王偉東 （1981-）

　　男，山東牟平人，學(xué)士學(xué)位，主要從事汽車行業(yè)自動(dòng)化的研究、設(shè)計(jì)和調(diào)試工作及市政行業(yè)上位機(jī)組態(tài)軟件的應(yīng)用研究和產(chǎn)品定義工作。

　　摘要：通過若干汽車廠的涂裝車間的工程實(shí)踐，詳細(xì)論述Kingview監(jiān)控組態(tài)軟件在汽車涂裝車間監(jiān)控的具體實(shí)現(xiàn)方法和前景。

　　關(guān)鍵詞：PMC；kingview；汽車；涂裝

　　Abstract: In this paper, the kingview configure system of paint shop is introduced through lots of project, and the implementation method and prospect of the system is elaborated in detail.

　　Key words: PMC; Kingview; Automobile; Paint

　　1  引言

　　PMC(Production monitor contro1)是現(xiàn)代化企業(yè)汽車管理中不可獲缺的一部分,將車間中的生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有效整合,已經(jīng)成為企業(yè)信息化解決方案中不可缺少的一環(huán),作者結(jié)合近些年來的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合Kingview組態(tài)軟件強(qiáng)大技術(shù)上的優(yōu)勢(shì),闡述該組態(tài)軟件在汽車廠涂裝車間的解決方案。

　　2  應(yīng)用背景

　　汽車行業(yè)的PMC(Production monitor contro1)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息來源于車間的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中包含了工業(yè)Ethemet技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、AVI(Automtic Vehicle Identification)識(shí)別系統(tǒng)、ANDON信息管理系統(tǒng)以及HMI等技術(shù)。通過上述技術(shù)完成車間設(shè)備的工藝參數(shù)的采集、數(shù)據(jù)信息的傳輸、為企業(yè)實(shí)現(xiàn)完全信息化提供數(shù)據(jù)平臺(tái)。涂裝車間的PMC應(yīng)用最為典型,涂裝車間一般分為三層空間，三層空間里安置了如下工藝設(shè)備：前處理設(shè)備；電泳設(shè)備(包括電泳周邊設(shè)備：純水設(shè)備、超濾設(shè)備和冷凍設(shè)備)；烘干設(shè)備；噴漆設(shè)備(包括噴漆周邊設(shè)備：集中供漆)；空調(diào)送排風(fēng)；機(jī)械化運(yùn)輸運(yùn)系統(tǒng)。傳統(tǒng)意義上來講，如果每一個(gè)工段都設(shè)置操作維護(hù)人員，勢(shì)必給涂裝車間增加大幅的人力成本；如果不能及時(shí)的得到生產(chǎn)線目前的運(yùn)行或者故障狀況，勢(shì)必增加維修時(shí)間，降低產(chǎn)量；如果不能給車間的管理人員及時(shí)提供產(chǎn)能信息，勢(shì)必增加管理人員的工作負(fù)擔(dān)，從而降低了工作效率。鑒于此，利用KINGVIEW軟件的強(qiáng)大的上位機(jī)監(jiān)控功能，通過軟件組態(tài)，可將現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)參數(shù)及狀態(tài)以畫面或文本方式顯示，提供管理人員現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，并可提供數(shù)據(jù)存檔記錄功能，以供管理員分析生產(chǎn)工藝參數(shù)及確定現(xiàn)場(chǎng)故障的解決方案，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)涂裝車間的無人化管理。

　　3  解決方案

　　3.1  網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　典型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該計(jì)算機(jī)中央監(jiān)控系統(tǒng)配備了5臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，

圖1  網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　其中第一臺(tái)是數(shù)據(jù)采集站，作為I/O Server 專門負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集（可接顯示終端），為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全，兩臺(tái)I/O Server 采用雙機(jī)備份的方式，一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障并以毫秒級(jí)的速度切換到另一臺(tái)；第二臺(tái)是備份服務(wù)器，當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到本臺(tái)服務(wù)器；第三臺(tái)是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理站，安裝KingHistorian數(shù)據(jù)庫軟件，主要功能為讀取I/O Server數(shù)據(jù)庫內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，加以處理后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并保存；第四臺(tái)作PMC瀏覽器，作為客戶端，從I/O Server讀取數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息，建立顯示界面并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，統(tǒng)計(jì)報(bào)表；第五臺(tái)作PMC瀏覽器，作為客戶端，從I/O Server讀取數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息，建立顯示界面并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，報(bào)警監(jiān)控以及實(shí)時(shí)曲線的繪制。

