汽车涂装车间的计算机中央监控系统

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  • 近年来,基于计算机软硬件技术的自动化技术发展到了一个新的水平,并显现出了强劲的生命力和应用前景,可以肯定,基于计算机网络技术的自动控制技术将是今后一段时期的应用主流。

    与西方发达国家相比,自动化技术在我国汽车行业的应用总体上处于起步较晚、水平相对落后但发展较快的时期。为了进一步提高企业的产品质量,增强企业的竞争力,必须进一步加强先进自动化技术的应用程度。

    本文通过对计算机中央监控系统在国内某大型汽车厂涂装车间的实际应用情况的介绍,阐述该系统在汽车生产企业的车间生产管理和生产设备的维护中所发挥的重大作用。

    系统概述

    该汽车厂涂装车间生产设备的电控系统总体上采用“集中监视、分散控制”的典型模式,依据这一原则,我们将整个电控系统分为三个层次,即计算机中央监控系统、设备级PLC控制系统和现场级的现场总线系统。每个层次中使用不同的网络结构及软硬件配置,以实现各自的不同功能。

    计算机中央监控系统采取客户机/服务器(Client/Server)的结构方式,使用服务器专门负责与各现场控制器(PLC)的数据通信,直接接收从现场控制器(PLC)发来的有效信息并建立监控系统数据库,同时可以进行系统的开发和系统数据库的更改;设操作员站并作为Client节点,从服务器中读取数据库内的信息,建立显示界面并对设备的运行状况进行实时监视;另设监控数据管理站,主要功能为读取SCADA服务器数据库内的相关数据,加以处理后进行统计并保存。

    本系统现场共有20多个PLC站,它们之间通过PLC网络实现数据信息的传送和交换。根据车间工艺流程和生产控制要求以及现场位置情况,我们将网络中PLC主站设在了中央控制室,通过以太网与计算机相连。

    硬件配置

    1、服务器:IBM XSERIES225 8647-5ACXBON 2.8GHZ/512M/2*36.4G/,集成10M/100M/1000M以太网卡/1.44M软驱/48x光驱/PCI 128声卡/64M显卡/21"彩显/支持1024x768以太网接口卡;

    2、工控机:系统使用两台工控机作为操作员站用于监控操作,其配置为PIV2.4G/ 512M/80G/1.44M软驱/52x光驱/PCI 128声卡/64M显卡/21"纯平彩显/支持1024x768/ 10M/100M RJ45电缆以太网接口卡。

    软件配置

    系统服务器安装中文Windows NT Server 操作系统、Intellution公司的 iFixHMIPAK组态软件以及SQL Server2000I/O Server数据库软件;

    操作员站上安装中文Windows NT Server 操作系统以及iFix客户机版iClient。

    系统设计要求

    1、整体要求:对于业主和使用方来说,性能优异的生产过程监控系统是实现优化管理和设备维护的重要手段,所以就要求计算机中央监控系统必须具有下面的基本性能:

    (1)可靠性:系统应该是完全安全可靠的,这就要求系统必须性能稳定,并保持在最快速度下实现监控数据的准确上传和下达;

    (2)灵活性:系统应在硬件和软件等方面具有模块化和面向过程对象的结构,确保良好的扩展性;

    (3)开放性:监测系统应能将所有符合开放标准的产品和系统纳入与其直接数据通信的范畴,从而保证在统一的管理和维护下充分利用系统资源,可以实现与其他信息管理系统的数据交换;

    (4)可维护性:系统要在软硬件方面具有模块化结构和强大的自诊断功能,方便对系统故障的分析和诊断。

    2、网络安全性设计

    (1) Windows NT安全控制:Windows NT 在操作系统层面上管理操作员用户或网络及系统管理人员的登陆,例如:

    a) 身份认证:识别区分合法用户和非法用户,从而阻止非法用户访问系统;

    b) 权限控制:通过系统对用户的授权决定哪些用户有资格访问哪些资源;

    c) 审计跟踪:记录哪个用户在何时访问了哪些资源,用于收费记帐和非法事件发生时能够有效地追踪;

    d) 对一些机密文件采用加密数据存放,用户合法后方可查阅。

    (2) iFix的安全控制:可以通过设置以安全级别为基础的各种用户,在应用程序层面对操作员的操作权限进行控制,保证正常操作,禁止越权操作。

    监控画面

    根据整个涂装车间的工艺流程、工艺参数和监控要求,本系统将监控画面分为以下若干部分:

