用戶基本情況 上海大眾汽車有限公司是中德合資的轎車生產(chǎn)企業(yè)，雙方投資比例各占50％。公司于1985年9月正式成立。 上海大眾汽車有限公司座落于上海西北郊的安亭工業(yè)區(qū)，占地面積243萬平方米，現(xiàn)有職工人數(shù)1萬余人。公司主要生產(chǎn)桑塔納轎車，桑塔納旅行車，桑塔納2000型轎車和發(fā)動機。公司成立以來，轎車產(chǎn)量從1700輛發(fā)展到目前的年產(chǎn)量已超過23萬輛，累計生產(chǎn)超過100萬輛。產(chǎn)品種類已從單一的桑塔納普通型發(fā)展到目前包括桑塔納2000型在內(nèi)的兩大系列多種車型，國產(chǎn)化率從起步時的27％到目前已達約92％。 上海大眾連續(xù)六年名列全國最大500家外資企業(yè)榜首，并連續(xù)八年名列全國合資企業(yè)“十佳”之列。 上海大眾由汽車一廠，汽車二廠，發(fā)動機一廠，發(fā)動機二廠和在建的試車場五個區(qū)域組成。上海大眾一期工程汽車一廠和發(fā)動機一廠于1990年4月完成，二期工程汽車二廠和發(fā)動機二廠于1995年4月完成。 項目背景 一期工程的投入使用，使上海大眾的桑車年產(chǎn)量達到10萬輛。隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，轎車的走進家庭，以及對產(chǎn)品的技術(shù)含量的要求不斷提高，同時為了使公司的生產(chǎn)能力達到設(shè)計的年產(chǎn)30萬輛標準，對已有的一期工程項目進行擴容，進行更大規(guī)模的生產(chǎn)已迫在眉睫。從而，二期工程投資立項。 一期工程的汽車一廠和發(fā)動機一廠始建于1985年。由于當時的技術(shù)能力有限，除了發(fā)動機廠生產(chǎn)流水線采用了可編程控制器S5-115進行單機運行控制之外，基本上整個生產(chǎn)流程還是基于繼電器－接觸器的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計繁復，可靠性差，生產(chǎn)效率低。 于是，采用最新技術(shù)運用于新投建的二期工程成為投資雙方的共同愿望。 選型標準 采用最新技術(shù)首先是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。要提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全自動化，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用必不可少。由于有西門子S5-115 PLC的應(yīng)用經(jīng)驗，西門子的S5-115 PLC繼續(xù)中選。同時，更大規(guī)模更新技術(shù)的S5-135/155 PLC也在二期工程中得到應(yīng)用。作為一家中德合資企業(yè)并且已經(jīng)擁有對西門子可編程控制器的成功運用經(jīng)驗，設(shè)計者把目光投向了PROFIBUS。并非僅僅因為PROFIBUS誕生于德國，更因為西門子有面向PROFIBUS的眾多控制產(chǎn)品，以及PROFIBUS作為德國國家標準有著其可靠的特性，強大的功能，有扎實的應(yīng)用基礎(chǔ)。PROFIBUS是一個真正的國際現(xiàn)場總線標準，即符合各國人民利益，集各類先進的現(xiàn)場總線之長的國際標準。 系統(tǒng)設(shè)計方案 同汽車一廠一樣，汽車二廠由四個生產(chǎn)車間組成：沖壓車間，車身制造車間，油漆車間和總裝車間。它主要生產(chǎn)桑塔納2000型和少量普通型桑塔納。 沖壓車間的功能是將車身制造的各個金屬部件沖壓成型，送至車身制造車間進行車身制造。在車身制造車間，各個部件被焊接在一起，一部桑塔納轎車的雛形已經(jīng)生成。下一步工序也就是對車身的油漆。油漆車間是汽車二廠成功使用PROFIBUS的典范。這個車間的規(guī)模相當龐大，桑塔納整車車身毛胚由傳送帶從車身制造車間送到油漆車間，然后在傳送帶的輸送下，在油漆車間上下共三層的各個工位進行加工。工序包括預處理，熱水洗，預脫脂，主脫脂……等等。整個上漆過程也有許多步驟。并且上漆是一個相當復雜的工作，環(huán)境溫度，濕度等眾多因素對上漆的質(zhì)量有著相當大的影響。有經(jīng)驗的工程師需要不斷地根據(jù)各種數(shù)據(jù)和經(jīng)驗對系統(tǒng)參數(shù)，如：油漆的濃度，烘烤的時間長度等等，進行實時修正，以確保生產(chǎn)質(zhì)量。最后，由傳送帶送到總裝車間的色澤鮮亮的整車車身在總裝車間進行總裝，安裝上由發(fā)動機廠生產(chǎn)的發(fā)動機和來自于眾多配套廠家的配套產(chǎn)品，一輛嶄新的桑塔納轎車就可以駛下生產(chǎn)線了。 汽車二廠油漆車間系統(tǒng)介紹 油漆車間由兩大基本系統(tǒng)組成，它們是：輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)。