分组成。铣削方式又可细分为平面铣刀和圆筒滚刀两种。
本文介绍的改造设备是采用三个圆筒滚刀，通过粗加工、半精加工、精加工三个加工层次，将板材一次加工成型。该设备的皮带采用气压缸拖动，实施板材水平方向输送；横梁上安装了三个动力头，前后运动；每个动力头上均装有滚刀，实施板材铣削。工作原理如下所述：
按照工艺要求，调整好三个滚刀的垂直高度；启动三个动力头，开启横梁和皮带；板材在皮带的带动下，作断续运动；皮带移动一次到位后，横梁带动滚刀由后向前铣削，快速退回，周而复始，直至板材加工完成。
二、目前设备存在的问题：
1、设备的横梁拖动采用液压伺服调速系统，横梁电动机拖动液压泵，通过液压伺服系统，由液压马达实现横梁的无级调速。目前，我国的机械设备极少采用液压伺服系统进行调速，设备出现故障后，国内无法采购到相同的故障元器件。控制系统PLC用的是老式西门子产品，体积大、耗能多且老化严重，故障频发；同样由于国内无法采购此元器件，维修费用较高，维修周期较长，给企业的生产带来不便。
2、加工方式单调，生产效率低下。其加工过程如下图所示：
由上图可看出该设备的自动加工流程仅有：“单向进刀、空刀退回”一种工作方式，造成了加工板材的局限性，效率无法提高。
三、改造方案：
1、经过研究和反复论证，我们决定采用艾默生EV1000-4T0022G的变频器替代液压伺服系统，用艾默生EC20-2012BRA的PLC替代原西门子产品。因艾默生产品的性能优越、质量可靠、价格适中且较易采购，我们作为配套产品。
2、在设备原工作流程的基础上，增加两种自动加工方式，即后端进刀和前后进刀。在单端进刀方式下，增加高速退刀、中速退刀和慢速退刀三种退刀方式。工作流程如下图所示：
3、改造系统的硬件连线图：
4、改造后的效果：
改造完成后的横梁运行平稳，换向无冲击，调速方便。在自动加工方式下，由于增加了：⑴前端进刀，⑵后端进刀，⑶前后进刀三种加工方式选择，提高了工作效率，尤其是“前后进刀”功能，使工效提高了两倍。本次改造，大大减少了故障停机率，节约了维修费用。
四、结论：
通过此次改造，达到了我们的预期目的，即增加了设备的多种工作方式，大大提高了工作效率，并且由于艾默生产品具有的多种保护功能，使得维护维修更加方便简捷。目前我国的许多石材加工企业在上世纪90年代引进的国外先进设备都已经老化，维修改造设备成为企业的一项重要任务。此次定厚机改造的成功，是艾默生产品成功应用于石材加工企业的典型案例，也为艾默生产品今后在石材加工领域的应用奠定了良好的基础