现场总线锻造自动化生产线控制系统

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传统锻造生产线主要以人工操作为主，这种生产方式不仅环境恶劣、稳定性差，还会消耗过多的人力资源。锻造自动化生产线的研发和使用，经历了从单机设备自动化到生产性刚性自动化再到生产线柔性自动化的过程，其必然要朝着智能数字化的方向发展。由机械工业出版社出版的《高端锻压制造装备及其智能化》一书，在概述了高端智能化锻压制造装备工作原理、特点及应用领域的同时，详细地阐述了相关装备的主要结构、主要研究与开发的内容，并指出了其发展趋势。《高端锻压制造装备及其智能化》全书共24章，介绍了20多种大型、应用新传动原理、满足新材料与新工艺的智能化锻压制造装备及生产线。

该书首先介绍了锻压装备概述、智能化及其实施途径(第1、2章);然后，分别阐述了机械压力机(第3～5章)、液压机(第6～11章)、能量锻造装备(第12、13章)等具有行程限定、压力限定、能量限定这3类特征的锻压装备，又对回转成形设备(第14～19章)、柔性成形设备或生产线(第20、21章)等特殊类型装备进行了论述;最后，介绍了备料辅助装备(第22～24章)。采用现场总线技术的锻造自动化生产线主要由安全型主控PLC系统、子系统PLC、工控机以及通信模块这4个部分组成。《高端锻压制造装备及其智能化》中介绍了总线的子系统结构主要由以太网和PROFIBUS-DP总线联合控制。大数据通过高速工业以太网路由器、总线工控机、PLC系统完成人机交互信息共享。现场设备通过PROFIBUS-DP来实时传输数据，通过DP耦合器将主控PLC和子系统PLC连接，完成通信。整个系统采用了分区域控制的方式对整条生产线进行自动控制。主控通过接口对子单元进行通信，通过PLC的程序进行逻辑分析，进而完成对下面生产线的监控、启动、故障诊断和协调等。一旦某一单元出现故障，主控会自动对其他单元采取相应的控制措施。

经过自检和故障修复后，生产线恢复正常生产。《高端锻压制造装备及其智能化》中指出，现场总线的自动化控制方式主要包含了全线自控、区域自控以及手控3种。在控制自动化的情况下，系统能够通过PLC对自动化程序进行预设，进而对生产线进行控制。在产品调试或者对生产线进行区域调试时，则采用区域自控的方式对某一特定区域进行单独的自动控制运行。新产品调试和进行测试则多是采用手控的方式。生产线的各个设备均设置了急停开关以及安全门，主控故障安全模块对主站和子站之间的通信进行实时监控，能够最大程度地确保工人以及设备的安全。《高端锻压制造装备及其智能化》中对生产线自动化的监控与故障诊断系统也进行了详细的介绍。监控系统与故障诊断系统主要由3个部分组成，即以太网交换机、主控PLC和工控机。其中，工控机主要负责管理生产信息、控制生产线，以及对系统进行监控和诊断。在生产过程中，监视功能能够通过对现场的生产设备进行实时监控，通过显示参数或者以图形化的形式将生产线的状态反映到触屏上，操作人员能够随时掌握生产相关信息并且及时进行调整。监控系统既可以对生产线全局进行监视，也可以对单一的设备进行监控，同时还具备了参数分析功能。工控机能够采集生产现场的数据并且存储进数据库，后期技术人员可以根据数据库的数据进行统计分析。自动化生产线能够通过选择功能来对设备以及产品配方进行选择和控制。

自动化生产线也能够对系统故障进行自行诊断和报警，通过触屏现实和打印等功能，诊断系统可以将故障诊断数据整理成报表的形式，进行存档和随时查看。《高端锻压制造装备及其智能化》中指出，自动化生产线的监控系统操作权限能够有效地保障系统的安全系数。基于现场总线的锻造自动化生产线控制系统充分地考虑到系统的信息共享以及技术的先进性，从体系的架构、网络的组建、软硬件的配置以及功能的实现方面均采用综合自动化技术，能够完全满足锻造生产线的具体生产需求，在保障日常生产的同时，也能够对系统进行优化，达到安全性、可靠性、稳定性以及可维护性的目的。自动化生产线能够满足环境温湿度、抗震、防水、抗干扰以及防灰和电磁兼容等多方面要求，极大程度地提升了生产的效率和质量。《高端锻压制造装备及其智能化》主要介绍了锻压设备智能化的3个维度以及智能化的10项关键技术、智能工厂的3个构架、智能机器的3个基本要素以及智能机器实施的3个途径，并通过举例对几种典型智能机器的基本原理与特点进行了剖析。该书可作为锻压设备研发、生产及应用的企业、研究所的工程技术人员以及高等院校相关专业师生的参考。

作者：李俊 单位：安徽矿业职业技术学院