浅谈自动化生产线设备功能扩展改造研究

 大型铸造自动化生产线的器件生产主要以汽车零部件的生产为主，其生产过程有着复杂、重复、量大的特点，笔者分析了自动化生产线设备存在的问题并提出相应的改进策略，又对改进过程中较为重要的现场总线技术原理和变频器与PLC通信技术连接的原理进行了详细介绍，以期通过技术的提高完成自动化生产线设备的功能扩展和改造。
    为了能更好的满足市场的需求，提高生产效率的同时降低劳动强度，需要对现代自动化生产线设备功能进行扩展和改造。对比国外自动化生产线的设备功能扩展和开发的管理经验，国内在自动化生产线设备管理中存在较多问题，对设备进行功能扩展和改造是大型企业中铸造自动化生产线设备管理的主要内容，健全的设备功能和较高的生产效率是帮助企业获取最大经济效益的前提。
    自动化生产线设备改造目的及意义
    近年汽车行业的快速发展对大型铸造自动化生产线的器件生产提出了更高要求，国内大多数大型铸造自动化设备具有生产率低、生产投入比过高、劳动强度较大等问题，企业投入成本控制不到位，面对市场较高的铸件需求度无能为力。现代自动化铸造生产线具有大型化、高速化、连续化和自动化的特点，生产设备向着更大型化研发，生产线不断加长，速度不断提高，减轻了劳动者的劳动强度，企业生产速度显著提高，促进了企业的经济效益的提高和国家经济增长。
    大型铸造自动化设备生产现状及问题分析
    2.1大型铸造自动化设备生产现状
    为更好适应企业生产任务的要求和变动，设备机动性体现在通过调整使用时间和使用强度，实现设备三位一体的利用方式。设备随着使用年限的增加，其各项性能指标会下降，其动态工作特性可以较为准确的反应这些参数，方便企业相关部门及时对其做出调整。生产投入比是企业在自动化生产线中获取生产原料投入产出的两方面信息，大型设备的自动化和高速化决定了其投资资金较高，做好资料投入比的分析可以有效降低企业的生产成本。
    2.2大型铸造自动化设备功能扩展对策
    单片机处于生产设备测控系统的核心位置，在一片半导体硅片上集成了CPU、ROM、RAM、并行串行I/0口以及中断系统时钟电路等等，具有体积小、成本低的特点。下面详细介绍AT89S51单片机在自动化设备功能扩展过程中的指令系统的工作过程。AT89S51有111条基本指令，包括49条单字节指令、45条双字节指令和17条三字节指令，在并行I/O口读锁存器指令的过程中，涉及到自动化生产线输出指令读取问题，以P1口为例，生产线的指令显示以LED灯发光颜色来判断，若P1.0引脚外接发光二极管阳极，二极管阴极接地，查看输入信息为0还是为1，需要读取D锁存器的Q端状态，此状态锁存的才是前一时刻P1.0接受的真实值。
    自动化生产线设备功能改造技术分析
    3.1现场总线技术原理分析
    随着自动化生产线设备串行技术与并行扩展技术的不断发展，其I/0接口连接线只有1~4条，大大简化了各器件之间的连接，单总线器件中配置的各种器件均为DALLAS专用芯片，每个芯片均为64位ROM，以DS18B20芯片在现场总线控制过程中的数据连接口工作原理举，。总控制系统通过总线DQ寻址，DS18B20家族码为28H，是大型铸件设备自动化生产过程中通过数字温度传感的总线控制芯片。温度控制范围是-55~+124^oC，在-10~+80⁰C范围内测量精度较高，可达正负0.5度。总线控制分辨率为可编程的9~12位，不同编程位数对应不同的分辨时间，其时间长短与总线控制编程位数成正相关，时间范围为93.75~370ms。现场总线控制器的内部寄存器由DB7~DB0决定命令功能，此功能与铸件生产效率息息相关。当AC命令格式置0时，寄存器在不同输入电平情况下的指令对应情况如表1所示。
 

    表1：寄存器在不同输入电平情况下的指令对应情况
    3.2变频器与PLC通信技术连接的原理分析
    变频器与PLC的连接方式如图1所示，频率指令信号的输入可通过0~5、0~6、0~10V等不同范围的电压信号输入，其输入电流范围是4~20mA，输入信号不同对应不同的接口电路，PLC的输出模块由变频器的输出阻抗决定，传输数据长度通常为8位，数据传输速率为9600bit/s，遵循Modbus协议。传输过程的波形变化幅度都在±1范围内，在输入电平为0时，若传输数据流为1001 1011，在恢复编码数据信息时，要分析电压范围和输入电流大小，根据关系式t_C=H*t_RAS+H*t_CAS便能推导出数据传输速率及其接受信息编码数。


    大型铸件自动化生产线的设备功能扩展和改造是现代汽车行业面临的主要问题，本文通过分析国内现有的大型铸造生产线设备存在的生产效率低下、生产投入比变动幅度较大等问题进行设备改进策略的提出，自动化铸造生产线的生产环境较为恶劣，为进一步减轻劳动者的劳动强度，加快生产速度，要不断加强对自动化生产线相关技术的研究与探索，为企业的经济效益的提高和国家经济增长贡献力量。