Система управления стендом установки колёс ГАЗ-2217 «Соболь»

Стенд функционирует в составе конвейера в 2-х сменном режиме на одном из структурных подразделений ОАО «ГАЗ». При разработке системы был сделан выбор в пользу промышленного компьютера фирмы Advantech, который по сравнению с PLC обладает рядом преимуществ:

 

-экономичнее, стоимость одного ПК ниже стоимости мощного PLC с системой визуализации, исключая разве упрощенные контроллеры;

 

-организация процесса более гибкая за счёт более мощных аппаратных и программных средств, более высокого быстродействия, применения широко распространённых языков программирования, в том числе графических и объектно-ориентированных и т.д.

 

- возможность применения и как системы общения с человеком (интерфейс оператора) ,и как устройство ввода информации при разработке –перенастройке программ, и как станция контроля и управления.

 

Краткое описание процесса измерения

 

Объектом измерения и регулировки является передняя подвеска автомобиля «Соболь», которая по ходу технологического процесса после сборки на конвейере  поступает для регулировки на стенд. Согласно техническому заданию стенд обеспечивает контроль и регулировку следующих параметров:

 

-продольный угол осей поворота колёс (угол кастера) g= 4°30¢ +/- 1°. Разница углов слева и справа, не более 30¢;

 

-развал колёс a=0°30¢ +/-30¢. Разница углов левого и правого колёс, не более 30¢;

 

-схождение колёс b=0°03¢ …0°10¢ каждого к продольной оси изделия.  

 

Продольный угол осей поворота колёс и угол развала колёс устанавливаются регулировочными прокладками  S=2 мм. Схождение колёс регулируется тягами отдельно по каждому колесу.

 

Алгоритм работы стенда сводится к тому, что при измерении всех углов показывается информация по всем углам, а также подсчитывается необходимое число регулировочных прокладок под передний и задний болты по правому и левому колесу. В алгоритме также учитывается и то, что при регулировке продольного угла осей поворота колёс меняется также и угол развала колёс, и наоборот, т.е. учитывается взаимное влияние регулировок углов за одно измерение. Если величины углов выходили за указанные пределы , и количество необходимых для приведения в нормальное состояние углов регулировочных прокладок в пакете превышало 8 штук, выдается информация об ошибке. В результате автоматизации существенно уменьшилось время на выполнение данной технологической операции.

 

Функциональная схема системы управления приведена на рисунке

 

 

Система управления построена на базе IBM PC совместимой промышленной рабочей станции AWS-825 фирмы Advantech, специально предназначенной для применения в заводских цехах и других суровых промышленных условиях,  которая имеет степень защиты по IP65. Все эти детали помещены в прочное шасси, которое обеспечивает защиту от ударов, вибрации и влажности.

Принцип работы системы управления стендом на опросе датчиков состояния (датчик готовности –когда подвеска установлена на стенде, датчик наличия воздуха в системе). Если система готова, то при нажатии кнопки «Зажим» с пульта оператора происходит перемещение стола с подвеской в исходное положение, производится зажим детали. Всё это происходит в автоматическом режиме в зависимости от сигналов состояния бесконтактных датчиков и по заданному алгоритму. Затем при нажатии кнопки «Замер» производится подвод измерительных датчиков и производится замер всех углов по разработанному алгоритму и визуализация их на экране.

Также одновременно выдаётся информация о количестве регулировочных прокладок по всем колёсам. Подсчет необходимых прокладок под болты производится за одно измерение.

Для обработки сигналов от датчиков состояния и бесконтактных датчиков положения применена плата дискретного ввода/вывода PCL-720, которая имеет 32 канала дискретного ввода и 32 канала дискретного вывода. Бесконтактные датчики запитываются от блока питания 24В, поэтому для формирования сигналов до ТТЛ уровня и для гальванической развязки были применены платы гальванической развязки PCLD-782, которые обеспечивают высоковольтную оптическую изоляцию всех своих входных линий. Плата имеет винтовые клеммные колодки для простоты подключения входных цепей, а также светодиодную индикацию состояния линии.

Для управления электромагнитами применена плата релейной коммутации PCLD –785, которая содержит 16 электромеханических реле с одним переключающим контактом, также имеется светодиодная индикация состояния линии.

В качестве измерительных датчиков в устройстве применены индуктивные датчики перемещения WA-20 германской фирмы НВМ. Сигналы от датчиков поступают на измерительные усилители АЕ-501 производства той же фирмы, которые усиливают и преобразовывают сигналы. Для питания измерительных усилителей применены блоки питания NT-101. С усилителей сигналы через клеммную плату PCLD-8115 поступают на плату PCL-812PG- многофункциональную плату аналогового и дискретного ввода/вывода. В данном случае используются входы 12-битного АЦП, который находится на этой плате.

Платы PCL-720 и PCL-812PG установлены в рабочей станции. Адаптеры входов/выходов, клеммная плата расположены в электрическом шкафу, где также находятся измерительные усилители, и всё электрооборудование стенда.

Конструктивно рабочая станция закрыта дополнительным защитным кожухом, и установлена сверху электрического шкафа. Кроме того, в передней части стенда находится пульт оператора, с которого производится работа в автоматическом режиме.

Внешний вид стенда показан на рисунке:

 

Стенд имеет два режима работы - автоматический и ручной. Переход в определённый режим осуществляется с пульта оператора. При переходе в ручной режим работа ведётся с помощью функциональных клавиш на рабочей станции. Предварительно, до перехода в рабочий режим, производится контроль исходного состояния с индикацией ошибки, и при ошибке производится переход в режим наладки с рекомендациями по устранению ошибок.

 

Программное обеспечение

 

Алгоритм управления и измерения реализован с помощью программы, которая автоматически запускается при включении стенда. Программа разработана с помощью пакета LabVIEW на языке графического программирования G и работает под управлением ОС Windows NT.

Отдельные формы показаны на рисунках: