一汽大眾成都三廠(chǎng)NCS機械化輸送項目是宜科（天津）電子有限公司跨越式發(fā)展過(guò)程中又一標桿式力作。該項目從方案設計到現場(chǎng)實(shí)施，年底之前圓滿(mǎn)通過(guò)了驗收，達到了年產(chǎn)能15萬(wàn)輛的目的。 以下將圍繞該項目中使用的ELCO緊湊型I/O模塊FS200、IP67分布式I/O模塊等產(chǎn)品和系統結構做一簡(jiǎn)要介紹。

  前言

  汽車(chē)制造行業(yè)是自動(dòng)化系統應用的重要領(lǐng)域，這點(diǎn)不僅表現在自動(dòng)控制系統的規模上，更表現在新工藝新技術(shù)的應用上，因此從一定程度上講，汽車(chē)制造行業(yè)的自動(dòng)化水平引領(lǐng)著(zhù)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)。NCS機械化輸送項目的特點(diǎn)是設備分布范圍廣、設備數量眾多、可靠性要求高、節拍要求嚴格，針對上述特點(diǎn)，項目啟動(dòng)之初，在強大的產(chǎn)品技術(shù)支持下，宜科的工程技術(shù)人員準確地給出了一整套的系統解決方案，包括相關(guān)產(chǎn)品的選擇，為項目的成功實(shí)施打下了堅實(shí)的基礎。

  1. 系統架構模式

  針對用戶(hù)需求以及汽車(chē)制造行業(yè)機械化輸送的特點(diǎn)，系統采用三級架構模式，分別為中控室級服務(wù)器系統、車(chē)間級人機交互系統、設備級PLC控制系統。其中設備級的PLC控制系統負責現場(chǎng)的運動(dòng)控制，具體包括信號采集、數據傳輸、邏輯運算和控制命令的發(fā)出。車(chē)間級的人機交互系統由兩臺觸摸屏構成，分別負責條碼信息采集和控制系統的故障診斷與控制參數設置，方便現場(chǎng)操作人員查找故障和設置控制參數。中控室級的服務(wù)器是整個(gè)控制系統中的最高級，面向車(chē)間其可以監控現場(chǎng)設備的狀態(tài)和生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)情況，面向管理系統其可以為管理層提供現場(chǎng)設備的整體運行狀況以及生產(chǎn)任務(wù)的完成情況，從而實(shí)現控制系統和管理系統的無(wú)縫連接，即管控一體化，現場(chǎng)的系統配置如圖1所示，配備了工業(yè)攝像頭，可以更直觀(guān)地觀(guān)察現場(chǎng)的狀態(tài)。NCS項目于11月中旬驗收完成，總體項目按時(shí)完成既定的目標，系統架構模式獲得業(yè)主的認可。
  
                   

   2. 產(chǎn)品創(chuàng )新以及完善的產(chǎn)品鏈

   針對汽車(chē)制造行業(yè)，宜科電子有著(zhù)完善的產(chǎn)品鏈。緊湊型遠程I/O模塊FS200、接近開(kāi)關(guān)、光幕、區域掃描、連接系統以及專(zhuān)為汽車(chē)制造行業(yè)設計的IP67模塊等構成了服務(wù)于汽車(chē)制造行業(yè)的完整產(chǎn)品體系。更重要的是，橫向上，宜科產(chǎn)品的種類(lèi)還在不斷地擴充，縱向上，公司高度重視產(chǎn)品的創(chuàng )新，新產(chǎn)品新技術(shù)不斷地推出，從而為用戶(hù)提供了絕佳的產(chǎn)品應用體驗。在NCS項目中，宜科公司最新推出的緊湊型遠程I/O模塊FS200有著(zhù)優(yōu)異的表現，如下圖所示：
  
                

