淺談自動化生產(chǎn)線設備功能擴展改造研究

 大型鑄造自動化生產(chǎn)線的器件生產(chǎn)主要以汽車零部件的生產(chǎn)為主，其生產(chǎn)過程有著復雜、重復、量大的特點，筆者分析了自動化生產(chǎn)線設備存在的問題并提出相應的改進策略，又對改進過程中較為重要的現(xiàn)場總線技術原理和變頻器與PLC通信技術連接的原理進行了詳細介紹，以期通過技術的提高完成自動化生產(chǎn)線設備的功能擴展和改造。
    為了能更好的滿足市場的需求，提高生產(chǎn)效率的同時降低勞動強度，需要對現(xiàn)代自動化生產(chǎn)線設備功能進行擴展和改造。對比國外自動化生產(chǎn)線的設備功能擴展和開發(fā)的管理經(jīng)驗，國內在自動化生產(chǎn)線設備管理中存在較多問題，對設備進行功能擴展和改造是大型企業(yè)中鑄造自動化生產(chǎn)線設備管理的主要內容，健全的設備功能和較高的生產(chǎn)效率是幫助企業(yè)獲取最大經(jīng)濟效益的前提。
    自動化生產(chǎn)線設備改造目的及意義
    近年汽車行業(yè)的快速發(fā)展對大型鑄造自動化生產(chǎn)線的器件生產(chǎn)提出了更高要求，國內大多數(shù)大型鑄造自動化設備具有生產(chǎn)率低、生產(chǎn)投入比過高、勞動強度較大等問題，企業(yè)投入成本控制不到位，面對市場較高的鑄件需求度無能為力?，F(xiàn)代自動化鑄造生產(chǎn)線具有大型化、高速化、連續(xù)化和自動化的特點，生產(chǎn)設備向著更大型化研發(fā)，生產(chǎn)線不斷加長，速度不斷提高，減輕了勞動者的勞動強度，企業(yè)生產(chǎn)速度顯著提高，促進了企業(yè)的經(jīng)濟效益的提高和國家經(jīng)濟增長。
    大型鑄造自動化設備生產(chǎn)現(xiàn)狀及問題分析
    2.1大型鑄造自動化設備生產(chǎn)現(xiàn)狀
    為更好適應企業(yè)生產(chǎn)任務的要求和變動，設備機動性體現(xiàn)在通過調整使用時間和使用強度，實現(xiàn)設備三位一體的利用方式。設備隨著使用年限的增加，其各項性能指標會下降，其動態(tài)工作特性可以較為準確的反應這些參數(shù)，方便企業(yè)相關部門及時對其做出調整。生產(chǎn)投入比是企業(yè)在自動化生產(chǎn)線中獲取生產(chǎn)原料投入產(chǎn)出的兩方面信息，大型設備的自動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大型鑄造自動化設備功能擴展對策
    單片機處于生產(chǎn)設備測控系統(tǒng)的核心位置，在一片半導體硅片上集成了CPU、ROM、RAM、并行串行I/0口以及中斷系統(tǒng)時鐘電路等等，具有體積小、成本低的特點。下面詳細介紹AT89S51單片機在自動化設備功能擴展過程中的指令系統(tǒng)的工作過程。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程中，涉及到自動化生產(chǎn)線輸出指令讀取問題，以P1口為例，生產(chǎn)線的指令顯示以LED燈發(fā)光顏色來判斷，若P1.0引腳外接發(fā)光二極管陽極，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)鎖存的才是前一時刻P1.0接受的真實值。
    自動化生產(chǎn)線設備功能改造技術分析
    3.1現(xiàn)場總線技術原理分析
    隨著自動化生產(chǎn)線設備串行技術與并行擴展技術的不斷發(fā)展，其I/0接口連接線只有1~4條，大大簡化了各器件之間的連接，單總線器件中配置的各種器件均為DALLAS專用芯片，每個芯片均為64位ROM，以DS18B20芯片在現(xiàn)場總線控制過程中的數(shù)據(jù)連接口工作原理舉，?？偪刂葡到y(tǒng)通過總線DQ尋址，DS18B20家族碼為28H，是大型鑄件設備自動化生產(chǎn)過程中通過數(shù)字溫度傳感的總線控制芯片。溫度控制范圍是-55~+124^oC，在-10~+80⁰C范圍內測量精度較高，可達正負0.5度?？偩€控制分辨率為可編程的9~12位，不同編程位數(shù)對應不同的分辨時間，其時間長短與總線控制編程位數(shù)成正相關，時間范圍為93.75~370ms?，F(xiàn)場總線控制器的內部寄存器由DB7~DB0決定命令功能，此功能與鑄件生產(chǎn)效率息息相關。當AC命令格式置0時，寄存器在不同輸入電平情況下的指令對應情況如表1所示。
 

    表1：寄存器在不同輸入電平情況下的指令對應情況
    3.2變頻器與PLC通信技術連接的原理分析
    變頻器與PLC的連接方式如圖1所示，頻率指令信號的輸入可通過0~5、0~6、0~10V等不同范圍的電壓信號輸入，其輸入電流范圍是4~20mA，輸入信號不同對應不同的接口電路，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。傳輸過程的波形變化幅度都在±1范圍內，在輸入電平為0時，若傳輸數(shù)據(jù)流為1001 1011，在恢復編碼數(shù)據(jù)信息時，要分析電壓范圍和輸入電流大小，根據(jù)關系式t_C=H*t_RAS+H*t_CAS便能推導出數(shù)據(jù)傳輸速率及其接受信息編碼數(shù)。


    大型鑄件自動化生產(chǎn)線的設備功能擴展和改造是現(xiàn)代汽車行業(yè)面臨的主要問題，本文通過分析國內現(xiàn)有的大型鑄造生產(chǎn)線設備存在的生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)投入比變動幅度較大等問題進行設備改進策略的提出，自動化鑄造生產(chǎn)線的生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，為進一步減輕勞動者的勞動強度，加快生產(chǎn)速度，要不斷加強對自動化生產(chǎn)線相關技術的研究與探索，為企業(yè)的經(jīng)濟效益的提高和國家經(jīng)濟增長貢獻力量。