文章介紹了長安汽車製造廠總裝車間自控係統的配置和功能，闡述了其係統網絡結構特點——由計算機、PLC、現場IO模塊組成多級的、開放的、模塊化的、實時多任務的、集散型的、可擴展的數據采集和監控係統。  

一、項目概況

長安汽車製造廠原來可以生產(chan) 6種型號汽車，年產(chan) 量在8萬(wan) 輛左右。他的總裝生產(chan) 線是在80年代末引進美國50年代技術製造的，由於(yu) 在設計、製造上存在許多缺陷，導致係統有故障率高，生產(chan) 效率低等諸多問題。長安公司為(wei) 適應中國加入WTO後對汽車行業(ye) 的衝(chong) 擊，保持中國微型汽車生產(chan) 企業(ye) 的龍頭位置，在不斷推出新車型的同時，生產(chan) 線的製造能力成為(wei) 了企業(ye) 發展的瓶頸。通過我們(men) 對總裝生產(chan) 線的改造，大大提高了生產(chan) 效率，將產(chan) 量提高到20萬(wan) 輛/年，並且具備了多種車型混裝能力，可以滿足不斷推出新車型的生產(chan) 需求。

二、改造方案的確定

總裝車間的原生產(chan) 線控製係統采用的是三菱PLC係統，傳(chuan) 統的控製模式。所有分布在車間的信號靠IO電纜連接至PLC櫃，設備的故障報警信息全部通過BCD碼來顯示，工人對生產(chan) 線的幹預僅(jin) 限於(yu) 啟動、停止和急停操作。根據現場生產(chan) 的實際情況，該控製係統已經無法滿足生產(chan) 需求:

1、無法提供故障的準確檢測和判斷。時間對於(yu) 總裝車間來講是分秒必爭(zheng) ，尤其是在產(chan) 量達到一定規模以後。故障產(chan) 生時，維修人員需要以最快的速度發現和解決(jue) 問題，老係統必須由工人根據報警代碼尋找故障地點，再根據經驗分析原因，故障停線時間因此比較長。尤其是在PLC本身發生故障時，往往會(hui) 浪費更多的時間。

2、檢修困難。總裝車間的信號多，而且分布麵積很廣，橋架裏的電纜敷設很擁擠，加之時間比較長，線號已經模糊不清，維修工人需要更換電纜、電氣元件等需要耗費很大的工作量。

3、無法為(wei) 工廠資源管理信息係統（MRPII）提供快速、準確的生產(chan) 信息。車間的零部件物流無法根據實際的生產(chan) 進度進行合理的調度。

西門子公司的Profibus現場總線網絡技術，為(wei) 這個(ge) 係統提供了一個(ge) 完整的解決(jue) 方案。在過去的十多年裏，隨著生產(chan) 車間自動化和過程自動化中分散化結構的迅速增長，現場總線係統的應用日益普遍。其原因之一是：現場總線係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(yu) 可編程邏輯控製器（PLC）和PC之間的數據傳(chuan) 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(cong) 而使成本費用大大地節省。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(chan) 的分散I/O裝置和現場設備。

Profibus現場總線係統的結構是透明和開放的。隻有這樣，工程師們(men) 才可能從(cong) 市場上大量可供應的現場設備和部件中選擇最佳的產(chan) 品組成他們(men) 自己的係統。現場總線PROFIBUS滿足了生產(chan) 過程現場級數據可存取性的重要要求。一方麵它覆蓋了傳(chuan) 感器/執行器領域的通信需求，另一方麵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(yu) 有大量的、種類齊全的、可連接的現場設備可供選用。同時該總線係統又提供了豐(feng) 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(ge) 車間係統設備的健壯性，為(wei) 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。

Profibus利用了現有的國家標準和國際標準。其協議以國際ISO（國際標準組織）標準OSI（開放係統互連）參考模型為(wei) 基礎。ISO/OSI通信標準模型由7層組織，並分成兩(liang) 類。一類是麵向用戶的第5層到第7層，另一類是麵向網絡的第1層到第4層。第1層到第4層描述數據從(cong) 一個(ge) 地方傳(chuan) 輸到另一個(ge) 地方，而第5層到第7層給用戶提供適當的方式去訪問網絡係統。

三、係統結構

我們(men) 根據國內(nei) 外類似係統的運行管理情況以及在該行業(ye) 中的實際經驗，依照國際自動控製領域的發展趨勢，本著安全可靠、簡單實用、先進（十年不落後）的原則，充分發揮西門子自動化產(chan) 品的技術優(you) 勢，以S7控製平台和開放的現場總線網絡ProfibusTM體(ti) 係為(wei) 核心，采用最新的控製器、驅動、網絡架構及工控軟件產(chan) 品為(wei) 用戶提供了一個(ge) 由計算機、PLC、現場分布式I/O組成的多級的、開放的、模塊化的、實時多任務的集散型可擴展數據采集和控製係統。

該係統采用集成工業(ye) 現場總線、控製總線和100/1000M高速以太網組成的混合三層體(ti) 係結構，既支持基於(yu) 瀏覽器的B/S結構體(ti) 係，也支持C/S結構體(ti) 係。

整個(ge) 總裝車間的輸入/輸出信息形式多樣（包括圖像、圖形、文字、語音、數字等多媒體(ti) 形式），信息量大，對係統功能要求高。控製監視任務不僅(jin) 僅(jin) 限於(yu) 單機的檢測和控製問題，而且還實現了對整個(ge) 車間的監控、故障診斷、物流優(you) 化、生產(chan) 預報和調度。以PLC和計算機為(wei) 核心的信息處理機製完成對綜合信息的管理、生產(chan) 過程的計劃、調度、監視與(yu) 自動化控製，係統具有以下三個(ge) 主要方麵的功能：

1、現場生產(chan) 數據的采集、分析、處理、動態追蹤、工藝控製等前台生產(chan) 現場檢測與(yu) 控製；

2、車型數據、設備故障信息、安裝工位管理等後台信息管理