   FS200是FC200的升級產(chǎn)品，相對于FC200其具有如下優(yōu)點(diǎn)：

結構緊湊，節省安裝空間
階梯式接線(xiàn)底座，接線(xiàn)方便、美觀(guān)
插片式擴展，提供背板通信及供電，安裝簡(jiǎn)單、可靠
FS200模塊安裝于系統分柜中，作為Siemens300PLC的從站由Profibus-DP電纜連接到主站，負責接收負荷開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)、斷路器輔助觸點(diǎn)、柜門(mén)按鈕等開(kāi)關(guān)量信號，同時(shí)輸出開(kāi)關(guān)量信號，驅動(dòng)指示燈、柱燈等顯示狀態(tài)信息和故障信息，以此構成主從的Profibus-DP控制網(wǎng)絡(luò )結構，網(wǎng)絡(luò )拓撲清晰，易于后期維護，適合汽車(chē)制造現場(chǎng)設備分布廣、檢測信號多的特點(diǎn)。

  相對于傳統由I/O模塊的輸出點(diǎn)驅動(dòng)繼電器，繼電器驅動(dòng)接觸器的控制系統，電機啟動(dòng)器的引入簡(jiǎn)化了系統結構，提高了系統的自動(dòng)化程度，具體表現在減少了大量的一次線(xiàn)、二次線(xiàn)，使系統的結構更加清晰。EU5C-SWD-DP網(wǎng)關(guān)是電機啟動(dòng)器的核心，其在Profibus-DP系統中作為從站，將電機啟動(dòng)器的狀態(tài)字傳送給主站PLC，同時(shí)接收主站PLC發(fā)出的控制字，經(jīng)轉換后由扁平電纜傳輸給功能模塊DIL，從而實(shí)現對電機啟動(dòng)器狀態(tài)和動(dòng)作的監控。實(shí)用性方面，其穩定性、易擴展性、安裝調試的簡(jiǎn)易性在NCS現場(chǎng)都有優(yōu)異的表現。
  
                   

   IP67分布式I/O模塊是將通訊部分和I/O部分整合的產(chǎn)品，作為Profibus-DP網(wǎng)絡(luò )的從站使用，工藝上，內部電路采用硅脂灌封，具有強大的抗電磁干擾能力，在大功率焊機頻繁動(dòng)作的焊裝車(chē)間，具有良好的適應性。IP67模塊安裝在現場(chǎng)輥床側面，由預鑄I/O電纜與接近開(kāi)關(guān)連接，是現場(chǎng)分布分散、數量眾多的接近開(kāi)關(guān)信號處理的最佳解決方案。

  3. 電機驅動(dòng)技術(shù)

  NCS項目電機的驅動(dòng)方式分為變頻和非變頻兩種，如下圖所示。傳統的變頻器通過(guò)硬件接線(xiàn)，采用中間繼電器實(shí)現變頻器的啟停和速度控制，二次線(xiàn)復雜，故障診斷困難，NCS項目中，通過(guò)選配變頻器的DP通信模塊，將變頻器掛接到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò )上，通過(guò)控制字實(shí)現對變頻器啟停、速度給定的控制，通過(guò)狀態(tài)字實(shí)現對變頻器的監視和故障診斷。

  4. 功能完善、界面友好的上位機監控系統

  下圖為上位機監控系統的總體畫(huà)面。系統畫(huà)面清晰簡(jiǎn)潔，可識別性強，易于操作。
  
                   

  下圖為分區畫(huà)面，特點(diǎn)是信息量豐富、直觀(guān)。
  
                     

  下圖為輥床故障診斷畫(huà)面，除包含各種故障狀態(tài)外，還包含了輥床的占位信息、運行狀態(tài)和手自動(dòng)狀態(tài)。在系統發(fā)生故障時(shí)，維護人員根據故障診斷信息可以快速準確地確定故障位置和原因。
  
                     

  5. 結束語(yǔ)

  目前，NCS項目已順利驗收，設備運行穩定、可靠性高，充分滿(mǎn)足了現場(chǎng)工藝的要求，得到了業(yè)主的認可。創(chuàng )新型的產(chǎn)品為用戶(hù)帶來(lái)的是絕佳的應用體驗，一流的技術(shù)服務(wù)為業(yè)主帶來(lái)的是高質(zhì)量的系統解決方案，完善的項目管理體系為業(yè)主提供安全穩定的控制系統，宜科公司以上述理念為指導，兼顧創(chuàng )新性與實(shí)用性，源源不斷地為業(yè)主創(chuàng )造效益。