ControlLogix控制系統(tǒng)在汽車總裝車間的應(yīng)用
總裝車間控制系統(tǒng)自動化程度較高,數(shù)據(jù)采集量大,控制站多,系統(tǒng)可靠性要求較高,采用先進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù),系統(tǒng)才能達(dá)到設(shè)計的要求。
目前,在世界范圍內(nèi),汽車制造業(yè)正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。充分利用先進(jìn)的自動化技術(shù)和管理方式,可以增強(qiáng)生產(chǎn)運行的高效性,滿足市場需求,保持競爭的領(lǐng)先地位,并獲得最大利潤。
湖南長豐汽車制造股份有限公司(以下簡稱長豐汽車)是全國最大的輕型越野汽車生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)的獵豹汽車占據(jù)當(dāng)前全國越野車40%以上的生產(chǎn)份額。在長豐汽車各車間控制系統(tǒng)中大量運用了羅克韋爾ControlLogix系列產(chǎn)品,ControlLogix的優(yōu)異性能保證了生產(chǎn)線的準(zhǔn)確,高效地運行。
ControlLogix控制系統(tǒng)性能
長豐汽車總裝車間的輸送線電控系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng),包括過廊線機(jī)運系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)上線自行小車系統(tǒng)、車門機(jī)運線、EMS機(jī)運線、內(nèi)飾線機(jī)運系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)機(jī)運線、滑撬控制線、底盤機(jī)運線、淋雨線、終檢線等多個控制系統(tǒng)。它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開關(guān)、急停開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、傳送機(jī)、張緊器、提升機(jī)、舉升臺等許多執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在這些設(shè)備中都應(yīng)用了在自動化領(lǐng)域具有領(lǐng)先水平的羅克韋爾的ControlLogix控制系統(tǒng),并且通過ControlLogix和Netlinx,將這些設(shè)備無縫地聯(lián)系起來。
ControlLogix產(chǎn)品
代表自動化發(fā)展新趨勢的新一代ControlLogix控制系統(tǒng),從傳統(tǒng)單純的PLC和DCS控制轉(zhuǎn)為PLC和DCS融合發(fā)展的方式,是羅克韋爾自動化順應(yīng)這種發(fā)展潮流推出的新一代的控制平臺,Logix控制器平臺是將高速離散控制、過程控制、協(xié)調(diào)傳動控制、運動控制、批次控制和安全控制融于一體的一個控制平臺。允許混合使用多個處理器、多種網(wǎng)絡(luò)和I/O。系統(tǒng)靈活性強(qiáng)、易于集成、模塊化設(shè)計、開放式結(jié)構(gòu),特有的升級固件,使得系統(tǒng)在應(yīng)用中功能強(qiáng)大、安全可靠。
ControlLogix在長豐總裝車間控制中應(yīng)用的技術(shù),具有下述特點:
1、控制器:每臺Logix5555控制器最大尋址量128000點DI/O,4000點AI/O及回路。ControlLogix平臺通過背板提供了高速數(shù)據(jù)傳輸。各控制器能產(chǎn)生(廣播)和使用(接收)系統(tǒng)標(biāo)簽,這種技術(shù)使得多個控制器共享輸入信息和輸出狀態(tài),非常實用。可選用戶內(nèi)存(3.5Mb)。
2、1756系列智能I/O模塊:I/O模塊種類繁多,可拆卸端子,具有帶電拔插、分變則報(COS)、自診斷、時間標(biāo)記、模塊標(biāo)識、閃存升級、電子保險、單獨隔離等功能。模塊廣播數(shù)據(jù)的速率可設(shè)定。1756-HSC高速計數(shù)模塊(4通道)每2ms就能更新數(shù)據(jù),效率高。
3、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置:網(wǎng)絡(luò)分層、分工明確、安全可靠。上層利用車間以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)對機(jī)運線控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和通訊,通信速率高;設(shè)備網(wǎng)DevicelNet,是一種開放式的底層通用網(wǎng)絡(luò),基于標(biāo)準(zhǔn)的CAN技術(shù),具有互操作性,成本及維護(hù)費用低。雖然網(wǎng)絡(luò)從物理上看有兩層網(wǎng)絡(luò),但是在應(yīng)用過程中,和一層網(wǎng)絡(luò)一樣方便。