　　3.2  現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集途徑

　　Kingview為許多用戶假定系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有30個(gè)PLC站，通過插在PLC上的以太網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)信息傳送和交換。現(xiàn)在以三菱Q系列PLC為例，進(jìn)行闡述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集途徑。

　　現(xiàn)以三菱PLC為例來闡述。三菱PLC網(wǎng)絡(luò)：采用H網(wǎng)模塊組成PLC網(wǎng)絡(luò)，再根據(jù)車間工藝流程和生產(chǎn)控制要求以及現(xiàn)場(chǎng)位置情況，在中央控制室設(shè)立PLC主站，再通過PLC主站上的以太網(wǎng)模塊通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與計(jì)算機(jī)相連。現(xiàn)場(chǎng)PLC的需要監(jiān)視的數(shù)據(jù)通過編制程序?qū)懭肴釮網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)元件中，網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)站均能夠讀出網(wǎng)絡(luò)元件中的數(shù)值，中央監(jiān)視計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和中控室PLC(三菱H網(wǎng)控制站)上的以太網(wǎng)模塊聯(lián)接，數(shù)據(jù)交換在中央監(jiān)視計(jì)算機(jī)與中控室PLC之間進(jìn)行。

　　針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，采取組建RS485網(wǎng)絡(luò)與中控室內(nèi)KingI/O Server進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。Kinghistory 可對(duì)來自工業(yè)以態(tài)網(wǎng)上的其它計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、保存，專門為管理人員提供信息接口。

　　3.3  PMC中央監(jiān)控畫面內(nèi)容

　　根據(jù)整個(gè)涂裝車間的工藝流程、工藝參數(shù)和監(jiān)控要求，將畫面分為l1部分：(1)主畫面；(2)前處理設(shè)備；(3)電泳設(shè)備(包括電泳周邊設(shè)備：純水設(shè)備、超濾設(shè)備和冷凍設(shè)備)；(4)烘干設(shè)備；(5)噴漆設(shè)備(包括噴漆周邊設(shè)備：集中供漆)；(6)空調(diào)送排風(fēng)；(7)機(jī)械化運(yùn)輸運(yùn)系統(tǒng)；(8)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)；(9)控制柜狀態(tài)；(10)報(bào)警匯總；（11）報(bào)表畫面。為了展示組態(tài)王強(qiáng)大的功能以及在汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，本文著重闡述噴漆車間的若干典型的工藝流程。

　　3.3.1電泳工藝（如圖2所示）

圖2  電泳

　　按現(xiàn)場(chǎng)工件實(shí)際運(yùn)行順序顯示出該設(shè)備的所有功能塊數(shù)據(jù)信息，如槽體液位、槽液溫度、室體的送排風(fēng)運(yùn)行狀況，該設(shè)備的報(bào)警信息，整個(gè)設(shè)備中的車體數(shù)量，以及一些相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。電泳設(shè)備布置圖，如圖3 所示，通過畫面監(jiān)控，可以及時(shí)了解到電泳過車的全過程，對(duì)過車中的重點(diǎn)信息進(jìn)行提示，電泳槽的液位、溫度、整流電源高壓段電壓、整流電源低壓段電壓，并可針對(duì)以上參數(shù)建立歷史記錄，為報(bào)表查詢提供數(shù)據(jù)。

