OMRON以太網(wǎng)在成品庫中的控制應用

1.引言

風神襄樊汽車有限公司在生產(chǎn)天籟系列汽車時，一直采用由生產(chǎn)調(diào)度中心提前下計劃到車間，再由車間根據(jù)計劃調(diào)度工位生產(chǎn)的管理模式。這種多級管理模式不僅浪費了大量人力資源，同時也浪費了用來加載生產(chǎn)管理信息（含有車身信息如：同期生產(chǎn)號、流水號等）的紙張和打孔卡，而且這種管理模式的自動化程度不高。為了降低公司生產(chǎn)管理成本，充分利用人力資源，提高自動化程度而進行了NEPID系統(tǒng)（汽車自動化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以下簡稱NEPID系統(tǒng)）的開發(fā)。在NEPID系統(tǒng)的開發(fā)中，使用耐高溫、無源的NEPID讀寫卡裝備在每個車身，從而實現(xiàn)設備側(cè)立體庫的以太網(wǎng)控制。

課題的主要任務是對工廠的PBS立體成品庫和SBS面漆存儲庫的控制系統(tǒng)進行改造，使其能夠接收由中央控制室服務器發(fā)出的控制信息，在此基礎上實現(xiàn)手動指定或者由中央控制室服務器來決定車身搬入和搬出的功能，并將移動中的車載信息通過以太網(wǎng)傳輸給中央控制室的服務器。同時具備調(diào)整和半自動功能，方便用戶操作。為了使現(xiàn)場控制系統(tǒng)能夠與生產(chǎn)管理服務器順利交換數(shù)據(jù)，與NEPID系統(tǒng)進行網(wǎng)絡連接，選擇了使用可編程控制器及以太網(wǎng)模塊，建立通過以太網(wǎng)與生產(chǎn)管理服務器連接的方案。

2.系統(tǒng)開發(fā)中的PLC功能

NEPID系統(tǒng)開發(fā)包括對面漆存儲庫SBS和立體成品庫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庫SBS和立體成品庫PBS控制系統(tǒng)中承擔控制任務，采用以太網(wǎng)與中央控制室進行數(shù)據(jù)交換，并對數(shù)據(jù)進行控制。在NEPID系統(tǒng)中，還連接有多臺NEPID系統(tǒng)設定盤及視頻監(jiān)聽設備作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使得現(xiàn)場控制系統(tǒng)功能更加完善。

2.1 PBS需要實現(xiàn)的功能

在成品立體庫中要求完成對進入PBS立體庫的搬入控制、退出PBS立體庫的搬出控制、退出PBS立體庫的分支控制、退出PBS立體庫的搬出計劃制定和進入總裝的空進程控制，實現(xiàn)立體庫的功能。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)實際績效存在差異的時候承擔一個緩沖器的作用，使涂裝工程和裝配工程的生產(chǎn)損失相互之間互不影響。彌補在生產(chǎn)過程中因為設備故障、品質(zhì)不良、出勤率低下、開動時間的差異等原因造成的生產(chǎn)損失。

（3）裝配生產(chǎn)線投入順序的補正功能；裝配生產(chǎn)線的基本順序是由在生成VIN碼時，裝配生產(chǎn)線的投入順序決定的,但因為車體在涂裝工程中不能保證順序和零部件的完整，從而在PBS立體庫控制中負擔了投入順序的補正機能。補正機能采用優(yōu)先遵守同步生產(chǎn)連續(xù)編號順序的同步生產(chǎn)模式和優(yōu)先考慮裝配作業(yè)時工數(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）空進程生成功能；在車種變更或者微小變更的時候，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程，吸收與普通車的作業(yè)時間差，或在裝配工程中將抽出的車輛裝載回生產(chǎn)線，裝配時在生產(chǎn)線上生成空進程，來滿足生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)的準確。

2.2 PLC在系統(tǒng)中的功能

在PBS部分，PLC在接受服務器發(fā)送的信息的同時，不斷地與服務器進行數(shù)據(jù)交換。相互交換數(shù)據(jù)的內(nèi)容是服務器發(fā)給本地站關于車身的信息，包括車身型號、同期生產(chǎn)號、顏色以及其他的一些關于進庫的安排、車道的選擇等有效數(shù)據(jù)信息，其

傳輸數(shù)據(jù)的形式及報文的格式宏觀上遵循TCP/IP協(xié)議，而在具體細節(jié)上遵循協(xié)商的通信協(xié)議。本地站同時不斷的將自身采集的庫存車身的有效信息及現(xiàn)場運行的請求信息等傳送給服務器。還需要將現(xiàn)場人員的手動操作部分的數(shù)據(jù)傳送給服務器，保證庫區(qū)數(shù)據(jù)的準確和實時更新。

在SBS成品庫部分，本地站只將服務器發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存在數(shù)據(jù)記憶寄存器中，在庫區(qū)的出入口各設置一個觸摸屏來顯示當前的生產(chǎn)狀態(tài)、庫存信息及全部手動控制操作按紐。對中涂自動吹灰機，利用總裝中央控制室服務器發(fā)送的信息來控制噴涂機的工作狀態(tài)，進行顏色的自動識別和搭配，實現(xiàn)全自動化操作。對面涂自動噴涂機，對信息實現(xiàn)的功能與中涂吹灰機一樣，通過以太網(wǎng)來接受服務器發(fā)送的控制噴涂機狀態(tài)的控制信息，實現(xiàn)工位的自動化操作。

3.以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的設計

為了實現(xiàn)NEPID系統(tǒng)生產(chǎn)管理自動化，在參考歐姆龍以太網(wǎng)的操作設計手冊和現(xiàn)場控制工藝流程的基礎上，完成了對以太網(wǎng)通信和控制部分設計。

3.1 以太網(wǎng)通信控制設計

在PBS項目中，設置以太網(wǎng)單元號為5，計算出CIO存儲區(qū)的首地址字為1634和DM存儲區(qū)的首地址字D30518，在此基礎上編寫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