用戶(hù)基本情況
上海大眾汽車(chē)有限公司是中德合資的轎車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，雙方投資比例各占50％。公司于1985年9月正式成立。
上海大眾汽車(chē)有限公司座落于上海西北郊的安亭工業(yè)區(qū)，占地面積243萬(wàn)平方米，現(xiàn)有職工人數(shù)1萬(wàn)余人。公司主要生產(chǎn)桑塔納轎車(chē)，桑塔納旅行車(chē)，桑塔納2000型轎車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)。公司成立以來(lái)，轎車(chē)產(chǎn)量從1700輛發(fā)展到目前的年產(chǎn)量已超過(guò)23萬(wàn)輛，累計(jì)生產(chǎn)超過(guò)100萬(wàn)輛。產(chǎn)品種類(lèi)已從單一的桑塔納普通型發(fā)展到目前包括桑塔納2000型在內(nèi)的兩大系列多種車(chē)型，國(guó)產(chǎn)化率從起步時(shí)的27％到目前已達(dá)約92％。
上海大眾連續(xù)六年名列全國(guó)最大500家外資企業(yè)榜首，并連續(xù)八年名列全國(guó)合資企業(yè)“十佳”之列。
上海大眾由汽車(chē)一廠，汽車(chē)二廠，發(fā)動(dòng)機(jī)一廠，發(fā)動(dòng)機(jī)二廠和在建的試車(chē)場(chǎng)五個(gè)區(qū)域組成。上海大眾一期工程汽車(chē)一廠和發(fā)動(dòng)機(jī)一廠于1990年4月完成，二期工程汽車(chē)二廠和發(fā)動(dòng)機(jī)二廠于1995年4月完成。
項(xiàng)目背景
一期工程的投入使用，使上海大眾的桑車(chē)年產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)輛。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，轎車(chē)的走進(jìn)家庭，以及對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)含量的要求不斷提高，同時(shí)為了使公司的生產(chǎn)能力達(dá)到設(shè)計(jì)的年產(chǎn)30萬(wàn)輛標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)已有的一期工程項(xiàng)目進(jìn)行擴(kuò)容，進(jìn)行更大規(guī)模的生產(chǎn)已迫在眉睫。從而，二期工程投資立項(xiàng)。
一期工程的汽車(chē)一廠和發(fā)動(dòng)機(jī)一廠始建于1985年。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)能力有限，除了發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)流水線采用了可編程控制器S5-115進(jìn)行單機(jī)運(yùn)行控制之外，基本上整個(gè)生產(chǎn)流程還是基于繼電器－接觸器的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)繁復(fù)，可靠性差，生產(chǎn)效率低。
于是，采用最新技術(shù)運(yùn)用于新投建的二期工程成為投資雙方的共同愿望。
選型標(biāo)準(zhǔn)
采用最新技術(shù)首先是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。要提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用必不可少。由于有西門(mén)子S5-115 PLC的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，西門(mén)子的S5-115 PLC繼續(xù)中選。同時(shí)，更大規(guī)模更新技術(shù)的S5-135/155 PLC也在二期工程中得到應(yīng)用。作為一家中德合資企業(yè)并且已經(jīng)擁有對(duì)西門(mén)子可編程控制器的成功運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)者把目光投向了PROFIBUS。并非僅僅因?yàn)镻ROFIBUS誕生于德國(guó)，更因?yàn)槲鏖T(mén)子有面向 PROFIBUS的眾多控制產(chǎn)品，以及PROFIBUS作為德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有著其可靠的特性，強(qiáng)大的功能，有扎實(shí)的應(yīng)用基礎(chǔ)。PROFIBUS是一個(gè)真正的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，即符合各國(guó)人民利益，集各類(lèi)先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線之長(zhǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