輔助設(shè)備是指風機，焚燒爐等設(shè)備，以及一些環(huán)境參數(shù)，諸如溫度，濕度等等，對這些參數(shù)加以監(jiān)控，以得到噴涂工藝所需要的環(huán)境。噴涂系統(tǒng)是油漆車間的精華所在。整個系統(tǒng)主要用于對三個不同噴涂工位上的噴涂設(shè)備進行控制，通常這些設(shè)備是自動化噴涂機器人或機器臂，以及噴涂槍。 如圖1所示，輔助系統(tǒng)由S5-115U作為主機，用CP 5430通訊模塊與上位機進行PROFIBUS-FMS通訊。主機自帶多臺擴展機架，利用IM 308/318構(gòu)成一個大型控制系統(tǒng)，分別安裝于不同機柜中，就近控制現(xiàn)場設(shè)備。 用戶基本情況 上海大眾汽車有限公司是中德合資的轎車生產(chǎn)企業(yè)，雙方投資比例各占50％。公司于1985年9月正式成立。 上海大眾汽車有限公司座落于上海西北郊的安亭工業(yè)區(qū)，占地面積243萬平方米，現(xiàn)有職工人數(shù)1萬余人。公司主要生產(chǎn)桑塔納轎車，桑塔納旅行車，桑塔納2000型轎車和發(fā)動機。公司成立以來，轎車產(chǎn)量從1700輛發(fā)展到目前的年產(chǎn)量已超過23萬輛，累計生產(chǎn)超過100萬輛。產(chǎn)品種類已從單一的桑塔納普通型發(fā)展到目前包括桑塔納2000型在內(nèi)的兩大系列多種車型，國產(chǎn)化率從起步時的27％到目前已達約92％。 上海大眾連續(xù)六年名列全國最大500家外資企業(yè)榜首，并連續(xù)八年名列全國合資企業(yè)“十佳”之列。 上海大眾由汽車一廠，汽車二廠，發(fā)動機一廠，發(fā)動機二廠和在建的試車場五個區(qū)域組成。上海大眾一期工程汽車一廠和發(fā)動機一廠于1990年4月完成，二期工程汽車二廠和發(fā)動機二廠于1995年4月完成。 項目背景 一期工程的投入使用，使上海大眾的桑車年產(chǎn)量達到10萬輛。隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，轎車的走進家庭，以及對產(chǎn)品的技術(shù)含量的要求不斷提高，同時為了使公司的生產(chǎn)能力達到設(shè)計的年產(chǎn)30萬輛標準，對已有的一期工程項目進行擴容，進行更大規(guī)模的生產(chǎn)已迫在眉睫。從而，二期工程投資立項。 一期工程的汽車一廠和發(fā)動機一廠始建于1985年。由于當時的技術(shù)能力有限，除了發(fā)動機廠生產(chǎn)流水線采用了可編程控制器S5-115進行單機運行控制之外，基本上整個生產(chǎn)流程還是基于繼電器－接觸器的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計繁復，可靠性差，生產(chǎn)效率低。 于是，采用最新技術(shù)運用于新投建的二期工程成為投資雙方的共同愿望。 選型標準 采用最新技術(shù)首先是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。要提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全自動化，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用必不可少。由于有西門子S5-115 PLC的應(yīng)用經(jīng)驗，西門子的S5-115 PLC繼續(xù)中選。同時，更大規(guī)模更新技術(shù)的S5-135/155 PLC也在二期工程中得到應(yīng)用。作為一家中德合資企業(yè)并且已經(jīng)擁有對西門子可編程控制器的成功運用經(jīng)驗，設(shè)計者把目光投向了PROFIBUS。并非僅僅因為PROFIBUS誕生于德國，更因為西門子有面向PROFIBUS的眾多控制產(chǎn)品，以及PROFIBUS作為德國國家標準有著其可靠的特性，強大的功能，有扎實的應(yīng)用基礎(chǔ)。PROFIBUS是一個真正的國際現(xiàn)場總線標準，即符合各國人民利益，集各類先進的現(xiàn)場總線之長的國際標準。 系統(tǒng)設(shè)計方案 同汽車一廠一樣，汽車二廠由四個生產(chǎn)車間組成：沖壓車間，車身制造車間，油漆車間和總裝車間。它主要生產(chǎn)桑塔納2000型和少量普通型桑塔納。 沖壓車間的功能是將車身制造的各個金屬部件沖壓成型，送至車身制造車間進行車身制造。在車身制造車間，各個部件被焊接在一起，一部桑塔納轎車的雛形已經(jīng)生成。下一步工序也就是對車身的油漆。油漆車間是汽車二廠成功使用PROFIBUS的典范。這個車間的規(guī)模相當龐大，桑塔納整車車身毛胚由傳送帶從車身制造車間送到油漆車間，然后在傳送帶的輸送下，在油漆車間上下共三層的各個工位進行加工。