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鼎實PROFIBUS遠程IO在某汽車生產(chǎn)線Andon系統(tǒng)中的應(yīng)用

時間:2010-05-18 15:32:55來源:wuyue

導(dǎo)語:?基于鼎實科技的PROFIBUS遠程I/O的Andon系統(tǒng)經(jīng)過長時間的運行,具有性能穩(wěn)定的優(yōu)點;該系統(tǒng)正在被廣泛應(yīng)用在國內(nèi)大型汽車質(zhì)量管理系統(tǒng)中。

摘要

 
      某汽車有限公司是國內(nèi)著名微型乘用車、商用車生產(chǎn)商。該公司擁有產(chǎn)品研發(fā)中心和裝備精良、工藝先進的沖壓(全車沖壓零部 件的模具在境外加工)、焊裝、涂裝、總裝生產(chǎn)車間以及先進的整車檢測線。2005年2月生產(chǎn)線建成,7月形成批量生產(chǎn)。2006年計劃實現(xiàn)產(chǎn)銷6萬輛,到 2008年年生產(chǎn)能力達到15萬輛,“十一五”期間達到20萬輛生產(chǎn)能力。
      該公司生產(chǎn)線的核心是Andon系統(tǒng) ——專門為汽車裝配線設(shè)計的綜合性信息管理和控制系統(tǒng)。如何收集生產(chǎn)線上有關(guān)設(shè)備、生產(chǎn)以及管理的多方面信息,是Andon系統(tǒng)的主要任務(wù)。該公司Andon系統(tǒng)采用PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù),以及使用鼎實科技公司的PROFIBUS現(xiàn)場總線橋遠程I/O,極大的提高了生產(chǎn)效率和現(xiàn)場質(zhì)量管理。


1.Andon系統(tǒng)簡介


      Andon原為日語音譯,日語意思為“燈”、“燈籠”。Andon系統(tǒng)不僅僅是燈光,而是一個聲光多媒體多重自動化控制系統(tǒng),是一套專門為汽車生產(chǎn)、裝配線設(shè)計的信息管理和控制系統(tǒng)。Andon系統(tǒng)來源于豐田汽車生產(chǎn)方式,現(xiàn)已成為了汽車行業(yè)的標準。

 


圖1

 


      在總裝車間主要通道的上方均懸掛著顯示屏,顯示面板能夠提供關(guān)于各單條生產(chǎn)線的信息,包括生產(chǎn)狀態(tài)、原料狀態(tài)、質(zhì)量狀況以及設(shè)備狀況。此外,顯示器還同時可以顯示實時數(shù)據(jù),如目標輸出、實際輸出、停工時間以及生產(chǎn)效率等。根據(jù)顯示器上提供的信息,加工人可以更加有效的進行具體工作。另外,不同的音樂報警可以使操作員和監(jiān)督人員清楚了解到其轄區(qū)內(nèi)發(fā)生的問題。主管人員可以根據(jù)顯示器上顯示的信息識別并且消除生產(chǎn)過程中的瓶頸問題。同時,工段長還可以從控制室或者遠程監(jiān)測站監(jiān)測生產(chǎn)狀態(tài)、物料處理以及設(shè)備運行狀況。


1.1 Andon工作流程


      ⑴ 當(dāng)操作者需要幫助、發(fā)現(xiàn)質(zhì)量等與產(chǎn)品制造、質(zhì)量有關(guān)的問題,他就拉下吊繩或用遙控器,激活A(yù)ndon系統(tǒng),該信息通過操作工位信號燈、Andon看板、廣播將信息發(fā)布出去,提醒所有人注意。
      ⑵ 班組長響應(yīng)質(zhì)量要求,與操作工一同確定問題。如果班組長可以解決問題,重新拉下吊繩,系統(tǒng)恢復(fù)正常。如果確定的問題必須向其它部門求助解決,則班組長通過設(shè)置在區(qū)域集中呼叫臺進行呼叫,將信息類型、呼叫內(nèi)容再次通過Andon看板、廣播將信息發(fā)布出去,呼叫物料、質(zhì)量、油漆、維修等前去處理問題。


