西门子工厂自动化技术在汽车油漆车间中央控制系统中的应用
日期：2006-5-25 22:44:41 来源：本站整理
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摘要：汽车油漆车间中央控制系统，担负着监控车间所有涂装工艺设备系统和输送设备系统的任务。它监控涂装过程中的重要生产工艺参数和生产设备的运行，以满足工艺质量和保证正常生产节拍的要求。本文采用了西门子公司的PLC技术、Profibus现场工业总线技术和WinCC工业组态软件SCADA技术，来构建该中央控制系统。本文将从系统概述及分析、系统网络构成、系统信息处理、系统中几个特殊问题处理等四方面详细论述该系统。本项目在2001年由我们承建，在2002年初投入运行。经过半年多的运行，实践证明，该系统达到原设计功能，安全可靠，能确保设备连续、可靠运行，满足高效、有序地组织大批量生产的要求。
关键字：中央控制系统 PLC技术现场工业总线 SCADA技术
一.系统概述及分析
上海大众汽车二厂油漆车间年产量为180,000台，日产量为 600台，生产节拍为 1.5分/台，车间输送链长度是 8029米，生产面积是 23,549平方米。
中央控制系统的组成
油漆车间中控室中央控制系统的控制对象，主要由两大部分组成：油漆工艺控制系统和输送控制系统。中央控制系统主要负责监控这两个系统的运行状态，协调这两个系统内各设备动作和这两个系统的之间各设备动作。油漆工艺和输送系统时刻要按照中央控制系统发出的指令所指示的工作方式运动，同时中央控制系统要时刻监视油漆工艺和输送系统的当前运动状态，按照预期制定的目标及时地进行调整和控制，以达到在中央控制系统的控制作用下，使油漆车间生产汽车涂装产品质量得到充分保证，使生产按照预定的生产节拍进行，使整个车间维持一种正常的生产运行。
a)油漆工艺控制系统
油漆工艺控制系统主要是围绕汽车涂装生产中各部分工艺过程，对其设备按照相应工艺要求进行控制和检测。油漆工艺车间汽车涂装工艺过程主要有预处理、电泳、密封、底漆和面漆等。油漆工艺控制系统要根据每一项工艺过程的具体工艺要求，通过控制装置PLC控制相应工艺设备和环境设备，例如：预处理和电泳工艺过程中的各种浸槽和喷淋设备，密封、底漆和面漆工艺过程中的喷胶或喷漆房设备和烘房设备，及各个工艺过程中控制温度、湿度、压力和风速的环境设备。油漆工艺控制系统主要目的是使各个工艺设备和环境设备按照工艺要求正常运行，以保证汽车涂装质量。
b)输送控制系统
输送控制系统主要控制油漆车间的输送链和升降运输系统。它贯穿着油漆车间的汽车涂装生产的全过程，即在输送链和升降机的输送作用下，使轿车白车身以一定的节拍，按照涂装工艺顺序，依次通过汽车涂装各个工艺设备和环境设备，完成相应涂装加工工艺。输送控制系统要通过控制装置PLC，控制分布在整个油漆车间的各段输送链和升降机运行。输送控制系统一方面要完成轿车白车输送、转挂和储存任务，另一方面还要按汽车涂装各部分工艺要求，对输送的车身还必须要在程序的控制下，实现升降、变节距、变速、摆动和倾斜等动作，从而保证油漆车间连续自动化生产。
系统控制装置PLC的分布全车间的油漆工艺和输送设备是由9台西门子公司 PLC控制的。在油漆工艺控制方面，按照工艺过程各PLC的具体的控制分工为：
在输送控制方面，按照区域划分，各PLC的具体的控制分工为：
中央控制系统的作用
油漆车间中控室中央控制系统通过工业计算机网络技术-现场工业总线 Profibus，把控制油漆工艺控制系统和输送控制系统的9台西门子公司 PLC连接起来，把原来车间里分散的单元控制，变成相互有机联系的统一的整体控制系统。同时，系统利用计算机控制和信息处理技术，实现系统对油漆车间的生产管理、工艺过程和设备运行的自动控制和监视，使油漆车间的汽车涂装生产始终处于正常状态。
二.系统网络的构成
由于中控室中央控制系统面对整个油漆生产车间，控制着各种生产设备的运行，它必须要做到实时采集全车间各个生产环节的信息，同时对其发出的控制指令要准确无误地送到全车间各个生产环节的设备上，并能监测执行情况。为了保障这些控制信息和检测信息畅通和准确的传递，中控室中央控制系统按照其功能构成了二个层次的网络。
上层信息管理网络
以中控室的工控机为主，还包括主PLC（E21），Duerr的PLC和信息交换中心S5-155U，共同构成上层信息管理网络，也是中控室中央控制系统对油漆车间的中心信息管理部分。这里主PLC（E21）同时还连接着油漆工艺控制系统和输送控制系统的PLC，所以主PLC（E21）起着上层信息管理网络和底层设备控制网络之间传递信息的作用。上层信息管理网络的硬件构成是建立在西门子公司的现场工业总线 Profibus网络基础上的，在每个网络站点分别插入 Profibus网卡：工控机上插入CP5613网卡，其他PLC上插入CP5431网卡。上层信息管理网络的结构图如图1。
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
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关键字：中央控制系统 PLC技术现场工业总线 SCADA技术
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一.系统概述及分析
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上海大众汽车二厂油漆车间年产量为180,000台，日产量为 600台，生产节拍为 1.5分/台，车间输送链长度是 8029米，生产面积是 23,549平方米。
