1、10/10基于GE Fanuc產(chǎn)品的 PBS汽車總裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代的汽車生產(chǎn)線中，經(jīng)常在涂裝和總裝之間需要預(yù)留一個(gè)車輛緩沖區(qū)（也確實(shí)是一個(gè)臨時(shí)的車輛存儲(chǔ)區(qū)），通過(guò)那個(gè)緩沖存儲(chǔ)區(qū)，上層能夠通過(guò)生產(chǎn)打算任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛按打算，按步驟，有次序地進(jìn)行生產(chǎn)。因此那個(gè)車輛存儲(chǔ)區(qū)的意義將變得十分重大，它關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)度效率，生產(chǎn)節(jié)奏，以及產(chǎn)品質(zhì)量等等?；谀莻€(gè)緩沖存儲(chǔ)區(qū)，同時(shí)來(lái)維護(hù)和監(jiān)控那個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，我們把那個(gè)系統(tǒng)定義為PBS系統(tǒng)（PBS為Painted Body Store的縮寫(xiě)）。PBS系統(tǒng)是連接汽車生產(chǎn)線的涂裝和總裝過(guò)程的一個(gè)中介緩存區(qū)。目前，PBS系統(tǒng)已在廣州本田以及國(guó)內(nèi)的少數(shù)幾家汽車

2、廠家中成功應(yīng)用了。 1.2 PBS系統(tǒng)的車體存儲(chǔ)和輸送采納的是摩擦輪式的輸送結(jié)構(gòu)，在存儲(chǔ)區(qū)中有4條車輛存儲(chǔ)線，1條調(diào)度返回線（用于車輛的緊急調(diào)度）和1條上總裝線（用于車輛從PBS庫(kù)中上件到總裝線進(jìn)行總體裝配）。PBS系統(tǒng)由三套三菱Q系列的PLC進(jìn)行操縱，各PLC間通過(guò)三菱H網(wǎng)連接成網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)設(shè)有治理現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的車輛和空臺(tái)車分布情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能顯示出存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的車體的生產(chǎn)信息（如車體的顏色，型號(hào)等等）。1.3 與系統(tǒng)相關(guān)的上下層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖a如下所示： (a) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 其中是所有子系統(tǒng)的最頂級(jí)，(Enterprise Resource Planning)是企業(yè)資源規(guī)劃的縮寫(xiě)，

3、其中包括產(chǎn)品材料采購(gòu)，產(chǎn)品研發(fā)和制造，MES (Manufacturing Execution System是制造執(zhí)行系統(tǒng))，產(chǎn)品銷售，而要緊包括焊裝，涂裝，和總裝等。PBS是介于涂裝和總裝之間的部分，監(jiān)控界面在現(xiàn)場(chǎng)治理計(jì)算機(jī)上，能和底層的PLC進(jìn)行雙向的通信，從而能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操縱，例如車輛調(diào)度，啟動(dòng)停止PBS系統(tǒng)等。2 基于iFIX組態(tài)軟件的監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)在PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中所用到的組態(tài)軟件是GE Fanuc公司生產(chǎn)的iFIX組態(tài)軟件。iFIX的圖形功能專門(mén)強(qiáng)，支持多種圖形格式，有可追加的圖形庫(kù)，內(nèi)容豐富，界面的設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)的通信，數(shù)據(jù)庫(kù)的治理變得十分方便和靈活。2.1監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)在PB

4、S生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中要緊包括以下幾個(gè)界面：1 監(jiān)控系統(tǒng)主界面，用于操作人員或生產(chǎn)治理者在現(xiàn)場(chǎng)治理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行察看車庫(kù)中所有車輛的信息以及各個(gè)部分所處的狀態(tài)，比如講電機(jī)是否工作正常，一些現(xiàn)場(chǎng)操作盒是處于手動(dòng)狀態(tài)依舊自動(dòng)狀態(tài)等等。主界面的目的是從部分上察看細(xì)節(jié)。2 總覽界面，是主界面中略去了一些次要的信息，是從系統(tǒng)的整體上進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。3 報(bào)警界面，利用iFIX中的報(bào)警一覽控件，將整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的所有報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)一的治理顯示，并能夠按照一定的順序進(jìn)行排序，報(bào)警的統(tǒng)計(jì)以及報(bào)警后的相應(yīng)處理等等。4 生產(chǎn)報(bào)表，利用組態(tài)軟件中的水晶報(bào)表，通過(guò)生產(chǎn)報(bào)表能夠?qū)ｉT(mén)好的實(shí)現(xiàn)上層治理人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行治理。5 車輛