同汽車(chē)一廠一樣，汽車(chē)二廠由四個(gè)生產(chǎn)車(chē)間組成：沖壓車(chē)間，車(chē)身制造車(chē)間，油漆車(chē)間和總裝車(chē)間。它主要生產(chǎn)桑塔納2000型和少量普通型桑塔納。
沖壓車(chē)間的功能是將車(chē)身制造的各個(gè)金屬部件沖壓成型，送至車(chē)身制造車(chē)間進(jìn)行車(chē)身制造。在車(chē)身制造車(chē)間，各個(gè)部件被焊接在一起，一部桑塔納轎車(chē)的雛形已經(jīng)生成。下一步工序也就是對(duì)車(chē)身的油漆。油漆車(chē)間是汽車(chē)二廠成功使用PROFIBUS的典范。這個(gè)車(chē)間的規(guī)模相當(dāng)龐大，桑塔納整車(chē)車(chē)身毛胚由傳送帶從車(chē)身制造車(chē)間送到油漆車(chē)間，然后在傳送帶的輸送下，在油漆車(chē)間上下共三層的各個(gè)工位進(jìn)行加工。工序包括預(yù)處理，熱水洗，預(yù)脫脂，主脫脂……等等。整個(gè)上漆過(guò)程也有許多步驟。并且上漆是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的工作，環(huán)境溫度，濕度等眾多因素對(duì)上漆的質(zhì)量有著相當(dāng)大的影響。有經(jīng)驗(yàn)的工程師需要不斷地根據(jù)各種數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，如：油漆的濃度，烘烤的時(shí)間長(zhǎng)度等等，進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，以確保生產(chǎn)質(zhì)量。最后，由傳送帶送到總裝車(chē)間的色澤鮮亮的整車(chē)車(chē)身在總裝車(chē)間進(jìn)行總裝，安裝上由發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)和來(lái)自于眾多配套廠家的配套產(chǎn)品，一輛嶄新的桑塔納轎車(chē)就可以駛下生產(chǎn)線了。
汽車(chē)二廠油漆車(chē)間系統(tǒng)介紹
油漆車(chē)間由兩大基本系統(tǒng)組成，它們是：輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)。輔助設(shè)備是指風(fēng)機(jī)，焚燒爐等設(shè)備，以及一些環(huán)境參數(shù)，諸如溫度，濕度等等，對(duì)這些參數(shù)加以監(jiān)控，以得到噴涂工藝所需要的環(huán)境。噴涂系統(tǒng)是油漆車(chē)間的精華所在。整個(gè)系統(tǒng)主要用于對(duì)三個(gè)不同噴涂工位上的噴涂設(shè)備進(jìn)行控制，通常這些設(shè)備是自動(dòng)化噴涂機(jī)器人或機(jī)器臂，以及噴涂槍。
如圖1所示，輔助系統(tǒng)由S5-115U作為主機(jī)，用CP 5430通訊模塊與上位機(jī)進(jìn)行PROFIBUS-FMS通訊。主機(jī)自帶多臺(tái)擴(kuò)展機(jī)架，利用IM 308/318構(gòu)成一個(gè)大型控制系統(tǒng)，分別安裝于不同機(jī)柜中，就近控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
用戶(hù)基本情況
上海大眾汽車(chē)有限公司是中德合資的轎車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，雙方投資比例各占50％。公司于1985年9月正式成立。
上海大眾汽車(chē)有限公司座落于上海西北郊的安亭工業(yè)區(qū)，占地面積243萬(wàn)平方米，現(xiàn)有職工人數(shù)1萬(wàn)余人。公司主要生產(chǎn)桑塔納轎車(chē)，桑塔納旅行車(chē)，桑塔納2000型轎車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)。公司成立以來(lái)，轎車(chē)產(chǎn)量從1700輛發(fā)展到目前的年產(chǎn)量已超過(guò)23萬(wàn)輛，累計(jì)生產(chǎn)超過(guò)100萬(wàn)輛。產(chǎn)品種類(lèi)已從單一的桑塔納普通型發(fā)展到目前包括桑塔納2000型在內(nèi)的兩大系列多種車(chē)型，國(guó)產(chǎn)化率從起步時(shí)的27％到目前已達(dá)約92％。
上海大眾連續(xù)六年名列全國(guó)最大500家外資企業(yè)榜首，并連續(xù)八年名列全國(guó)合資企業(yè)“十佳”之列。
