焊机群控系统技术

　　随着汽车焊接行业的深入发展，产品焊接质量和焊接生产的自动化程度也不断提高。因此，将现代化的管理手段与先进的网络通信技术应用于焊接生产线，以提高焊接生产线的自动化程度与信息化管理水平非常必要。目前，汽车厂家焊装生产线上的焊机一般都是独立控制，管理人员只有通过现场巡视，才能了解各台设备的工作状况。这就存在很多问题，一是各台焊机单独管理，无法对焊机的使用进行集中控制；二是对焊接质量无法进行及时分析和监控，因为管理人员无法及时看到各种运行参数，也就无法分析焊接工艺中存在的问题；三是由于能源紧张，使得扩大生产规模增加焊机台数越来越困难。本文针对当前焊装生产线存在的问题，介绍了一种焊机群控系统管理技术，即基于异构网络的焊机控制管理系统。

　　基于异构网络的焊机控制管理系统

　　1. 系统开发意义 

　　通过采用先进网络信息技术建立焊机离散控制模型，从根本上解决多台焊机无法集中控制问题；保证主变压器负载均匀，达到充分合理利用有限电力资源、保证焊点质量的目的；提高焊装生产线自动化、信息化水平。

　　2. 系统特点

　　（1）技术先进，标准化程度高，现场安装维护简单方便。

　　（2）实时性强，电网平衡控制系统能够在20ms内完成全部判断，所有焊机的焊接参数都可以实时采集。　

　　（3）通过监控系统实时采集焊接参数，可以对焊接质量进行及时地分析和监控，为实现焊接质量的在线评判提供帮助。

　　（4）焊接工艺参数集中管理功能极大地提高了焊接工艺参数的编制效率。

　　（5）故障报警功能可以实时监测所有焊机的工作状态，为故障诊断提供技术支持。

　　（6）电网平衡控制系统对保证焊点质量、扩大车间生产能力具有重大意义。

　　（7）信息数据库功能为分析焊接工艺中存在的问题提供了有效的数据支持。

　　（8）可与车间级信息管理系统集成，通过网络共享信息。

　　3. 系统结构

　　系统采用三层结构两层网络模式：根据集散系统分散控制、集中管理的特点，把CAN总线与工业以太网结合使用，有效解决了网络数据传输的实时性、确定性和可靠性问题，可以完成大型焊装生产线的自由组网。

　　系统最下层设备是焊机，根据焊机在车间的工位布局以及与上位机机房的距离等，将焊机划分为不同的总线网络，每个网络最大通信距离1000m，最多可以控制64台焊机；系统的中间层为电网平衡控制系统，负责运行限容评估软件；系统上层为上位机监控软件，负责实时监控现场焊机的工作状态。

　　电网平衡控制系统和现场焊机采用CAN总线进行通信。限容系统对总线数据传输的实时性要求非常高，通过对CAN总线消息调度算法进行分析可以知道，CAN总线每次数据传输都包含一个标识符信息，这个标识符内含有将要发送消息的优先级定义。CAN总线仲裁机制就是根据标识符的优先级决定消息发送的先后顺序，因此标识符的合理设计非常关键，根据各种消息对实时性要求的不同，我们将其标识符设计为不同优先级别，有效保证了限容系统的实时要求。

　　限容系统与上位机采用的是工业以太网ADS方式进行数据传递，通过电网平衡转换装置将CAN总线与工业以太网实现无缝、高效连接，借助工业以太网通信速率快、信息量大、组网灵活等优点实现对焊机的实时监控。