工序包括預處理，熱水洗，預脫脂，主脫脂……等等。整個上漆過程也有許多步驟。并且上漆是一個相當復雜的工作，環(huán)境溫度，濕度等眾多因素對上漆的質(zhì)量有著相當大的影響。有經(jīng)驗的工程師需要不斷地根據(jù)各種數(shù)據(jù)和經(jīng)驗對系統(tǒng)參數(shù)，如：油漆的濃度，烘烤的時間長度等等，進行實時修正，以確保生產(chǎn)質(zhì)量。最后，由傳送帶送到總裝車間的色澤鮮亮的整車車身在總裝車間進行總裝，安裝上由發(fā)動機廠生產(chǎn)的發(fā)動機和來自于眾多配套廠家的配套產(chǎn)品，一輛嶄新的桑塔納轎車就可以駛下生產(chǎn)線了。 汽車二廠油漆車間系統(tǒng)介紹 油漆車間由兩大基本系統(tǒng)組成，它們是：輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)。輔助設(shè)備是指風機，焚燒爐等設(shè)備，以及一些環(huán)境參數(shù)，諸如溫度，濕度等等，對這些參數(shù)加以監(jiān)控，以得到噴涂工藝所需要的環(huán)境。噴涂系統(tǒng)是油漆車間的精華所在。整個系統(tǒng)主要用于對三個不同噴涂工位上的噴涂設(shè)備進行控制，通常這些設(shè)備是自動化噴涂機器人或機器臂，以及噴涂槍。 如圖1所示，輔助系統(tǒng)由S5-115U作為主機，用CP 5430通訊模塊與上位機進行PROFIBUS-FMS通訊。主機自帶多臺擴展機架，利用IM 308/318構(gòu)成一個大型控制系統(tǒng)，分別安裝于不同機柜中，就近控制現(xiàn)場設(shè)備。 發(fā)動機廠系統(tǒng)介紹 相對于油漆車間龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)動機車間要渺小許多，參見圖3。發(fā)動機車間主要由四條生產(chǎn)線組成，它們是：缸體生產(chǎn)線，缸蓋生產(chǎn)線，曲軸生產(chǎn)線和總裝生產(chǎn)線。在這些生產(chǎn)線中，PROFIBUS-DP得到了廣泛的應(yīng)用。就其中缸體生產(chǎn)線中的某一個典型工位的控制系統(tǒng)來說如圖所示，S5-115U仍然被用作系統(tǒng)的主機。主機通過IM 308與95U-DP相連，構(gòu)成PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，95U-DP作為DP網(wǎng)上的從站。由于有PROFIBUS的應(yīng)用，該系統(tǒng)有一個非凡的特點，那就是在系統(tǒng)的末端連接了MC的產(chǎn)品，SINUMERIK 805。在805上有一塊IM 309模塊用于向805提供PROFIBUS接口，同時提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。從而，從PLC上可以直接將控制數(shù)據(jù)送至數(shù)控機床控制系統(tǒng)，進一步體現(xiàn)了PROFIBUS的價值。 由于發(fā)動機車間沒有象油漆車間那樣提供操作臺或者中央控制室，對生產(chǎn)狀況予以統(tǒng)一的監(jiān)控，故在這個車間中大量采用了操作面板的形式進行系統(tǒng)監(jiān)控。這些面板有OP 25，和WF 470。其中OP 25系通過PROFIBUS-DP與95U-DP相連，從另一個側(cè)面體現(xiàn)了PROFIBUS的強大功能。 目前運行狀況 PROFIBUS的成功運用對生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟效益提供幫助很大。由于系統(tǒng)運行平穩(wěn)，通訊可靠性好，從而減少了維護的必要性，同時又保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；而從另外一個方面來看，由于PROFIBUS現(xiàn)場總線使得建設(shè)期間工程量也大大減少——包括布線工程量和工程師操作編程工作量，所以對生產(chǎn)廠家來說，真正做到了投資少見效快。 小結(jié) 通過與上海大眾的工程師們的探討，許多工程師都認為，PROFIBUS是他們所接觸過的最完整的，最強大的工業(yè)現(xiàn)場控制總線。它不但功能強大，而且操作簡單。通過與西門子面向PROFIBUS所開發(fā)的產(chǎn)品相連，使得用戶生產(chǎn)系統(tǒng)的性能得以如升級換代般的改進。它的優(yōu)點不僅僅體現(xiàn)在減少系統(tǒng)布線工程量，而且大量的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進行傳送，大大降低了用戶軟件編制的復雜性，使得操作簡便而且直觀，維護工作量得到了相當大的減少。PROFIBUS不愧為真正的國際標準現(xiàn)場總線。