汽车生产线自动控制系统开发及其与DCS集成研究

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在60年代,汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展,汽车型号更新的周期愈来愈短,这样,继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,在1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC(programmable logic controller)即可编程逻辑控制器,在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。 DCS(distributed control system)为分布式控制系统,它是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场,代替以PID运算为主的模拟仪表控制。DCS通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。因此,DCS的主要特点归结为一句话就是:分散控制集中管理。 可编程序控制器(PLC)及分布式控制系统(DCS)它们都有明显的优势及劣势,如PLC在高速的顺序控制中占主导地位,而DCS则在复杂的过程控制中占优势;PLC体积小,使用灵活,价格相对较低,但在通讯功能及管理能力方面不及DCS,DCS虽然通讯及管理能力较强,价格相对较高。 PLC系统和DCS系统虽然技术起源、开发目的和应用的领域不同,随着电子技术,网络技术以及现在工业控制技术的发展,PLC和DCS的应用都有了长足的进步和发展。目前已经是工业控制领域最广泛使用的两种控制技术。 本论文研究工作包括两个方面: 1、根据汽车生产工艺,分析和配置FIPIO总线通讯网络;分析汽车整车焊装自动化控制系统的设计思想和整个PLC控制程序的结构,并参与设计系统初始化与输送滚床的PLC控制程序;设计系统的上位机HMI监控程序。 2、根据汽车生产中控制系统的应用情况和PLC系统、DCS系统的应用现状,为汽车工业用户提供一种基于Modbus协议串口通讯的PLC与DCS信息集成解决方案。这种解决方案基于用户需求,通过串口集成通讯,能顺畅地实现PLC系统与DCS系统中信息的交换和控制,以最低成本来完成汽车工业自动化中的数据通讯。
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