　　案例分析

　　目前，国内已有多个厂家使用了群控系统，而基于异构网络的焊机控制管理系统在江淮汽车的一个轻型载货汽车焊装车间也已应用，可控制、管理128台焊机。

　　1. 集中控制管理

　　可按机组按相位自动起动限容功能，保证电网三相平衡和最大使用容量时不超载并达到供电负荷平稳，从而保证焊接质量。

　　2. 监控与通讯

　　（1）布置方式更灵活 能按车间焊装线实际布置显示每台焊机运行状态（在焊状态、停焊状态、故障状态、离线状态、电流超限状态等）。一目了然，方便管理。

　　监控界面按照焊装车间焊接生产线实际分布显示焊机工作状态，焊机在上位机软件中显示的位置与实际车间位置相对一致，形象直观，便于用户对设备进行维护。其中主界面用于显示整个焊装车间生产线分布情况，生产线界面用于显示各生产线内焊机实际工作状态，通过单击主界面中的各个生产线图标可以直接进入各生产线界面。

　　生产线界面中的一个控制箱代表实际车间的一台焊机：当焊机在线时，控制箱显示白色；焊机焊接时，控制箱闪烁绿色；焊机发生故障时，控制箱闪烁红色。通过单击控制箱可直接查看该控制箱的工作状态、焊接数据、故障信息。

　　（2）限容设定 可根据需要设定启动限容的最低供电电压（如380V×0.85＝323V）。即在同一时刻只运行一定数量的焊机通电，以保证焊接质量。

　　（3）远程编程 在上位机上，通过人机界面对每台焊机的焊接规范参数进行远程编程（包括焊接规范、修磨规范等）。

　　（4）数据显示 在上位机上，可以观察到每台焊机、每把焊钳的焊接参数（编制的参数/实际焊接参数，参数包括焊接电流、时间、控制角、导通角、焊点数等）。

　　（5）故障报警与记录 焊机一旦发生故障，上位机立即发出报警信号，同时弹出画面，显示焊机号（按用户工位编制）、故障情况、故障原因及解决办法。并自动记录发生故障的时间和修复时间。

　　3. 生产管理

　　（1）焊接参数的调入与拷贝 在集中控制室可随意调入一台焊机的编程数据，不同焊机的编程焊接规范数据可以互相拷贝。

　　（2）数据库管理 标准的数据库SQL2000SERVER，提供各项参数的设定（包括焊点数）、查询、检索、修改等），形成统计报表，并实时打印数据及存储有关数据。报表统计部分具有数据导出功能，能将报表里的数据导出至EXCEL，以便进行科学分析统计操作。同时在各种统计报表中增加工位号选项。包括新增数据、修改数据、删除数据、查询数据、图形显示。

　　在主菜单中选择“数据库管理”菜单，点击“查询数据”，进入数据库管理界面。选择操作对象、操作条件后，单击“查询”按钮，即可显示查询结果，此时可以对查询结果执行删除、修改、新增操作。单击“图形显示”按钮，进入图形显示界面。该界面可以显示控制角、导通角随时间变化曲线。

　　（3）文件管理 可对参数进行存储、定时备份、更新。可以根据用户需要定时自动存储，一次存储数据不小于六个月。

　　（4）数据统计、分析 可根据需要进行数据计算、统计分析，绘图输出，提供各项参数的设定、查询、检索、修改等方法，可形成统计报表，并打印实时数据及存储的有关数据，以便对生产管理提供可靠的数据，以利于提高管理水平。进入参数设定、修改界面修改参数必须输入正确的用户密码。例如：可对通信电缆使用寿命进行统计分析，报告每月需更换的数量。

　　（5）兼容与容错功能 进行数据采集、编程、查询等不影响焊机的正常工作，无论上层网络还是集中控制系统发出故障或关机，焊机仍能正常工作。

　　（6）入网、脱网自由 焊机可以随意入网、脱网，不影响群控系统的正常工作。

　　结语

　　随着群控系统技术的日益成熟，必将有更多的汽车厂家采用焊机群控系统以提高焊接生产线的自动化程度与信息化管理水平，无论是哪种类型的群控系统，只要能够满足现代化的技术、管理需求，在汽车行业这个大舞台上都将有用武之地。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。