关键词：网络 过程监控 汽车产业 电子化制造

下线升降机实时监控画面

一、概述

一汽大众总装车间实时监控系统是用于控制整车车身工艺装配线及各个分装线的实时监控系统,它的主要功 能是对整车装配生产进行监控.该系统采用美国罗克韦尔自动化公司的RSVIEW32工业监控图形组态软件制作而成。该组态软件运行于WINDOWS95以 上操作系统平台，共分为以下几部分：实时显示部分；故障报警部分；信息查询管理部分；梯形图，CAD图辅助诊断部分；系统运行参数设定部分等等。该系统的 控制部分还采用了网络控制技术及现场工业总线技术,其中包括:ControlNet, DeviceNet , Fieldbus, EtherNet等. 该系统的优点是能够直观迅速地反映生产现场的实际情况,可以在中央控制室对生产线远程进行起动/停止控制,同时可以调出各个子模块的梯形图对其进行编辑 /调试,它还具有故障显示/查找功能.根据中德双方股东(第一汽车集团公司和德国大众股份公司)的战略规划要求,轿车一厂的生产能力于今年10月要达到年 产三十三万辆,即两条总装生产线要同时进行混流生产,AUDI B6和AUDI C6混流生产线实现生产节拍4分钟/辆,而JETTA/BORA/GOLF生产线实现节拍85秒/辆,并且两条装配线均是按照三班生产,300工作日/年 计算. 这样总装车间采用了国际上处于领先地位的模块化装配方式,以及多种车型混流生产的形式来提高劳动生产率,从而促进整车装配质量的提高.

二、系统构成

一汽大众总装车间实时监控系统由数据采集系统(1#站),AUDI整车车身工艺装配线(4#站),车 门分装线(3#站),仪表板分装线(2#站),动力总成分装线(5#站),JETTA/BORA/GOLF整车车身工艺装配线及各种单机工艺设备 如:AUDI装配线上的A柱发泡机,激光铭牌制作机,机器人涂胶机,JETTA/BORA/GOLF装配线上的仪表板装配机械手及仪表板机器人涂胶机,底 盘打号机,激光铭牌制作机,天窗装配机械手,前端装配机械手,动力总成分装线及举升线,轮胎装配拧紧机,各种介质(R134a,制动液,伺服油,清洗液 等)加注设备等组成. 中央控制室由两台监控计算机通过网络连接各种设备,见系统框图.

三、系统功能及使用

3.1 故障诊断及监控: 由于所有的现场执行部件及生产设备的工作状态,参数以及信息都是采用现场工业总线Device Net网络这一世界领先的自动化控制和信息解决方案传送到各个生产线及分装线的PLC控制器,再通过Control Net控制网—高速确定性开放网络,实现各个PLC之间的互相通讯,在信息网络层采用以太网,从而在中央控制室实现对整个生产车间的生产进行监控,控制, 故障诊断,报警信息及管理信息等的处理.如:

“动力总成转运线”实时监控画面。

3.2 信息管理系统

3.2.1 生产信息管理系统构成

3.2.2 生产信息管理系统功能

3.2.2.1信息维护: 为使用者提供可以维护车间数据库信息的接口，用户可以打开相应窗口修改或查询数据。总装车间的数据主要由以下几部分构成：

• 设备信息维护/查询 — 可逐条查询和修改包括设备名称、安装厂家、生产厂家、型号、安装时间、设备预期寿命、维修次数在内的设备信息，也可查看设备信息数据表。
• 故障信息维护/查询 — 可逐条查询包括设备名称、故障地址、描述、故障原因在内的故障信息，可编辑故障原因，也可查看故障信息数据表。
• 操作员信息维护/查询 — 本数据涉及监控系统的操作员名称及口令设置，在预知口令、有权查询的前提下，可逐条查询包括操作员名称、口令、类别、权限在内的操作员信息，有权更改操作员信息的人员可以在输入口令后修改这些信息，也可查看操作员信息数据表。
• 工位信息维护/查询 — 可逐条查询和修改包括工位号、工装任务、工装步骤、说明在内的工位信息，也可查看工位信息数据表。

