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三、控制系統(tǒng)的構(gòu)成

　　由于該項目遵從Integra標(biāo)準(zhǔn)，因此方案是嚴(yán)格按照這個標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。Integra標(biāo)準(zhǔn)是從國外引入的比較先進(jìn)的，針對汽車行業(yè)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，它已經(jīng)被成功應(yīng)用于德國梅賽德斯奔馳項目，得到了很高的評價。BBDC項目首次將Integra標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)中國，并發(fā)布了IntegraBBDC標(biāo)準(zhǔn)，它對控制結(jié)構(gòu)、硬件畫圖、軟件開發(fā)、Safety技術(shù)、現(xiàn)場總線、系統(tǒng)接口、人機(jī)界面、軟件庫和培訓(xùn)流程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，Integra標(biāo)準(zhǔn)的引入將大大推動中國汽車制造業(yè)的發(fā)展。

　　圖4 漆前緩存線電氣系統(tǒng)配置圖

　　由于各系統(tǒng)硬件配置大致相同，只是數(shù)量上的不同，我們就以圖4所示的漆前緩存電氣系統(tǒng)配置圖分析硬件選擇方案，從硬件配置圖可以看出，監(jiān)控級利用工業(yè)以太網(wǎng)將控制層PLC獲得的數(shù)據(jù)傳送到上位監(jiān)控計算機(jī)，這是由于廠房面積大，各個控制系統(tǒng)分布廣泛決定的，另外由于整個系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大（有一萬多個點(diǎn)），這就決定了工業(yè)以太網(wǎng)是最佳選擇。而且為了保證生產(chǎn)的可靠性，系統(tǒng)中的PLC選用的是CPU416F-2DP，同時采用了部分safety模塊，這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)場選擇一個觸摸屏是為了可以在現(xiàn)場的控制柜上實(shí)時的查看各個點(diǎn)的狀態(tài)和CPU的信息，還可以診斷Profibus總線的通訊狀態(tài)，這是為了方便現(xiàn)場人員調(diào)試，也給后期維護(hù)帶來便利。CPU下面接了一個中繼器，主要是起到診斷網(wǎng)絡(luò)和信號放大的作用，可以實(shí)時的監(jiān)控通訊狀態(tài)，如有問題可以及時的發(fā)現(xiàn)處理。另外由于每個子系統(tǒng)既獨(dú)立控制，又相互聯(lián)系。所有選用DP-Coupler來進(jìn)行不同CPU之間的數(shù)據(jù)交換。對有本地啟停設(shè)備的地方選擇PP17面板，這種方案比使用觸摸屏控制更加可靠，而且也更容易適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境。對于是否選擇變頻器MASTERDRIVE，主要是根據(jù)工藝的要求選擇的電機(jī)，如果電機(jī)是非變頻的可以選擇馬達(dá)啟動器來啟動電機(jī)。而對于現(xiàn)場一些特殊點(diǎn)的不能通過控制柜中的模板采集的，可選擇ET200eco來進(jìn)行現(xiàn)場采集而無需放在控制柜里，滑撬系統(tǒng)使用MOBY E進(jìn)行車身的識別。圖5即為總裝系統(tǒng)的主監(jiān)控畫面，從圖中各工位的顏色可以清楚的看出各個工位以及整個系統(tǒng)的工作情況

　　圖5 總裝系統(tǒng)主監(jiān)控畫面

       對采集數(shù)據(jù)和監(jiān)控生產(chǎn)的上位機(jī)，采用了服務(wù)器－客戶機(jī)的模式，如圖6所示，共有2臺服務(wù)器和5臺客戶機(jī)，2臺服務(wù)器互為冗余，選用的HP ProLiant DL服務(wù)器，安裝了Windows2003 server standard版操作系統(tǒng)，WinCC安裝的是6.0 SP4版本。5臺客戶機(jī)選用的是工業(yè)控制計算機(jī)，安裝了Windows2000英文版操作系統(tǒng)，WinCC版本和服務(wù)器一樣。選擇這種方案主要是基于三方面的考慮。①可靠性高：互為冗余的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的定時同步，保證了數(shù)據(jù)的一致性和可靠性；②開發(fā)周期短：這種模式只需開發(fā)一個服務(wù)器的程序即可，兩臺服務(wù)器互為備份程序完全一樣，而客戶端的PC無需編寫程序，只需通過工業(yè)以太網(wǎng)來訪問服務(wù)器的程序即可，開發(fā)難度小而且周期短；③成本低：由于本項目通訊點(diǎn)多，采用其它方式購買授權(quán)的費(fèi)用相對較高，這種模式客戶機(jī)端只需128點(diǎn)的授權(quán)費(fèi)用，這樣總體費(fèi)用大大降低。

　　圖6 上位監(jiān)控系統(tǒng)配置圖

四、控制系統(tǒng)完成的功能

　　雖然本項目龐大，通訊點(diǎn)很多，但是各個子系統(tǒng)設(shè)備很大部分是相同，也具有一樣的控制要求，因此我們將整個項目按照設(shè)備劃分成的不同的功能組，這樣可以增大一次開發(fā)的利用率，避免了重復(fù)開發(fā)，節(jié)省時間和成本。

　　1．升降機(jī)的控制

　　圖7 升降機(jī)控制系統(tǒng)