1.2 Andon系統(tǒng)與質(zhì)量管理


該系統(tǒng)能夠提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量,現(xiàn)已經(jīng)成為汽車完整生產(chǎn)線中不可缺少一部分。

 

圖2 Andon看板

 


    該系統(tǒng)能夠收集生產(chǎn)線上有關(guān)設(shè)備、生產(chǎn)以及管理的多方面信息。在對這些信息進行處理后,Andon系統(tǒng)控制分布在整個車間的指示燈和聲音報警系統(tǒng),每個工位都有控制開關(guān),當(dāng)出現(xiàn)問題時,可及時反映到主機,通知其它部門解決,并可由計算機記錄、分析問題頻率。


    現(xiàn)在,在汽車制造的各大車間都可以看到針對不同需求的不同設(shè)計的Andon系統(tǒng),例如汽車總裝廠的沖壓、焊接、總裝車間的各條生產(chǎn)線;發(fā)動機廠機加車間氣缸體、氣缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸生產(chǎn)線:裝配車間的分裝線、總裝線及試驗生產(chǎn)線等。事實上它可以應(yīng)用在各個門類的機械制造廠中,可以在任何地方發(fā)揮著它的警示作用和及時的信息傳遞的作用,將問題阻止在最初的地方并及時解決問題的作用,所以說“Andon”無處不在,暗燈系統(tǒng)是一種提高制造質(zhì)量和效率的最有效的手段。


2. 基于PROFIBUS現(xiàn)場總線I/O的Andon系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


      PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù),是一種現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò),為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。

 


圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 


     PROFIBUS總線I/O的主要功能分為輸入、輸出兩部分。輸入是采集現(xiàn)場模擬量信號(如4~20mA)和開關(guān)量信號(如24V DC)并將其轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量,再按照PROFIBUS協(xié)議傳送到現(xiàn)場總線中。輸出是將PROFIBUS現(xiàn)場總線通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出(如4~20mA)和開關(guān)量輸出(如24V DC/0.5A)。同時,PROFIBUS總線I/O的另一種功能是作為PLC的I/O擴展。PLC的I/O擴展方式有兩種:傳統(tǒng)的方法是在PLC框架中插入I/O模塊。另一種流行的方式是通過現(xiàn)場總線,采用PROFIBUS總線I/O來擴展。它的顯著優(yōu)點是可以集成第三方產(chǎn)品,使整體PLC的性價比達到最優(yōu);它的另一個優(yōu)點是I/O的遠程布置,可以組成分布式系統(tǒng)。


     通過采用鼎實科技的PROFIBUS總線I/O,該公司能夠更好的對故障做出響應(yīng)、識別和解決生產(chǎn)過程中的瓶頸問題以及改進工藝流程。另外,原料處理和質(zhì)量控制則更加高效。鼎實科技的PROFIBUS總線I/O實現(xiàn)了PROFIBUS現(xiàn)場總線通信數(shù)據(jù)和模擬量輸出(如4~20mA)與開關(guān)量輸出(如24V DC/0.5A)雙向傳輸;同時,PROFIBUS I/O的遠程布置,組成了一個可擴展的分布式系統(tǒng)。


3 鼎實科技DS300B可擴展PROFIBUS I/O


      目前,鼎實科技DS300B可擴展PROFIBUS I/O的具體型號和性能如下:

 

 

 

