淺談自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備功能擴(kuò)展改造研究

 大型鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的器件生產(chǎn)主要以汽車(chē)零部件的生產(chǎn)為主，其生產(chǎn)過(guò)程有著復(fù)雜、重復(fù)、量大的特點(diǎn)，筆者分析了自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題并提出相應(yīng)的改進(jìn)策略，又對(duì)改進(jìn)過(guò)程中較為重要的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)原理和變頻器與PLC通信技術(shù)連接的原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以期通過(guò)技術(shù)的提高完成自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備的功能擴(kuò)展和改造。
    為了能更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要對(duì)現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備功能進(jìn)行擴(kuò)展和改造。對(duì)比國(guó)外自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備功能擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)的管理經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備管理中存在較多問(wèn)題，對(duì)設(shè)備進(jìn)行功能擴(kuò)展和改造是大型企業(yè)中鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備管理的主要內(nèi)容，健全的設(shè)備功能和較高的生產(chǎn)效率是幫助企業(yè)獲取最大經(jīng)濟(jì)效益的前提。
    自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備改造目的及意義
    近年汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)大型鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的器件生產(chǎn)提出了更高要求，國(guó)內(nèi)大多數(shù)大型鑄造自動(dòng)化設(shè)備具有生產(chǎn)率低、生產(chǎn)投入比過(guò)高、勞動(dòng)強(qiáng)度較大等問(wèn)題，企業(yè)投入成本控制不到位，面對(duì)市場(chǎng)較高的鑄件需求度無(wú)能為力。現(xiàn)代自動(dòng)化鑄造生產(chǎn)線(xiàn)具有大型化、高速化、連續(xù)化和自動(dòng)化的特點(diǎn)，生產(chǎn)設(shè)備向著更大型化研發(fā)，生產(chǎn)線(xiàn)不斷加長(zhǎng)，速度不斷提高，減輕了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，企業(yè)生產(chǎn)速度顯著提高，促進(jìn)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的提高和國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
    大型鑄造自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析
    2.1大型鑄造自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀
    為更好適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的要求和變動(dòng)，設(shè)備機(jī)動(dòng)性體現(xiàn)在通過(guò)調(diào)整使用時(shí)間和使用強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備三位一體的利用方式。設(shè)備隨著使用年限的增加，其各項(xiàng)性能指標(biāo)會(huì)下降，其動(dòng)態(tài)工作特性可以較為準(zhǔn)確的反應(yīng)這些參數(shù)，方便企業(yè)相關(guān)部門(mén)及時(shí)對(duì)其做出調(diào)整。生產(chǎn)投入比是企業(yè)在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中獲取生產(chǎn)原料投入產(chǎn)出的兩方面信息，大型設(shè)備的自動(dòng)化和高速化決定了其投資資金較高，做好資料投入比的分析可以有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。
    2.2大型鑄造自動(dòng)化設(shè)備功能擴(kuò)展對(duì)策
    單片機(jī)處于生產(chǎn)設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的核心位置，在一片半導(dǎo)體硅片上集成了CPU、ROM、RAM、并行串行I/0口以及中斷系統(tǒng)時(shí)鐘電路等等，具有體積小、成本低的特點(diǎn)。下面詳細(xì)介紹AT89S51單片機(jī)在自動(dòng)化設(shè)備功能擴(kuò)展過(guò)程中的指令系統(tǒng)的工作過(guò)程。AT89S51有111條基本指令，包括49條單字節(jié)指令、45條雙字節(jié)指令和17條三字節(jié)指令，在并行I/O口讀鎖存器指令的過(guò)程中，涉及到自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)輸出指令讀取問(wèn)題，以P1口為例，生產(chǎn)線(xiàn)的指令顯示以L(fǎng)ED燈發(fā)光顏色來(lái)判斷，若P1.0引腳外接發(fā)光二極管陽(yáng)極，二極管陰極接地，查看輸入信息為0還是為1，需要讀取D鎖存器的Q端狀態(tài)，此狀態(tài)鎖存的才是前一時(shí)刻P1.0接受的真實(shí)值。
    自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備功能改造技術(shù)分析
    3.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)原理分析
    隨著自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備串行技術(shù)與并行擴(kuò)展技術(shù)的不斷發(fā)展，其I/0接口連接線(xiàn)只有1~4條，大大簡(jiǎn)化了各器件之間的連接，單總線(xiàn)器件中配置的各種器件均為DALLAS專(zhuān)用芯片，每個(gè)芯片均為64位ROM，以DS18B20芯片在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制過(guò)程中的數(shù)據(jù)連接口工作原理舉，。總控制系統(tǒng)通過(guò)總線(xiàn)DQ尋址，DS18B20家族碼為28H，是大型鑄件設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)數(shù)字溫度傳感的總線(xiàn)控制芯片。溫度控制范圍是-55~+124^oC，在-10~+80⁰C范圍內(nèi)測(cè)量精度較高，可達(dá)正負(fù)0.5度。總線(xiàn)控制分辨率為可編程的9~12位，不同編程位數(shù)對(duì)應(yīng)不同的分辨時(shí)間，其時(shí)間長(zhǎng)短與總線(xiàn)控制編程位數(shù)成正相關(guān)，時(shí)間范圍為93.75~370ms。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制器的內(nèi)部寄存器由DB7~DB0決定命令功能，此功能與鑄件生產(chǎn)效率息息相關(guān)。當(dāng)AC命令格式置0時(shí)，寄存器在不同輸入電平情況下的指令對(duì)應(yīng)情況如表1所示。
 

    表1：寄存器在不同輸入電平情況下的指令對(duì)應(yīng)情況
    3.2變頻器與PLC通信技術(shù)連接的原理分析
    變頻器與PLC的連接方式如圖1所示，頻率指令信號(hào)的輸入可通過(guò)0~5、0~6、0~10V等不同范圍的電壓信號(hào)輸入，其輸入電流范圍是4~20mA，輸入信號(hào)不同對(duì)應(yīng)不同的接口電路，PLC的輸出模塊由變頻器的輸出阻抗決定，傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度通常為8位，數(shù)據(jù)傳輸速率為9600bit/s，遵循Modbus協(xié)議。傳輸過(guò)程的波形變化幅度都在±1范圍內(nèi)，在輸入電平為0時(shí)，若傳輸數(shù)據(jù)流為1001 1011，在恢復(fù)編碼數(shù)據(jù)信息時(shí)，要分析電壓范圍和輸入電流大小，根據(jù)關(guān)系式t_C=H*t_RAS+H*t_CAS便能推導(dǎo)出數(shù)據(jù)傳輸速率及其接受信息編碼數(shù)。


    大型鑄件自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備功能擴(kuò)展和改造是現(xiàn)代汽車(chē)行業(yè)面臨的主要問(wèn)題，本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的大型鑄造生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備存在的生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)投入比變動(dòng)幅度較大等問(wèn)題進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)策略的提出，自動(dòng)化鑄造生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，為進(jìn)一步減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快生產(chǎn)速度，要不斷加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)相關(guān)技術(shù)的研究與探索，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的提高和國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)力量。