　　如圖7所示，升降機(jī)在高位時，電動鎖緊器鎖緊到位，升降機(jī)上滾床無撬體，上層滾床有撬體等待，撬體經(jīng)確認(rèn)與EMS上的電動小車所帶車體相一致，上層滾床高速把撬體送到升降機(jī)的滾床上，經(jīng)變速開關(guān)變?yōu)榈退伲凶咧琳嘉婚_關(guān)停止。電動定位器關(guān)閉到位，電動鎖緊器松開到位，收到EMS空中自行電動小車允許接車信號，升降機(jī)低速升到接車位，待收到EMS空中自行電動小車允許升降機(jī)下降信號后，升降機(jī)高速下降至變速開關(guān)變?yōu)榈退?，低速下降到到位開關(guān)停止。電動定位器打開到位，待條件允許，升降機(jī)上滾床高速把撬體送到板式鏈的滾床。升降機(jī)高速上升至變速開關(guān)變?yōu)榈退?，低速上升到到位開關(guān)停止，執(zhí)行完一次循環(huán)。

　　2．舉升臺的控制

　　舉升臺在高位，下層滾床無撬體占位，上滾床高速把撬體送到下層滾床，經(jīng)變速開關(guān)變?yōu)榈退伲凶咧琳嘉婚_關(guān)停止；舉升臺在高位，下層滾床占位停止，電動定位器關(guān)閉到位，車體檢測開關(guān)檢測撬體上無車體，發(fā)出允許涂裝送車信號，當(dāng)車體檢測開關(guān)檢測撬體上有車體，收到涂裝送車完畢信號，前面允許送車，即舉升臺在低位，停止器再關(guān)閉到位，舉升臺在下降到位。撬體被鏈?zhǔn)揭菩袡C(jī)送到停止器，占位開關(guān)同時占位，舉升臺把撬體舉升高位，同時舉升臺舉升到高位，下層滾床等待接撬體，執(zhí)行完一次循環(huán)。

　　3．總裝門線升降機(jī)、停止器、推車機(jī)的控制

　　圖8 升降機(jī)、停止器和推車機(jī)的控制

　　如圖8所示，停止器ST01占位，停止器ST02沒占位，1#升降機(jī)在高位，停止器ST02占位與ST01占位之間沒有移動的吊具，停止器ST01打開到位，推車機(jī)T01由慢-快-慢把吊具推至ST02占位，停止器ST02占位延時1秒，推車機(jī)T01由慢-快-慢退回到位，1#升降機(jī)由慢-快-慢下降到位，等裝完車門，經(jīng)工位工人確認(rèn)后，1#升降機(jī)由慢-快-慢上升到位，停止器ST02前面允許進(jìn)車，停止器ST01與ST02同時打開到位，推車機(jī)T01由慢-快-慢把吊具從ST02推出，把吊具從ST01推至ST02占位，停止器ST02占位延時1秒，推車機(jī)T01由慢-快-慢退回到位，1#升降機(jī)下降，執(zhí)行完一次循環(huán)。應(yīng)注意的是：升降機(jī)不在上升到位，停止器ST01/ST02必須在關(guān)閉到位，推車機(jī)必須在后退到位，否則立即停線。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　升降機(jī)的自動控制是項目中的難點(diǎn)，主要是因?yàn)樯禉C(jī)的自動控制如果故障就有可能將設(shè)備以及車體損壞，對一次調(diào)試成功的要求很高。升降機(jī)雖然有硬件保護(hù)措施，需要特定條件，比如升降機(jī)只有在失電后，抱閘將會抱死，因此對于升降機(jī)控制程序的編寫需要反復(fù)修改，模擬試驗(yàn)，才能保證調(diào)試中的萬無一失，不會出安全事故。

五、總結(jié)與評價

　　該項目于2006年4月份進(jìn)廠調(diào)試，7月份調(diào)試結(jié)束。通過對廠方操作員工進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，熟練掌握了操作技能后，他們給出了很好的評價：

　　1．該項目提高了生產(chǎn)效率和管理質(zhì)量，顯著提高了工藝水平，改善了生產(chǎn)環(huán)境，減輕了勞動強(qiáng)度，增加了企業(yè)的效益。

　　2．提高了生產(chǎn)的安全性，減少了事故的發(fā)生，由于該項目方案中對生產(chǎn)安全相當(dāng)重視，設(shè)有很多急停按鈕，在編寫程序中，對重要設(shè)備有多重保護(hù)，從而保證了設(shè)備、人身的安全。

　　3．加大了設(shè)備可靠性，safety模塊的使用對設(shè)備的輸入輸出點(diǎn)都是雙重對比的，保證每個點(diǎn)的信號都是真實(shí)可靠，設(shè)備的故障率降低了，生產(chǎn)的安全性就提高了。

六、應(yīng)用體會

　　1．Integra標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用極大的提高了效率，它規(guī)定了從畫圖、硬件、軟件和培訓(xùn)。這就保證了工程進(jìn)度不會因?yàn)槿藛T的調(diào)整而影響，而且這種標(biāo)準(zhǔn)也比較適用大的項目，這樣可以將項目細(xì)化，大家分工合作，因?yàn)樗械墓ぷ鞫际亲駨臉?biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容格式以及應(yīng)用符號都是通用的，BBDC能在很短的時間完成開發(fā)調(diào)試，很大的部分歸功于IntegraBBDC標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

　　2．自動化編程，由于該項目信號點(diǎn)多，WinCC程序的開發(fā)工作量大，而且有很多還是重復(fù)的工作，這種情況下，使用Excel表格將一些變量信息以及對象的屬性編輯，通過WinCC中的VBA功能編程實(shí)現(xiàn)編輯大量的畫面和對象，大大的提高了工作效率，而且將一些重要信息備份，也便于后期的維護(hù)。

　　3．Safety技術(shù)的應(yīng)用，極大的提高了整個系統(tǒng)的可靠性，Safety模塊保證了輸入輸出信號的可靠性，設(shè)備的安全性提高了，控制系統(tǒng)性能相應(yīng)的改善了。