    1、监控系统画面

    (1)监控系统主画面:显示整个车间的工艺流程,从车身车间入口到总装车间按功能划分为前处理、电泳、电泳打磨、粗密封、底部密封、细密封、中涂、中涂打磨、面涂、精饰整理、质量终检工位,显示这些工位的以下数据信息:缺车时间(SHT);堵车时间(FUL);生产停止开关和按灯造成的停线时间(P&A);除SHT、FUL、P&A以外的因素造成的停线时间(STP);以上4个时间的逻辑相加(TOT);通过某工位的车体数量等,另外还有离线电泳打磨、离线中涂打磨、离线点修补的进、出车体数量;大返修的车体数量;对生产当天当班预期产量进行置数;统计当班的生产时间和一次合格率。

    (2)车体识别(AVI)系统主画面:显示车间中各个AVI站的实时数据信息(读取的条码信息和读取时间),如各AVI站的工作状态(OK、ERR、R/W)、条码的位置(所在设备号)、该位置现在是否有车的信息等。

    2、前处理设备画面

    (1)总布置图:按现场工件实际运行顺序显示出该设备的所有功能模块的数据信息,如槽体液位、槽液温度、室体的送排风运行状况、摆杆输送链的运行状况、设备的报警信息、整个设备中的车体数量以及一些相关设备的运行状况。

    (2)原理图:根据设备的管路走向图显示在PLC中有信号的泵、阀的运行状况以及设备中关键部分的浊度仪、电导率仪的数据信息。

    3、阴极电泳设备画面

    (1)总布置图同前处理总布置图。

    (2)原理图同前处理原理图。

    (3)纯水设备:根据设备的管路走向图显示在PLC中有信号的泵、阀的运行状况,水箱的开关量液位报警信号的显示以及设备中关键部分的流量计、电导率仪、PH计、压力变送器的数据信息。

    (4)冷冻设备:根据设备的管路走向图显示在PLC中有信号的泵、阀的运行状况,冷水机的运行状况以及设备中水池的液位、水的温度的数据信息。

    4、烘干设备画面

    (1)总布置图:显示各个烘炉的所有温度信息、各烘炉内车体的数量、各烘炉的天然气工作状况以及各个烘炉的报警信息。

    (2)烘干炉:根据设备的平面布置图显示该烘炉的工作状况、天然气的高低压报警、泄漏报警信息、焚烧炉的工作状况、各区的风机运行状况、设定温度值、实际温度值、工件出入口门的状态以及在PLC中有信号的阀的运行状况。

    5、喷漆设备画面

    (1)总布置图:根据设备的平面布置图显示各泵的运行状态、刮渣机的运行状态以及一些相关信号。

    (2)集中供漆:根据设备的平面布置图显示各罐的开关量液位报警信号、管路中漆温、水温的报警信号、在PLC中有信号的泵、阀的运行状况、液压站油位状态、粗细密封各段的加温、超温信号等。

    6、空调送排风设备画面

    根据设备的平面布置图显示送排风机的运行状态、各个喷淋泵的运行状态以及一些相关信号。

    7、机运系统画面

    根据设备的平面布置显示机运系统各区的单链、双链、移行机、旋转移行机、电动滚床、旋转滚床、升降机各设备的运行状态、前处理电泳摆杆链的运行状态以及机运系统的报警汇总。

    8、车间生产统计画面

    (1)班制统计:以天为单位显示各班制的每小时生产量、工作时间计时、目标产量、实际产量、总的停机时间。

    (2)车间统计:将整个车间按工艺流程分成若干个连续的单元块——预处理前、预处理到电泳、电泳到电泳打磨、电泳打磨到密封、密封到中涂、中涂到中涂打磨、中涂打磨到面涂、面涂到精饰整理、精饰整理到总装,显示各块的当前车体数量,同时显示电泳烘房、密封胶烘房、面涂烘房的当前车体数量,电泳空滑橇、油漆空雪橇的当前车体数量。

    9、控制柜状态画面

    显示整个涂装车间PLC网络系统里每个控制柜的工作状态,如自动、手动、报警以及各个现场操作站的工作状态。

    10、报警汇总画面

    显示整个车间设备的报警信号。

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