5、信息界面，是通過(guò)以太網(wǎng)從MES層的數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得所需的信息（車體的顏色，車體的型號(hào)，重量，車輛入庫(kù)出庫(kù)時(shí)刻等），并將信息顯示在該界面中。6車型跟蹤界面，該界面的目的是對(duì)整個(gè)庫(kù)區(qū)里的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄跟蹤,并同時(shí)對(duì)SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)中的車輛跟蹤表進(jìn)行刷新，以便系統(tǒng)依照生產(chǎn)任務(wù)打算進(jìn)行車輛的自動(dòng)調(diào)度出庫(kù)，如圖b所示。 (b)車型跟蹤界面2.2 iFIX過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)PDB（Process Database）的建立iFIX采納面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，數(shù)據(jù)庫(kù)要緊是以數(shù)據(jù)塊的形式構(gòu)成的，不同的數(shù)據(jù)塊所實(shí)現(xiàn)的功能不同。能夠?qū)⒍鄠€(gè)數(shù)據(jù)塊按先后的順序連接起來(lái)，就組成了數(shù)據(jù)鏈。在數(shù)據(jù)鏈中，數(shù)據(jù)從一個(gè)數(shù)據(jù)塊傳

6、遞到下一數(shù)據(jù)塊來(lái)實(shí)現(xiàn)一些功能的組合，數(shù)據(jù)鏈能夠讀取底層的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生報(bào)警并自動(dòng)完成某個(gè)過(guò)程。規(guī)模較大的過(guò)程操縱系統(tǒng)包括較多I/O點(diǎn)，用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，因此能夠通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)數(shù)據(jù)鏈，每一條鏈完成某一功能，或?qū)崿F(xiàn)操縱過(guò)程的某一特定功能，如此就能夠使問(wèn)題簡(jiǎn)化。在PBS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了讀（寫(xiě)）PLC中設(shè)備的數(shù)值，采納了DI塊（數(shù)字量輸入塊），DO塊（數(shù)字量輸出塊），AI塊（模擬量輸入塊）和PG塊（程序塊）等。2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的事件調(diào)度在實(shí)際中有一些任務(wù)希望在特定的時(shí)刻或時(shí)刻間隔進(jìn)行，或過(guò)程發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行，這確實(shí)是所謂的調(diào)度問(wèn)題。在iFIX組態(tài)軟件中有兩種調(diào)度，分不是基于事件的調(diào)度和基于時(shí)刻的

7、調(diào)度，為了調(diào)度這些任務(wù)，需要依照實(shí)際需求定義觸發(fā)這些動(dòng)作的時(shí)刻或事件。下面的這段代碼是推斷某個(gè)車位有無(wú)車輛以及在各個(gè)條件下相應(yīng)的做何種操作。事件調(diào)度腳本程序如下：Private Sub Vehicle_OnTrue() / 調(diào)度事件發(fā)生條件 FIX32.FIX.STATE.F_CV為真時(shí)Dim a as variant / 定義一個(gè)變量a用于存放從STATE中取出的值Dim b as Boolean / 用于存放從DB中查到該車位有無(wú)車的標(biāo)志位a = readvalue ( “Fix32.Fix.STATE.F_cv” ) /讀取STATE標(biāo)簽中的值If a = 1 then b = stat

8、e(1) /state為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)志某個(gè)車位有無(wú)車輛的字段 if b = TRUE Then User.Veh.CurrentValue = 1 / 該位置車輛可見(jiàn),Veh是全局變量，推斷車輛可見(jiàn) PBS.Vehicle.Foregrount = Rvalue(1) / 將車的顏色設(shè)置成從數(shù)據(jù)庫(kù)中查到的顏色PBS.type.visible = True /標(biāo)志車輛類型的文本type可見(jiàn) PBS.type.captain = typename(1)/將該車位type與DB中typename相對(duì)應(yīng) end if while a = 1 /等待著標(biāo)簽STATE中值的變化 a = readvalu

9、e ( “FIX32.FIX.STATE.F_CV“ )/不斷的讀取標(biāo)簽中的值 Doevents /同意操作系統(tǒng)處理等候在隊(duì)列中的事件和信息 wendend if if a = 0 then User.Veh.CurrentValue = 0 / 該位置的車輛不可見(jiàn)，Veh設(shè)置為0 PBS.type.visible = False / type不可見(jiàn) End if Call SeekDB( 1,2 ) / 更新關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的下一個(gè)位置，SeekDB是更新數(shù)據(jù)庫(kù)表中記錄的函數(shù)End sub3 PBS系統(tǒng)中MITSUBISHI Q PLC的簡(jiǎn)介在PBS生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中底層所使用的是三菱公司生產(chǎn)的Q系