4、羅克韋爾軟件:是羅克韋爾自動化公司自行開發(fā)的產(chǎn)品,具有世界領(lǐng)先的水平。RSLogix5000梯形圖編程軟件包,有靈活易用的編輯功能、通用的操作畫面、診斷和糾錯工具。RSView是高度集成、基于組件的人機(jī)界面,發(fā)揮微軟領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢的監(jiān)控軟件,其開放性與第三方程序有高度兼容性。RSLinx為現(xiàn)場設(shè)備連接羅克韋爾自動化產(chǎn)品的通訊軟件,界面友好、功能強(qiáng)大,支持不同網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備通訊。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在ControlLogix控制系統(tǒng)中配置了1756-ENBT以太網(wǎng)通訊模塊,通過工業(yè)以太網(wǎng)(環(huán)網(wǎng)光纖)將各機(jī)運線的多個PLC和現(xiàn)場使用的各種設(shè)備(擰緊機(jī)、加注機(jī)等單機(jī)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,均含有以太網(wǎng)接口)連接到一起,實現(xiàn)不同PLC之間的互相通信,完成整個系統(tǒng)的控制、故障報警、信息交換等功能,也能方便在以后增加設(shè)備或給新的生產(chǎn)信息系統(tǒng)提供設(shè)備的實時數(shù)據(jù)。
通信介質(zhì)及協(xié)議
雙絞線、光纖、粗的或細(xì)的同軸電纜為目前應(yīng)用最廣泛的介質(zhì),并且任何長度的都有。以太網(wǎng)(Ethernet/IP)拓?fù)?/strong> (或物理配置) 在目前安裝以太網(wǎng)(Ethernet/IP)用得最普遍的為星形拓?fù)洹P碌募夹g(shù)產(chǎn)品,如高速開關(guān)技術(shù)能夠在單一的沖撞領(lǐng)域可以處理大的數(shù)據(jù)量。在我方的設(shè)計方案中骨干網(wǎng)將采用百兆光纖介質(zhì),分支信息點采用百兆雙絞線。
A-B支持 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), 一個在以太網(wǎng)(Ethernet/IP)領(lǐng)域被廣泛采用的協(xié)議,并且置入在 Windows 95/98/NT/2000/XP操作系統(tǒng)的每一個版本里。A-B通過支持TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)(Ethernet/IP)處理器或通訊模塊,將帶監(jiān)控功能的控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)結(jié)合起來,使計算機(jī)能夠訪問使用SQL(Structured Query Language)的開放式數(shù)據(jù)庫。
機(jī)運線所有的PLC都帶有設(shè)備網(wǎng)DeviceNET模塊,現(xiàn)場的所有信號通過Devicenet網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)娇刂破?,控制器的控制信號也是通過Devicenet網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浆F(xiàn)場設(shè)備中。
設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)通過一個開放的網(wǎng)絡(luò),將底層的設(shè)備直接和控制器相連,無需通過很多電纜將它們與I/O模塊相連,其具有如下特點:
·一個設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)可以有64個節(jié)點,允許用戶用一根電纜去連接現(xiàn)場設(shè)備并遠(yuǎn)至ControlLogix,無需用很多電纜就可將所有的設(shè)備和I/O模塊直接連接,減少布線費用,且易安裝和維護(hù)。
·采用生產(chǎn)者/消費者通訊技術(shù),可采用巡檢或逢變則報模式傳輸現(xiàn)場信息,大大減輕控制器工作量。
·可通過網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)上所有設(shè)備進(jìn)行在/離線組態(tài)或診斷,大大縮短了系統(tǒng)調(diào)試時間。
·國際標(biāo)準(zhǔn)的開放網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)為IEC17B,已有300多家控制產(chǎn)品供應(yīng)廠商支持開放式設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)銷售者協(xié)會(ODVA), 用戶可輕易將第三方產(chǎn)品集成入羅克韋爾控制系統(tǒng)。目前DeviceNet網(wǎng)絡(luò)已被確立為現(xiàn)場總線中國國家標(biāo)準(zhǔn)。
·設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)作為現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò),可方便地實現(xiàn)羅克韋爾的MCC、SMC、DRIVE等產(chǎn)品與及其它第三方產(chǎn)品的連接。通過網(wǎng)上調(diào)試, 可大大縮短工期, 并增強(qiáng)了系統(tǒng)的維護(hù)擴(kuò)展能力。
結(jié)束語
總裝車間控制系統(tǒng)自動化程度較高,數(shù)據(jù)采集量大,控制站多,系統(tǒng)可靠性要求較高。通過采用羅克韋爾自動化公司的產(chǎn)品和技術(shù),系統(tǒng)基本達(dá)到設(shè)計要求,運行效果較好,運行穩(wěn)定、可靠,具有較高的機(jī)電一體化水平。同時,該系統(tǒng)設(shè)計合理,安全可靠,減輕了工人的勞動強(qiáng)度,減少了設(shè)備運行的故障率,提高了生產(chǎn)效率。
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