PLC在汽车加注机中的应用

    汽车专用加注机广泛地应用于汽车制造业,是现代化汽车生产线上必不可少的专用设备。这种加注机属于系列设备。包括汽车防冻液加注机、空调冷媒加注机、制动液加注机、变速箱油加注机、风档洗涤液加注机、动力转向液加注机、离合器油加注机等。本文针对汽车制动液加注机进行研究。

    传统的汽车制动液加注方法采用手工方式。这种方式不判断汽车制动缸是否泄露,也不抽真空,直接向加注口倒入制动液,加液时脚踩汽车制动踏板,待制动液下降后,再踩踏板,反复多次,然后打开车轮分泵放油口从车下排液,再踩踏板,直至放出液体无气泡为止。这种方法劳动强度大,可靠性不高,加注时间长,且容易造成环境污染,因其效率太低而无法满足汽车装配生产线的需要。笔者设计了加注机的结构和控制系统,克服了手工加注的缺点,改善了其应用状况。

1 新型制动液加注机的功能

    (1)提高了加注速度。这种新型汽车真空制动液加注机采用了PLC控制,克服了手工加注的缺点。加注速度可达80s/辆,完全可以跟上生产线的节拍。

    (2)提高了加注质量。制动液不是直接从包装桶中直接注入汽车,而是先将制动液注入储液罐中。储液罐需先抽真空,再加入液体。这样可以保证液体中不含有气泡。

    (3)减少了环境污染。当将制动液注入汽车后,在加注头的导液管中还存有液体,为了防止液体流出污染地面,需将残余液体回流至回流罐中,因此回流罐也需抽真空,保证液体可靠回抽。

    (4)有自动测漏功能。汽车制动缸加注制动液前,应首先抽取缸的真空。此工作可达到两个目的:一是因

    为汽车制动系统的油管较细,只有抽真空才可保证将液体加到位,加满才不会产生气泡;二是通过制动缸抽真空,以及抽真空后在一段时间内的保压,可以检测制动系统是否有泄露,如有泄漏可以报警提示,待修理好后再进行加注。

    (5)有智能功能。这种智能包括自动识别车型功能,可实现在一条生产线分别加注不同车型的汽车,即混装功能;还包括节能功能,当生产线停下较长时间时,机器可进入“休眠”状态,以减少能源的损耗,当再开动时,马上进行唤醒。

    (6)有自动诊断功能。当气路气压不够、桶内无液以及各工作罐、各个工作阀以及回路产生泄露或工作不正常时,可通过报警灯报警,同时通过触摸屏可显示故障的原因与部位,为及时排除故障提供便利。

    (7)有打印和通讯功能。在PLC内部可存储各种数据,可打印每日报表。也可打印每周、每月、每季,甚至全年的报表。可以将本台机器通过数据总线与整个装配线总控机进行联网,也可以与其它机台进行通讯联系。

2 系统的组成

    真空加注机的系统控制图见图1。

图1　控制系统图

    控制系统采用了德国西门子公司生产的S72226型PLC,具有两个S485接口,以及24个输入接点和16个输出接点[1],通过专用电缆可以与上位机进行通讯。应用STEP72Micro/WIN32编程软件进行编程。触摸屏为西门子TP170B型,使用电缆与PLC进行通讯。通过触摸屏可进行参数设定,并显示故障的原因与部位。可以显示日期、形成报表,也可进行打印等。　　系统的输入由各种传感器和开关组成,包括气路压力传感器、真空传感器、液位传感器、按钮开关和接近开关等,其中真空压力传感器使用的是日本产妙得传感器。测汽车制动缸真空值取的是模拟量值,因此使用了西门子EM231模拟量输入模块。

    系统的输出分别通过控制13个电磁阀来控制液压阀和气缸;同时还控制各个指示灯对各种工作状态进行显示;控制继电器线圈对真空泵及行走小车进行控制。电磁阀使用日本产SMC电磁阀,液压阀采用德国产盖米控液阀,并选用了德国产莱宝制动液专用真空泵。这些高质量元件的使用充分保证了加注机的可靠性。由于输出点数较多,所以扩展了3块EM222输出模块。

3 软件设计

    程序流程见图2。当机器开车后,真空泵即开始工作,接着进行初始化工作,见图3。
 

图2　程序流程图

图3　初始化子程序流程图

    首先需判断控制气路中的工作压力是否满足要求,如果低于要求值则进行报警,停止一切工作,此检压力正常的情况下,首先检测储液罐的真空值是否合乎要求,如不合要求,则储液罐抽真空;满足要求后,使用控制阀对储液罐进行加液。使用4个液位传感器对液面高度进行监测,这4个传感器分别为顶部液位传感器、底部液位传感器、上液面传感器及下液面传感器。顶部液位传感器防止液体溢出,底部液面传感器监测罐内是否有液。当加液的液体上升至上液面传感器时停止加液,随着加注的进行液面逐渐下降,下降到下液面传感器时即重新开始加液,如此周而复始。如液面降到底部液位传感器时,说明桶内已无液体,及时提示报警,马上换新桶,以避免出现汽车加注一半液体的情况。

    储液罐液面如正常,接着检测回流罐是否为真空,如不为真空,对其进行抽取,直到满足要求为止。通过控制阀将制动液加入到注液缸中,为汽车制动缸注液做好准备。此时初始化工作完毕。

    当装配线上的汽车到来时,摘下移动小车上的加注头,将其夹紧在汽车制动缸的加注口上,夹紧并密封后,对汽车缸抽真空,移动小车缓慢地与汽车一齐移动。当在要求的时间内汽车制动缸内仍抽不到真空值,说明汽车有大的泄漏或说明加注头没夹好,这时会报警提示,如正常则进行一段时间的真空保压;如在规定时间内真空值不变或变化很小,说明汽车无泄露,可进行加注;否则也会报警,并松开加注头。当制动液加满之后,通过传感器发出信号,自动对加注头输液管中的余液进行回抽,以防止液体污染工作现场或汽车,回抽到回流罐中的液体经数次回抽后送回储液罐中。加注完成后将放松了的加注头放回移动小车上,小车自动返回初始位置。同时程序也返回并进行初始化,为下一台车的注液做好准备。当初始化后较长一段时间内无汽车加注制动液,则进入“休眠”状态。

4 结束语

    把PLC与触摸屏应用于汽车真空制动液加注机,可靠性高,操作简便,具有智能性。操作工人不需特别培训就能上岗,确保了产品的产量和质量。这一技术已成功地应用于天津鼎工机电设备制造有限公司生产的汽车制动液加注机上,可应用于各种汽车总装线。