3.2.2.2 信息查询

为使用者提供可以查询车间生产信息的接口，用户可以打开相应窗口查询当日和历史的各类生产信息。根据 生产实际，我们把生产信息分为正常信息、故障信息、操作信息和产量信息四类。正常信息主要反映设备(以生产线为单位)的启动及停止等运行信息；故障信息反 映设备(细化到生产线上的具体设备)的故障状况；操作信息主要反映操作员的操作情况；产量信息则反映车间的班次产量、日产量、月产量和年产量。

• 当日生产信息查询
  • 当日正常信息查询 — 可查询当日的包括时间、设备名称、状态、累积时间、描述、操作员在内的正常生产信息。可预览和打印查询结果报表。可显示 设备有效运行时间和有效停机时间。
  • 当日故障信息查询 — 可查询当日的包括日期、时间、设备名称、故障原因、故障描述、故障地址、操作员在内的故障信息。可预览和打印查询结果报表。
  • 当日操作信息查询 — 可查询当日的包括日期、时间、操作员、类别、说明、操作来源在内的操作信息。可预览和打印查询结果报表。
  • 当日产量信息查询 — 可查询当日的包括日期、预计产量、实际产量、班组在内的产量信息。可预览和打印查询结果报表。
• 历史生产信息查询
  • 历史正常信息查询 — 可查询某一日或某几日的某时段内包括日期、时间、设备名称、状态、累积时间、描述、操作员在内的正常生产信息。可预览和打印查询结果报表。可显示设备有效运行时间和有效停机时间。
  • 历史故障信息查询 — 可查询当月的某一日或某几日的某时段内包括日期、时间、设备名称、故障原因、故障描述、故障地址、操 作员在内的故障信息。可累计查询不同年份(跨度不能超出两年)及不同月份的某一日或某几日的某时段内包括日期、时间、设备名称、故障原因、故障描述、故障 地址、操作员在内的故障信息。可预览和打印查询结果报表。
  • 历史操作信息查询 — 可查询当月的某一日或某几日的某时段内包括日期、时间、操作员、类别、说明、操作来源在内的操作信息。可累计查询不同年份(跨度不能超出两年)及不同月份的某一日或某几日的某时段内包括日期、时间、操作员、类别、说明、操作来源在内的操作信息。可预览和打印查询结果报表。
  • 历史产量信息查询 — 可查询某一日或某几日的某时段内包括日期、预计产量、实际产量、班组在内的产量信息。可预览和打印查询结果报表。

四、系统使用后产生的经济效益及效果 — 采用了该实时监控系统之后,经过一段时间的运行,维修工程师可以直接从中央控制室迅速对总装线及分装 线和现场工艺设备进行故障诊断,查找出故障点,调动维修人员,平均处理每个故障节约8分钟时间,设备开动率至少提高1%.把间接费用降低20%,停工时间 降低15%,缩短新产品推向市场的时间,降低了成本,同时,结合信息查询管理部分设定门槛时间,对经常出现的同一种故障进行统计分析,明确设备名称,故障 地点,故障原因,在一定的历史时间内,如:一个月,对超出该门槛停台时间的故障进行重点跟踪,为维修保养及安排停产检修计划提供客观依据,也为公司主管部 门进行设备更新换代及新车型规划等提供理论依据.

五、应用体会 — 通过这些年来使用罗克韦尔自动化的产品,给我们带来了许多方便,创造了许多价值,但是随着世界制造 业,尤其是汽车行业在寻找电子化制造工厂解决方案时,我们面临越来越多的挑战,如:如何使各个生产车间之间的数据共享,资源有效配置,装配工艺节拍提高到 85秒/辆后,如何尽量减少停机台时,以及今年马上要进行建设的新轿车二厂如何在前期便制订出一个全新的自动化e时代的现代化轿车制造企业是我需要根据已 有自动化控制产品的基础上进行考虑的.

参考文献

1. Rockwell Automation. Device Net System Overview ,Apr.1999
2. Rockwell Software. RSView32-1.0ZH-October 1999
3. Rockwell Automation. ControlNet PLC-5 Programmable Controllers Cat.No.1785-L40C User Manual, September 1995

作者简介

赵春海，1984年毕业于沈阳机电学院电子工程系,同年到第一汽车制造厂机械动力处工作,并于 1988年赴德国进行为期三个月的研修。1991年至今一直在一汽—大众汽车有限公司规划部从事轿车厂的制造与规划工作,期间多次赴德国进行TTA等各种 培训,完成了JETTA,AUDI,BORA,GOLF等车型的生产线的规划与制造任务。