以太網(wǎng)在成品庫(kù)中的控制應(yīng)用

1、引言

風(fēng)神襄樊汽車有限公司在生產(chǎn)天籟系列汽車時(shí)，一直采用由生產(chǎn)調(diào)度中心提前下計(jì)劃到車間，再由車間根據(jù)計(jì)劃調(diào)度工位生產(chǎn)的管理模式。這種多級(jí)管理模式不僅浪費(fèi)了大量人力資源，同時(shí)也浪費(fèi)了用來(lái)加載生產(chǎn)管理信息（含有車身信息如：同期生產(chǎn)號(hào)、流水號(hào)等）的紙張和打孔卡，而且這種管理模式的自動(dòng)化程度不高。為了降低公司生產(chǎn)管理成本，充分利用人力資源，提高自動(dòng)化程度而進(jìn)行了NEPID系統(tǒng)（汽車自動(dòng)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)稱NEPID系統(tǒng)）的開(kāi)發(fā)。在NEPID系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，使用耐高溫、無(wú)源的NEPID讀寫(xiě)卡裝備在每個(gè)車身，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備側(cè)立體庫(kù)的以太網(wǎng)控制。

課題的主要任務(wù)是對(duì)工廠的PBS立體成品庫(kù)和SBS面漆存儲(chǔ)庫(kù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其能夠接收由中央控制室服務(wù)器發(fā)出的控制信息，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)手動(dòng)指定或者由中央控制室服務(wù)器來(lái)決定車身搬入和搬出的功能，并將移動(dòng)中的車載信息通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給中央控制室的服務(wù)器。同時(shí)具備調(diào)整和半自動(dòng)功能，方便用戶操作。

為了使現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)能夠與生產(chǎn)管理服務(wù)器順利交換數(shù)據(jù)，與NEPID系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，選擇了使用可編程控制器及以太網(wǎng)模塊，建立通過(guò)以太網(wǎng)與生產(chǎn)管理服務(wù)器連接的方案。

2、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的PLC功能

NEPID系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包括對(duì)面漆存儲(chǔ)庫(kù)SBS和立體成品庫(kù)PBS控制系統(tǒng)及中涂和上涂工位控制系統(tǒng)。歐姆龍可編程控制器在面漆存儲(chǔ)庫(kù)SBS和立體成品庫(kù)PBS控制系統(tǒng)中承擔(dān)控制任務(wù)，采用以太網(wǎng)與中央控制室進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。在NEPID系統(tǒng)中，還連接有多臺(tái)NEPID系統(tǒng)設(shè)定盤(pán)及視頻監(jiān)聽(tīng)設(shè)備作為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使得現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)功能更加完善。

2.1 PBS需要實(shí)現(xiàn)的功能

在成品立體庫(kù)中要求完成對(duì)進(jìn)入PBS立體庫(kù)的搬入控制、退出PBS立體庫(kù)的搬出控制、退出PBS立體庫(kù)的分支控制、退出PBS立體庫(kù)的搬出計(jì)劃制定和進(jìn)入總裝的空進(jìn)程控制，實(shí)現(xiàn)立體庫(kù)的功能。其功能體現(xiàn)在：

(1) 車輛搬送功能；將涂裝工程完成的車輛由涂裝工廠向裝配工廠搬送。

(2) 吸收生產(chǎn)差異的緩沖器；涂裝工程和裝配工程之間的生產(chǎn)實(shí)際績(jī)效存在差異的時(shí)候承擔(dān)一個(gè)緩沖器的作用，使涂裝工程和裝配工程的生產(chǎn)損失相互之間互不影響。彌補(bǔ)在生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)樵O(shè)備故障、品質(zhì)不良、出勤率低下、開(kāi)動(dòng)時(shí)間的差異等原因造成的生產(chǎn)損失。

(3) 裝配生產(chǎn)線投入順序的補(bǔ)正功能；裝配生產(chǎn)線的基本順序是由在生成VIN碼時(shí)，裝配生產(chǎn)線的投入順序決定的,但因?yàn)檐圀w在涂裝工程中不能保證順序和零部件的完整，從而在PBS立體庫(kù)控制中負(fù)擔(dān)了投入順序的補(bǔ)正機(jī)能。補(bǔ)正機(jī)能采用優(yōu)先遵守同步生產(chǎn)連續(xù)編號(hào)順序的同步生產(chǎn)模式和優(yōu)先考慮裝配作業(yè)時(shí)工數(shù)的平均化的平均化模式兩種。