10、列PLC，PLC Type 為：Q12H。QCPU要緊具有如下新特點(diǎn)：(1) 可操縱較多的I/O 點(diǎn)；(2) 能夠?qū)崿F(xiàn)高速處理；可編程操縱器的部分類型，差不多實(shí)現(xiàn)了高速處理。（例如當(dāng)使用LD指令時(shí)，Q12HCPU，0.034s）；(3) 通過(guò)與GX Developer 的高速通訊提高調(diào)試效率；(4) 可提供AnS 系列I/O模塊或?qū)ｉT(mén)功能模塊關(guān)于Q 系列，假如沒(méi)有適當(dāng)?shù)哪K，可通過(guò)使用QA1S65B/QA1S68B 擴(kuò)展基板單元，AnS 系列I/O 模塊或?qū)ｉT(mén)功能模塊也可用于QCPU。4通信部分的設(shè)置4.1 PLC中的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置PBS系統(tǒng)和底層PLC間的通信方式采納的是OPC(OLE for

11、 Process Control) ，OPC的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程操縱應(yīng)用建立了橋梁，PLC的通訊模塊采納的是QJ71E71。通信參數(shù)在PLC開(kāi)發(fā)軟件GX Developer 上進(jìn)行設(shè)置，Network parameters中的MELSECENT/Ethernet設(shè)置如下：起始I/O號(hào)： 寫(xiě)入QJ71E71模塊所插的I/O槽起始地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)： 即Ethernet的network ID(例如：1)操作設(shè)置： binary或ASCII，選binaryIP地址和數(shù)字格式： 選擇一種格式并依照格式寫(xiě)入IP地址運(yùn)行中同意寫(xiě)入： 選中復(fù)選框表示運(yùn)行中監(jiān)視的變量值可修改在開(kāi)放設(shè)置中選定

12、配置端口號(hào)：注意數(shù)字格式轉(zhuǎn)換，如十六進(jìn)制的2000表示的端口號(hào)為8192通訊格式選TCP, unpassive,其余用默認(rèn)設(shè)定即可。4.2 在iFIX的過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)（PDB）中訪問(wèn)OPC Server工作臺(tái)能夠使用一個(gè)OLE for Process Control(OPC)服務(wù)器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。通過(guò)完成塊的I/O驅(qū)動(dòng)器域，您能夠配置任何數(shù)據(jù)庫(kù)塊接收和發(fā)送OPC數(shù)據(jù)。 OPC地址語(yǔ)法如下所示：ServerName; GroupName; ItemID; AccessPath其中ServerName是OPC服務(wù)器的名字，GroupName是要訪問(wèn)的OPC組的名字，ItemID是要讀寫(xiě)的OPC項(xiàng)目的名

13、字。AccessPath是可選項(xiàng)，它指示服務(wù)器如何訪問(wèn)數(shù)據(jù)。最終的配置如圖c所示： (c) iFIX的過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)（PDB）的配置4.3 MelsecExplorer的設(shè)置在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)MelsecExplorer軟件來(lái)采集來(lái)自PLC的底層信號(hào)，再和PowerTool軟件實(shí)現(xiàn)通信，將通過(guò)處理的信號(hào)最終傳遞給iFIX過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)（來(lái)從底層進(jìn)行信號(hào)采集）起到監(jiān)控的效果。在MelsecExplorer中的Edit菜單下選擇Ports選項(xiàng)，在General下選擇Ethernet，所進(jìn)行的設(shè)置如圖d所示： (d) MelsecExplorer的端口設(shè)置其中各參數(shù)講明如下：Protocol: 通信方式選用TCP/IP Host: 默認(rèn)為本機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，那個(gè)地點(diǎn)是jonsonn IP： 本機(jī)IP地址 Port: 計(jì)算機(jī)讀數(shù)端口，設(shè)置為0即可 MELSEC IP： PLC以太網(wǎng)的IP地址，與用PLC編程軟件設(shè)置的端口一致 MELSEC Port: PLC的端口，與用PLC編程軟件設(shè)置的端口一致，PLC的端口設(shè)置為1388。新建數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊需在所新建的端口下，并符合相應(yīng)的PLC類型，在新建的數(shù)據(jù)塊下建立所需要通訊的數(shù)據(jù)點(diǎn)。如此完成OPC SERVER的設(shè)置，就能夠用標(biāo)準(zhǔn)的OPC PowerTool來(lái)從底層PLC中讀取數(shù)據(jù)了。5總