转向架组装线中央控制系统浅谈

陈龙 张建政 赵建伟

摘要：我国制造業近年来逐渐在智能制造方向取得了不错的成果，传统的组装模式已不能适合时代的发展，在此背景下，转向架流水线智能组装模式也应运而生。本文主要介绍转向架组装流水线中央控制系统，简单阐述了组装流水线工艺流程，详细阐述了中央控制系统的电气组成和软硬件设计，以期能够帮助专业人员，并且为我国转向架智能制造研究提供帮助。

关键词：转向架;组装流水线;中央控制系统

1.研究背景

随着中国国民生活水平的不断提升，中国整体经济正加速发展，与此同时，交通运输所承担的压力也不断变大。近年来，中国在国外引进了动车组技术，又经过多年的消化和吸收，已经逐步发展成为先进的独具特色的中国动车组技术。现如今，动车组列车已成为铁路运输业的主要交通工具，中国动车组技术的发展与人民生活水平的提升、社会发展的势头以及我国综合实力的提升都有着千丝万缕的联系。动车组技术是由多种复杂技术复合而成，这个复合技术是先进，也是极其复杂的。转向架担负着支撑车体的作用，在动车组列车运行中负责改变动车组列车的行进方向，同时对于提高动车组列车的运行速度有着极其重要的作用。

2.转向架组装技术的发展

动车组转向架的组装技术是动车组列车制造技术的重要组成部分之一，如何能够对转向架简单快速安全的进行组装，直接关系到动车组转向架的生产效率，对转向架运行的安全性和稳定性也有着十分重要的影响。转向架智能组装流水线的研发和应用是动车组转向架组装技术发展的又一新的里程碑，中央控制系统是转向架自动化组装流水线中十分重要的一环，其整体设计包括以下几部分，工艺生产流程、中央控制管理系统的硬件设计和软件设计。开展组装流水线装中央控制系统研究对我国转向架智能制造水平的提升有着十分积极的作用。

3.组装流水线工艺生产流程

转向架智能组装流水线的布局是直线式，其主要包括两大区域，分别是负责配套辅助的配套区域和负责转向架装配的自动化装配区，组装用零部件的储存和运输要靠配套区域，另外各装配工位的上下料和自动安装也要靠配套区域来完成。中央控制管理系统整体控制着转向架智能组装流水线，能够实现动车组转向架零部件组装节拍化、自动化的生产，同时也能完成检测工序的自动化完成。转向架智能组装流水线设计了六个工位，六个工位都是依照转向架组装工艺流程进行设计，配置零部件装配、转向架落成、检测自动化组装设备及输送系统。并通过中央控制管理系统实现零部件自动化存储、自动定位输送、装配工位自动升降、转向架自动落成、尺寸自动测量等功能。

4.系统的电气组成

中央PLC与以太网交换机进行相连，以太网交换机再和上位机相连。中央控制管理系统还设置了电子显示屏，能够显示组装流水线各工位运行状态，故障发生点及当前产量，已完成的产量。电子显示屏显示的当前生产状况可通过以太网连接到相关生产部门电脑上，以方便控制和管理。以太网交换机还与条形码打印机、车间管理系统、路由器、数显屏进行连接，方便对转向架现场工作情况的监控。

5.系统的硬件设计

该中央控制管理系统采用PLC作为硬件，是应用非常广泛的可编程控制器。S7-300是模块化的中小型PLC系统，能够满足中等性能的要求应用，广泛应用于专用机床、纺织机械、电器制造等生产制造领域。S7-300提供了多种性能递增的CPU和丰富的I/O扩展模块，各种功能模块可以极好地满足和适应自动控制任务，用户可以根据实际应用选择合适的模块，且当被控制的事物愈加复杂时，可根据情况随时附加模块，即对PLC进行扩展，系统扩展灵活。由本控制系统采用S7-300PLC作为下位机对转向架组装流水线的各个工位的现场工作数据进行采集。转向架组装流水线的工作子系统众多，数据比较繁杂，能否对现场工作数据全面有效的实时采集，是我们监控系统设计的基础。S7-300PLC拥有众多的I/0扩展模块，正好符合我们的需要。每个工作子系统都拥有现场S7-300PLC，可实现数据的实时采集，并将数据传递给中央控制管理系统。S7-300PLC具有灵活性、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优点。转向中央控制管理系统采用S7-300PLC，进行现场数据的集中管理和控制。并将信息传递给上位机，进行现场工作数据的实时显示和监控。

6.系统的软件设计

WinCC上位机是西门子公司推出的视窗监视控制中心。WinCC具有性能全面、技术先进、系统开放的优点。用户在其界面下可进行组态、编程和数据管理，进而行成所需的操作画面、控制画面、监视画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。转向架组装水线下位机系统众多，数据复杂，对其监控画面的设计比较复杂，WinCC这些优点，正好符合我们的需求。

7.系统组成

中央控制管理系统主要由PLC主控柜、电气配电柜、电气传动柜、WinCC工作站、现场操作箱组成。下位机系统的现场工作数据，通过以太网交换机传给中央管理系统的中央PLC，进行集中监控。中央控制管理系统的中央PLC和WinCC工作站通过以太网与流水线各工位进行连接。系统预留转向架组装零部件条形码的以太网接口，以及车间管理以太网接口。另外，中央控制管理系统提供条码系统网络连接接口，通过接口，条码系统可以读取控制系统的相关信息或向控制系统写入信息。中央控制管理系统还具备远程诊断功能，即可通过以太网从远程接入控制系统，实现控制程序监控、修改等功能。

8.结语

伴随着我国经济的快速发展，我国铁路系统不断提高铁路运输能力、加快提升铁路技术装备水平，实现了铁路技术由追赶者到引领者的历史性跨越。本文介绍的转向架组装流水线中央控制系统已在我国北方某大型车辆制造企业中使用，其是转向架自动化组装流水线重要的组成部分。中央控制系统工作稳定，工作效率高，为转向架自动化组装流水线的安全稳定地运行提供了可靠的保障，更能助力我国动车组列车的智能制造发展进程。

参考文献：

[1]朱志民，方孝钟，周勇，王亚婷，高云龙，苗冬冬.工业机器人在轨道交通制造中的应用现状及发展趋势[J].金属加工（热加工），2021（01）：7-12.

[2]赵晓春，陈晓亮，赵志春，贾广跃，姚迪.高速动车组转向架数据智能采集与实施方法[J].中国铁路，2020（02）：102-109.

[3]陈伟果，潘美霞，冯健文.动车组转向架高级检修工艺布局研究[J].机车车辆工艺，2019（06）：43-45+51.

[4]梁春义.新型转向架检修线的研制[J].上海铁道科技，2013（01）：40-41.

[5]席友梅，关涛.转向架制造精益生产方案设计[J].机车车辆工艺，2012（03）：46-47.

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