上海大眾由汽車(chē)一廠，汽車(chē)二廠，發(fā)動(dòng)機(jī)一廠，發(fā)動(dòng)機(jī)二廠和在建的試車(chē)場(chǎng)五個(gè)區(qū)域組成。上海大眾一期工程汽車(chē)一廠和發(fā)動(dòng)機(jī)一廠于1990年4月完成，二期工程汽車(chē)二廠和發(fā)動(dòng)機(jī)二廠于1995年4月完成。
項(xiàng)目背景
一期工程的投入使用，使上海大眾的桑車(chē)年產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)輛。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，轎車(chē)的走進(jìn)家庭，以及對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)含量的要求不斷提高，同時(shí)為了使公司的生產(chǎn)能力達(dá)到設(shè)計(jì)的年產(chǎn)30萬(wàn)輛標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)已有的一期工程項(xiàng)目進(jìn)行擴(kuò)容，進(jìn)行更大規(guī)模的生產(chǎn)已迫在眉睫。從而，二期工程投資立項(xiàng)。
一期工程的汽車(chē)一廠和發(fā)動(dòng)機(jī)一廠始建于1985年。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)能力有限，除了發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)流水線采用了可編程控制器S5-115進(jìn)行單機(jī)運(yùn)行控制之外，基本上整個(gè)生產(chǎn)流程還是基于繼電器－接觸器的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)繁復(fù)，可靠性差，生產(chǎn)效率低。
于是，采用最新技術(shù)運(yùn)用于新投建的二期工程成為投資雙方的共同愿望。
選型標(biāo)準(zhǔn)
采用最新技術(shù)首先是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。要提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用必不可少。由于有西門(mén)子S5-115 PLC的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，西門(mén)子的S5-115 PLC繼續(xù)中選。同時(shí)，更大規(guī)模更新技術(shù)的S5-135/155 PLC也在二期工程中得到應(yīng)用。作為一家中德合資企業(yè)并且已經(jīng)擁有對(duì)西門(mén)子可編程控制器的成功運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)者把目光投向了PROFIBUS。并非僅僅因?yàn)镻ROFIBUS誕生于德國(guó)，更因?yàn)槲鏖T(mén)子有面向 PROFIBUS的眾多控制產(chǎn)品，以及PROFIBUS作為德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有著其可靠的特性，強(qiáng)大的功能，有扎實(shí)的應(yīng)用基礎(chǔ)。PROFIBUS是一個(gè)真正的國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，即符合各國(guó)人民利益，集各類(lèi)先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線之長(zhǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
同汽車(chē)一廠一樣，汽車(chē)二廠由四個(gè)生產(chǎn)車(chē)間組成：沖壓車(chē)間，車(chē)身制造車(chē)間，油漆車(chē)間和總裝車(chē)間。它主要生產(chǎn)桑塔納2000型和少量普通型桑塔納。
沖壓車(chē)間的功能是將車(chē)身制造的各個(gè)金屬部件沖壓成型，送至車(chē)身制造車(chē)間進(jìn)行車(chē)身制造。在車(chē)身制造車(chē)間，各個(gè)部件被焊接在一起，一部桑塔納轎車(chē)的雛形已經(jīng)生成。下一步工序也就是對(duì)車(chē)身的油漆。油漆車(chē)間是汽車(chē)二廠成功使用PROFIBUS的典范。這個(gè)車(chē)間的規(guī)模相當(dāng)龐大，桑塔納整車(chē)車(chē)身毛胚由傳送帶從車(chē)身制造車(chē)間送到油漆車(chē)間，然后在傳送帶的輸送下，在油漆車(chē)間上下共三層的各個(gè)工位進(jìn)行加工。工序包括預(yù)處理，熱水洗，預(yù)脫脂，主脫脂……等等。整個(gè)上漆過(guò)程也有許多步驟。并且上漆是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的工作，環(huán)境溫度，濕度等眾多因素對(duì)上漆的質(zhì)量有著相當(dāng)大的影響。