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中央控制系统的组成
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油漆车间中控室中央控制系统的控制对象，主要由两大部分组成：油漆工艺控制系统和输送控制系统。中央控制系统主要负责监控这两个系统的运行状态，协调这两个系统内各设备动作和这两个系统的之间各设备动作。油漆工艺和输送系统时刻要按照中央控制系统发出的指令所指示的工作方式运动，同时中央控制系统要时刻监视油漆工艺和输送系统的当前运动状态，按照预期制定的目标及时地进行调整和控制，以达到在中央控制系统的控制作用下，使油漆车间生产汽车涂装产品质量得到充分保证，使生产按照预定的生产节拍进行，使整个车间维持一种正常的生产运行。
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a)油漆工艺控制系统
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油漆工艺控制系统主要是围绕汽车涂装生产中各部分工艺过程，对其设备按照相应工艺要求进行控制和检测。油漆工艺车间汽车涂装工艺过程主要有预处理、电泳、密封、底漆和面漆等。油漆工艺控制系统要根据每一项工艺过程的具体工艺要求，通过控制装置PLC控制相应工艺设备和环境设备，例如：预处理和电泳工艺过程中的各种浸槽和喷淋设备，密封、底漆和面漆工艺过程中的喷胶或喷漆房设备和烘房设备，及各个工艺过程中控制温度、湿度、压力和风速的环境设备。油漆工艺控制系统主要目的是使各个工艺设备和环境设备按照工艺要求正常运行，以保证汽车涂装质量。
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b)输送控制系统
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输送控制系统主要控制油漆车间的输送链和升降运输系统。它贯穿着油漆车间的汽车涂装生产的全过程，即在输送链和升降机的输送作用下，使轿车白车身以一定的节拍，按照涂装工艺顺序，依次通过汽车涂装各个工艺设备和环境设备，完成相应涂装加工工艺。输送控制系统要通过控制装置PLC，控制分布在整个油漆车间的各段输送链和升降机运行。输送控制系统一方面要完成轿车白车输送、转挂和储存任务，另一方面还要按汽车涂装各部分工艺要求，对输送的车身还必须要在程序的控制下，实现升降、变节距、变速、摆动和倾斜等动作，从而保证油漆车间连续自动化生产。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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系统控制装置PLC的分布全车间的油漆工艺和输送设备是由9台西门子公司 PLC控制的。在油漆工艺控制方面，按照工艺过程各PLC的具体的控制分工为：
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在输送控制方面，按照区域划分，各PLC的具体的控制分工为：
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中央控制系统的作用
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油漆车间中控室中央控制系统通过工业计算机网络技术-现场工业总线 Profibus，把控制油漆工艺控制系统和输送控制系统的9台西门子公司 PLC连接起来，把原来车间里分散的单元控制，变成相互有机联系的统一的整体控制系统。同时，系统利用计算机控制和信息处理技术，实现系统对油漆车间的生产管理、工艺过程和设备运行的自动控制和监视，使油漆车间的汽车涂装生产始终处于正常状态。
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二.系统网络的构成
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由于中控室中央控制系统面对整个油漆生产车间，控制着各种生产设备的运行，它必须要做到实时采集全车间各个生产环节的信息，同时对其发出的控制指令要准确无误地送到全车间各个生产环节的设备上，并能监测执行情况。为了保障这些控制信息和检测信息畅通和准确的传递，中控室中央控制系统按照其功能构成了二个层次的网络。
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上层信息管理网络
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以中控室的工控机为主，还包括主PLC（E21），Duerr的PLC和信息交换中心S5-155U，共同构成上层信息管理网络，也是中控室中央控制系统对油漆车间的中心信息管理部分。这里主PLC（E21）同时还连接着油漆工艺控制系统和输送控制系统的PLC，所以主PLC（E21）起着上层信息管理网络和底层设备控制网络之间传递信息的作用。上层信息管理网络的硬件构成是建立在西门子公司的现场工业总线 Profibus网络基础上的，在每个网络站点分别插入 Profibus网卡：工控机上插入CP5613网卡，其他PLC上插入CP5431网卡。上层信息管理网络的结构图如图1。
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