基於Profibus現場總線的車間生產過程自動化管理方案設計

2020-11-22 電子產品世界

隨著汽車行業之間競爭的日益激烈，各生產廠家都普遍面臨著提高生產效率、降低生產成本、提高生產管理水平等種種壓力。對於汽車項目而言，無論是新建項目，還是現有設備的擴展和改造，在規劃和設計控制系統時都應該有一個基本指導原則：採用最先進的自動化技術和產品，從而最大程度減小系統集成和調試時間、降低投資成本，方便生產運行階段的維護與工藝調整；提高各工藝設備系統的穩定性，減少故障停機時間保證計劃產量的實現。

西門子公司的Profibus現場總線網絡技術為這個系統提供了一個完整的解決方案。在過去的十多年裡，隨著生產車間自動化和過程自動化中分散化結構的迅速增長，現場總線系統的應用日益普遍。其原因之一是現場總線系統實現了數字和模擬輸入／輸出模塊、智能信號裝置和過程調節裝置與可編程邏輯控制器(PLC)和PC之間的數據傳輸，把I／O通道分散到實際需要的現場設備附近，使安裝和布線的費用開銷減少到最小，從而使成本費用大大的節省。其原因之二是標準化的現場總線具有「開放」的通信接口，允許用戶選用不同製造商生產的分散I／O裝置和現場設備。

Profibus現場總線系統的結構是透明和開放的。只有這樣，工程師們才可能從市場上大量可供應的現場設備和部件中選擇最佳的產品組成他們自己的系統。現場總線Profibus滿足了生產過程現場級數據可存取性的重要要求。一方面它覆蓋了傳感器／執行器領域的通信需求，另一方面又具有單元級領域的所有網絡通信功能。特別在「分散I／O」領域，由於有大量的、種類齊全的、可連接的現場設備可供選用，同時該總線系統又提供了豐富的設備診斷信息，操作員可以直接通過監控計算機了解整個車間系統設備的健壯性，為故障的判斷提供直截了當的輔助手段，大大減少了故障的排除時間。

有了Profibus現場總線系統的電氣技術方面的保證，並且在設計中融人了先進的TPS生產管理理念，從而使總裝車間的信息傳遞、物流狀況等實時地展現在管理者和操作者的面前，及時有效地提高了管理水平，減少了故障停線頻率，保證了汽車的質量。

1系統的技術要求及功能概述

1.1管理職能

該系統作為轎車總裝車間信息傳遞的一個子系統，要求實現如下過程的管理職能：

(1)工序作業管理

各工序可以由操作者通過系統進行支援呼叫和必要信息的遠程傳遞，如維修、供應、工藝、質量等，使工序過程透明化。並對各區域、各類別呼叫進行分類統計分析。

(2)設備狀態管理

在線主體及關鍵設備可以通過對人工呼叫、設備信號提取等方式，確認設備生產運行狀態、維修需求等，以進行相關的指示、播報，並對主生產線的停線工時進行分析和報表統計。

(3)質量管理

系統能通過人工呼叫、設備控制信息採集等方式，確認可能嚴重影響產品質量的裝配過程，對影響過程和位置進行實時申報，並在必要時控制停線，同時進行資料庫記錄存儲、查詢和統計、分析。