(4) 缺件車保留；裝配零件發(fā)生缺件的時(shí)候，避免向裝配生產(chǎn)線上投入使用這種缺件的車輛，在PBS立體庫(kù)中有保留這種車輛的功能。使用這種功能可以防止在裝配工程生產(chǎn)線上發(fā)生缺件車的情況。

(5) 空進(jìn)程生成功能；在車種變更或者微小變更的時(shí)候，從在裝配生產(chǎn)線上投入試制車，到作業(yè)熟練為止的期間內(nèi)，在車輛的前后生成空進(jìn)程，吸收與普通車的作業(yè)時(shí)間差，或在裝配工程中將抽出的車輛裝載回生產(chǎn)線，裝配時(shí)在生產(chǎn)線上生成空進(jìn)程，來(lái)滿足生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

2.2 PLC在系統(tǒng)中的功能

在PBS部分，PLC在接受服務(wù)器發(fā)送的信息的同時(shí)，不斷地與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。相互交換數(shù)據(jù)的內(nèi)容是服務(wù)器發(fā)給本地站關(guān)于車身的信息，包括車身型號(hào)、同期生產(chǎn)號(hào)、顏色以及其他的一些關(guān)于進(jìn)庫(kù)的安排、車道的選擇等有效數(shù)據(jù)信息，其傳輸數(shù)據(jù)的形式及報(bào)文的格式宏觀上遵循TCP/IP協(xié)議，而在具體細(xì)節(jié)上遵循協(xié)商的通信協(xié)議。本地站同時(shí)不斷的將自身采集的庫(kù)存車身的有效信息及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的請(qǐng)求信息等傳送給服務(wù)器。還需要將現(xiàn)場(chǎng)人員的手動(dòng)操作部分的數(shù)據(jù)傳送給服務(wù)器，保證庫(kù)區(qū)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)更新。

在SBS成品庫(kù)部分，本地站只將服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存在數(shù)據(jù)記憶寄存器中，在庫(kù)區(qū)的出入口各設(shè)置一個(gè)觸摸屏來(lái)顯示當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)、庫(kù)存信息及全部手動(dòng)控制操作按紐。

對(duì)中涂自動(dòng)吹灰機(jī)，利用總裝中央控制室服務(wù)器發(fā)送的信息來(lái)控制噴涂機(jī)的工作狀態(tài)，進(jìn)行顏色的自動(dòng)識(shí)別和搭配，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作。

對(duì)面涂自動(dòng)噴涂機(jī)，對(duì)信息實(shí)現(xiàn)的功能與中涂吹灰機(jī)一樣，通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)接受服務(wù)器發(fā)送的控制噴涂機(jī)狀態(tài)的控制信息，實(shí)現(xiàn)工位的自動(dòng)化操作。

3、以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)NEPID系統(tǒng)生產(chǎn)管理自動(dòng)化，在參考?xì)W姆龍以太網(wǎng)的操作設(shè)計(jì)手冊(cè)和現(xiàn)場(chǎng)控制工藝流程的基礎(chǔ)上，完成了對(duì)以太網(wǎng)通信和控制部分設(shè)計(jì)。

3.1 以太網(wǎng)通信控制設(shè)計(jì)

在PBS項(xiàng)目中，設(shè)置以太網(wǎng)單元號(hào)為5，計(jì)算出CIO存儲(chǔ)區(qū)的首地址字為1634和DM存儲(chǔ)區(qū)的首地址字D30518，在此基礎(chǔ)上編寫(xiě)CX-P源通信程序。其流程圖如圖1所示。

圖1 通信控制流程圖

在通信控制程序上首先設(shè)置數(shù)據(jù)緩存區(qū)，包括發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩存區(qū)，在此基礎(chǔ)運(yùn)用大量的數(shù)據(jù)邏輯指令來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信功能。