圖3  電泳槽

　　3.3.2機(jī)械化運(yùn)輸

　　根據(jù)設(shè)備的平面布置圖顯示滑橇輸送系統(tǒng)若干個(gè)區(qū)的單鏈、雙鏈、移行機(jī)、旋轉(zhuǎn)移行機(jī)、電動(dòng)滾床、旋轉(zhuǎn)滾床、升降機(jī)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)。一般的涂裝車間分三層標(biāo)高，即需要做三幅監(jiān)控畫面來顯示各層設(shè)備的狀態(tài)。涂裝車間機(jī)運(yùn)系統(tǒng)一層布置圖，如圖4所示顯示出小修室、大返修路線、質(zhì)量檢查等工位上設(shè)備的運(yùn)行狀況和報(bào)警信息。

圖4   機(jī)械化運(yùn)輸

　　3.3.3噴漆設(shè)備

　　噴漆設(shè)備(包括噴漆周邊設(shè)備：集中供漆)，此畫面顯示出噴漆室設(shè)備運(yùn)行狀況，并動(dòng)態(tài)顯示車體信息，并實(shí)時(shí)報(bào)警，如圖5所示。

圖5   噴漆設(shè)備

　　3.3.4烘干設(shè)備

　　根據(jù)設(shè)備的平面布置圖顯示該烘爐的工作狀況，天然氣的高壓、低壓、泄漏報(bào)警信息，焚燒爐的工作狀況，各區(qū)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況、設(shè)定溫度值、實(shí)際溫度值人口、出口門的狀態(tài)，在PLC中有信號(hào)的閥的運(yùn)行狀況。烘干設(shè)備電泳烘爐畫面，如圖6所示。烘干設(shè)備電泳烘爐畫面密封膠、中面涂烘爐監(jiān)控內(nèi)容相同。

圖6   烘干設(shè)備

　　3.3.5生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)

　　（1）班制統(tǒng)計(jì)

　　以天為單位顯示各班制的每小時(shí)生產(chǎn)量、工作時(shí)間計(jì)時(shí)、目標(biāo)產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量、總的停機(jī)時(shí)間。

　　（2）班制統(tǒng)計(jì)

　　將整個(gè)車間按工藝流程分成9個(gè)連續(xù)的單元塊：前處理、前處理到電泳、電泳到電泳打磨、電泳打磨到密封、密封到中涂、中涂到中涂打磨、中涂打磨到面涂、面涂到精飾整理、精飾注蠟去總裝，顯示各塊的當(dāng)前的車體數(shù)量，同時(shí)顯示電泳烘房、密封膠烘房、面涂烘房的當(dāng)前車體數(shù)量、空橇當(dāng)前數(shù)量。

　　3.3.6控制柜狀態(tài)

　　控制柜狀態(tài)顯示整個(gè)車間三菱H網(wǎng)系統(tǒng)里每個(gè)控制柜的工作狀態(tài)：自動(dòng)、手動(dòng)、報(bào)警，以及其下現(xiàn)場(chǎng)操作站的工作狀態(tài)。

　　3.3.7報(bào)警匯總

　　顯示整個(gè)車間設(shè)備的報(bào)警信號(hào)，如圖7所示。

圖7  報(bào)警信息表

　　3.3.8歷史曲線
　　
　　通過組態(tài)王的歷史趨勢(shì)曲線控件，如圖8所示，可方便的添加要顯示的歷史標(biāo)簽，并且附加了一系列的擴(kuò)展功能，無需二次開發(fā)編寫腳本，即可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)趨勢(shì)顯示的能力，大大縮減了開發(fā)周期。

圖8   歷史曲線繪制

　　4  總結(jié)

　　涂裝車間監(jiān)控系統(tǒng)所選擇的組態(tài)軟件要具備與各種專用設(shè)備及子系統(tǒng)的通信能力，功能盡可能完備可靠穩(wěn)定, ,Kingview組態(tài)軟件具備上述能力。Kingview組態(tài)軟件成功的將涂裝車間的設(shè)備運(yùn)行信息、機(jī)械化運(yùn)行、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)信息通過網(wǎng)絡(luò)鏈接進(jìn)行了有效的集成，促進(jìn)了生產(chǎn)線的自動(dòng)化運(yùn)行和科學(xué)調(diào)度。為汽車制造企業(yè)的現(xiàn)代化工廠提供了先進(jìn)的、實(shí)用的、可靠的自動(dòng)化解決方案。