(4)供應(物流控制)管理

對物流配送的需求進行實時呼叫，並給物流系統直觀提示；對生產線節拍進行提示，為
物流配貨提供支持；就物流對生產過程的影響進行實時記錄，並統計及生成有關報表分析。

(5)節拍管理

系統通過節拍提示屏進行節拍進程提示，結合必要的預警音樂，作為操作工人和物流配貨的工作提示。

(6)停線管理

對如下幾種情況賦予系統停線權限：

①在主裝配線(一次內飾、底盤線、二次內飾)工位呼叫發出後，車到整車位沒有消除呼叫時。

②設備限制不可以越位裝配的，在到達位置限制點時。

③重要質量問題停線，如漏裝、裝配不合格等。

④計劃停線，即按照生產計劃的停線，如產量完成停線，休息時間停線等。

⑤停線原因的統計與報表：系統具備對各類停線進行統計和匯總分析的能力，並能夠生成相關報表。同時核算主線開動率。

(7)環境管理

系統除常規工位狀態顯示外，能夠進行生產計劃、完成產量、停臺、日曆、時間等有關信息顯示，並能有選擇地通過廣播系統播放多種背景音樂。

1.2 信息輸出形式

系統信息採用如下五種方式輸出：

(1)LED雙基色顯示屏

規格大小為：4 000 mm×2 000 mm，雙面顯示；對生產工位狀態、生產狀況(生產計劃數量、完成產量等)有關信息進行綜合顯示。該方式是系統輸出的主要途徑。

(2)電腦終端

設置電腦終端，並賦予不同的權限，進行信息顯示、匯總分析、設置和系統管理等。該方式是系統輸出和管理的主要手段。在終端預留乙太網接口，以便將車間級信息通過Internet共享。