4. 鼎實科技PROFIBUS I/O的具體應(yīng)用


4.1 應(yīng)用


      該汽車生產(chǎn)線的ANDON系統(tǒng)中,每個呼叫盒是分散的,呼叫盒之間的距離不等。如果采用一般的PROFIBUS I/O,一個呼叫盒需要使用一個帶有PROFIBUS接口的遠程I/O,成本較大。而采用鼎實科技的PROFIBUS I/O則可以大大節(jié)約成本,鼎實科技的DS300B PROFIBUS遠程I/O通過雙CAN冗余總線橋進行擴展,一個PROFIBUS適配器通過雙CAN總線擴展,最多可以擴展16塊,CAN總線距離最多允許30米,因此可以使用一個PROFIBUS接口適配器,通過CAN總線你進行擴展,I/O模塊根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的位置進行安裝,這為解決現(xiàn)場設(shè)備較為分散而需要控制成本提供了一個好的解決途徑。

 

 

 


4.2 鼎實科技PROFIBUS產(chǎn)品實現(xiàn)的主要功能


(1)可擴展PROFIBUS I/O DS300B實現(xiàn)的主要功能
  工位作業(yè)管理——工位呼叫;集中事件呼叫。
  設(shè)備運行管理——故障、運行狀態(tài)、維護信息。
  信息可視管理——通過Andon看板,顯示呼叫信息、故障信息、停線信息。
  物料呼叫——通過物料顯示屏,顯示物料呼叫信息。
  質(zhì)量呼叫——通過廣播,呼叫質(zhì)量信息。
  設(shè)備呼叫——當(dāng)設(shè)備故障時,通過廣播進行呼叫。
  維修呼叫管理——通過維修Andon看板,顯示維修信息。
  公共信息管理——通過信息顯示屏,顯示各種公共信息。
  廣播系統(tǒng)——可通過無線話筒進行人工呼和音樂播放。
  語音呼叫——通過廣播系統(tǒng),進行Andon信息呼叫。
      生產(chǎn)運行信息——生產(chǎn)線開線、停線、休息等各種生產(chǎn)運行信息的處理。


(2)PROFIBUS從站網(wǎng)卡PB-OEM4-PCI實現(xiàn)的主要功能
Andon上位管理——對Andon系統(tǒng)的各種事件進行統(tǒng)計分析處理。 
PB-OEM4-PCI是一款PROFIBUS從站網(wǎng)卡,接口方式:PCI,用戶通過提供的和驅(qū)動程序和DLL庫文件,使用Visual C++、Visual Basic進行編程,即可實現(xiàn)PROFIBUS數(shù)據(jù)的采集。


4.3 應(yīng)用PROFIBUS I/O的優(yōu)點


◆ 產(chǎn)品采用模塊化的結(jié)構(gòu),方便用戶安裝及拆卸。
◆ 提供多種類型的I/O擴展模塊來滿足現(xiàn)場設(shè)備對不同信號的需求。
◆ 內(nèi)部采用PROFIBUS專用芯片,支持標準PROFIBUS-DP 協(xié)議,數(shù)據(jù)傳輸速率高達12M bit/s。
◆ 通信控制器CC-PB-1.0或CC-PB-1.0與擴展IO模塊之間的數(shù)據(jù)交換采用高速、冗余的數(shù)據(jù)通道,確保整個系統(tǒng)安全、可靠。
◆ 豐富的診斷功能,使PLC主站快速監(jiān)測到每個I/O模塊的工作狀態(tài)及故障狀態(tài),以便及時采取措施確??刂葡到y(tǒng)的安全。


5 結(jié)束語


      基于鼎實科技的PROFIBUS遠程I/O的Andon系統(tǒng)經(jīng)過長時間的運行,具有性能穩(wěn)定,易于擴展而不影響當(dāng)前生產(chǎn)的優(yōu)點;該系統(tǒng)正在被廣泛應(yīng)用在國內(nèi)大型汽車質(zhì)量管理系統(tǒng)中。鼎實科技憑借長期的行業(yè)工作經(jīng)驗和強有力的技術(shù)支持,可以針對系統(tǒng)的特殊應(yīng)用量身定制適合生產(chǎn)需求和工藝的產(chǎn)品,為系統(tǒng)在更短的時間內(nèi)投入使用提供了保證。

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