(3)聲音報警

對重要的呼叫內容，在顯示屏附近和現場關鍵點設置聲音報警。該方式是系統輸出的輔助手段。

(4)燈光報警

對重要的呼叫內容，在顯示屏附近設置轉燈報警，所有拉線點設置燈光指示。該方式是系統輸出的輔助手段。

2系統組成

2.1系統硬體的組成

以Profibus總線為網絡結構的PLC控制系統如圖1所示。

電能表相關文章:電能表原理

相關焦點

  • PROFIBUS現場總線技術及發展趨勢分析
    PROFIBUS是一種用於工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。
  • 採用profibus-dp現場總線的直流調速器控制系統
    PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud範圍內選擇且當總線系統啟動時，所有連接到總線上的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用於製造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS是一種用於工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。
  • profibus總線的網絡特性及實現水廠快濾池自動控制系統的設計
    現場總線控制系統（field control system， fcs）定義為：由各種現場儀表通過互連與控制室內人機界面所組成的系統;一個全分散、全數位化、全開放和可互操作的生產過程自動控制系統。80年代以來，各種現場總線技術開始出現，人們要求對傳統的模擬儀表和控制系統變革的呼聲也越來越高，從而使現場總線成為一次世界性的技術變革浪潮。
  • modbus通信協議,profibus、FF、CAN總線等幾種現場總線知識合集
    modbus通信協議，profibus、FF、CAN總線等幾種現場總線知識合集 李倩 發表於 2018-04-29 17:47:00 在工業的發展中，現場總線起著非常重要的作用
  • PROFIBUS 現場總線技術標準
    •市場總值 根據1997 ARC 的市場研究現場總線的世界市場總值大於2百萬個節點， 50%以上是用在歐洲。•市場份額 根據1996 Consultic 關於德國和歐洲市場的市場研究2 ，PROFIBUS 在歐洲市場中約佔 41% 。
  • 現場總線的類型——PROFIBUS(過程現場總線)
    Devicenet是一種簡單的網絡解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時，減少了配線和安裝工業自動化設備的成本和時間。DeviceNet不僅僅使設備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統所帶來的設備級的診斷功能。該功能在傳統的I/O上是很難實現的。　　Devicenet是一個開放的網絡標準。
  • Profibus現場總線的網絡結構
    一個典型的工廠自動化系統應該是三級網絡結構。基於現場總線Profibus－DP/PA控制系統位於工廠自動化系統中的底層，即現場級與車間級。
  • 現場總線(PROFIBUS)技術簡介(二)
    其中，"生產過程"包括斷續生產過程和連續生產過程兩類。或者，現場總線是以單個分散的、數位化、智能化的測量和控制設備作為網絡節點，用總線相連接，實現相互交換信息，共同完成自動控制功能的網絡系統與控制系統。
  • Profibus現場總線及應用實例
    另外， Profibus-PA還描述了現場設 備行為的PA行規。根據IEC1158-2標準， Profibus-PA的傳輸技術可確保其安全性，而且可通過總線給現場設備供電。使用連接器可在Profibus-DP上擴展PA網絡。3. Profibus網絡結構　　一個典型的工廠自動化系統應該是三級網絡結構。
  • Profibus現場總線的優點
    Profibus現場總線技術主要應用於過程工業自動化中的現場級與車間級，而工廠管理級是管理網絡的延伸，採用Profibus總線技術後，與傳統的電控系統相比較，此系統具有以下優點。南京德克威爾IO Profibus-DP通訊系統設計更加方便，價格也很低廉。
  • 基於Profibus現場總線的控制系統
    1 引言現場總線是信息技術、網絡技術的發展在控制領域的體現，是自動化技術發展的熱點之一。因其具有數位化、開放性、分散性以及對現場環境的適應性等特點而獲得了非常廣泛的應用。
  • 現場總線系統有什麼特點?在低壓配電自動化系統中現場總線技術有...
    它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。 實現監控一體化管理。由於DCS主要是以實現化工生產過程自動化為目的，而對電氣系統自動化考慮較少。
  • Profibus-PA現場總線技術研究和應用
    隨著數位技術的不斷發展，德國Siemens等13家工業企業和5家科研機構於1987年開始按照ISO/OSI參考模型研究制定現場總線標準並同時研製Profibus現場總線產品。經過10多年的開發、生產和應用，Profibus現場總線已形成系列產品，在世界市場上已被普遍接受，市場份額佔歐洲首位，年增長率25%。
  • 現場總線(PROFIBUS)技術簡介(五)
    >PROFIBUS-PA適用於PROFIBUS的過程自動化。PA將自動化系統和過程控制系統與壓力、溫度和液位變送器等現場設備連接起來，PA可用來替代4-20mA的模擬技術。PROFIBUS-PA具有如下特性：(1)適合過程自動化應用的行規使不同廠家生產的現場設備具有互換性。
  • 現場總線在某化工廠低壓配電自動化系統中的應用
    引言隨著電力行業的技術進步，化工行業自動化水平日益提高，國內各大化工廠紛紛將配電自動化系統納入DCS（集散控制系統）中，實現監控一體化管理。由於DCS主要是以實現化工生產過程自動化為目的，而對電氣系統自動化考慮較少。
  • 現場總線技術 PROFIBUS 在電廠的應用
    可以採用遠程I/O 的方式，通過常規I/O 模塊採集非智能儀表的信號，然後通過PROFIBUS-DP 總線連接到中央控制器。儀表和執行機構可以按設備生命周期逐批更換。安裝在製造或過程區域的現場設備與控制室內的自控裝置之間的數字式、串行和多點通信的數據總線稱為現場總線。
  • 如何進行基於Profibus現場總線的新型布袋除塵器控制系統設計?
    這樣一個控制系統電氣設備十分複雜，基於Profibus現場總線技術上的成熟與開放性，以及成本上的考慮，我們設計採用以Profibus現場總線作為新型布袋除塵器控制系統的底層現場控制總線，結合分布式I/O板卡配合可保證數據的可靠傳輸。分布式I/O系統是智能化系統，將減輕控制系統的處理負荷。
  • 基於PROFIBUS現場總線的模擬生產線的設計與實現
    廣東技術師範學院自動化系主要從事工業電氣自動化方面的教學、科研任務，現已配備有60臺套S7-200系列可編程控制器，10臺TD200文本顯示器，4臺TP-07觸控螢幕，6臺變頻器，建有一個PROFIBUS
  • 基於SPC3的PROFIBUS現場總線智能從站的設計
    關鍵詞：PWM SG3524 控制器１ 概述ＰＲＯＦＩＢＵＳ是Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ的縮寫，是一種國際性的開放式現場總線標準，即ＥＮ５０１７０歐洲標準。目前世界上許多自動化技術生產廠家都為它們生產的設備提供了ＰＲＯＦＩＢＵＳ接口。
  • 現場總線(PROFIBUS)技術簡介(三)
    廣泛適用於製造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通、電力等其他領域自動化。(4)PROFIBUS-PA：專為過程自動化設計，可使傳感器和執行機構聯在一根總線上，並有本徵安全規範。(7)PROFIBUS是一種用於工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。