有經(jīng)驗(yàn)的工程師需要不斷地根據(jù)各種數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，如：油漆的濃度，烘烤的時(shí)間長(zhǎng)度等等，進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，以確保生產(chǎn)質(zhì)量。最后，由傳送帶送到總裝車(chē)間的色澤鮮亮的整車(chē)車(chē)身在總裝車(chē)間進(jìn)行總裝，安裝上由發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)和來(lái)自于眾多配套廠家的配套產(chǎn)品，一輛嶄新的桑塔納轎車(chē)就可以駛下生產(chǎn)線了。
汽車(chē)二廠油漆車(chē)間系統(tǒng)介紹
油漆車(chē)間由兩大基本系統(tǒng)組成，它們是：輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)。輔助設(shè)備是指風(fēng)機(jī)，焚燒爐等設(shè)備，以及一些環(huán)境參數(shù)，諸如溫度，濕度等等，對(duì)這些參數(shù)加以監(jiān)控，以得到噴涂工藝所需要的環(huán)境。噴涂系統(tǒng)是油漆車(chē)間的精華所在。整個(gè)系統(tǒng)主要用于對(duì)三個(gè)不同噴涂工位上的噴涂設(shè)備進(jìn)行控制，通常這些設(shè)備是自動(dòng)化噴涂機(jī)器人或機(jī)器臂，以及噴涂槍。
如圖1所示，輔助系統(tǒng)由S5-115U作為主機(jī)，用CP 5430通訊模塊與上位機(jī)進(jìn)行PROFIBUS-FMS通訊。主機(jī)自帶多臺(tái)擴(kuò)展機(jī)架，利用IM 308/318構(gòu)成一個(gè)大型控制系統(tǒng)，分別安裝于不同機(jī)柜中，就近控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
發(fā)動(dòng)機(jī)廠系統(tǒng)介紹
相對(duì)于油漆車(chē)間龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間要渺小許多，參見(jiàn)圖3。發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間主要由四條生產(chǎn)線組成，它們是：缸體生產(chǎn)線，缸蓋生產(chǎn)線，曲軸生產(chǎn)線和總裝生產(chǎn)線。在這些生產(chǎn)線中，PROFIBUS-DP得到了廣泛的應(yīng)用。就其中缸體生產(chǎn)線中的某一個(gè)典型工位的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)如圖所示，S5-115U仍然被用作系統(tǒng)的主機(jī)。主機(jī)通過(guò)IM 308與95U-DP相連，構(gòu)成PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，95U-DP作為DP網(wǎng)上的從站。由于有 PROFIBUS的應(yīng)用，該系統(tǒng)有一個(gè)非凡的特點(diǎn)，那就是在系統(tǒng)的末端連接了MC的產(chǎn)品，SINUMERIK 805。在805上有一塊IM 309模塊用于向805提供PROFIBUS接口，同時(shí)提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。從而，從PLC上可以直接將控制數(shù)據(jù)送至數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，進(jìn)一步體現(xiàn)了 PROFIBUS的價(jià)值。
由于發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間沒(méi)有象油漆車(chē)間那樣提供操作臺(tái)或者中央控制室，對(duì)生產(chǎn)狀況予以統(tǒng)一的監(jiān)控，故在這個(gè)車(chē)間中大量采用了操作面板的形式進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控。這些面板有OP 25，和WF 470。其中OP 25系通過(guò)PROFIBUS-DP與95U-DP相連，從另一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)了PROFIBUS的強(qiáng)大功能。
目前運(yùn)行狀況
PROFIBUS的成功運(yùn)用對(duì)生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效益提供幫助很大。由于系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，通訊可靠性好，從而減少了維護(hù)的必要性，同時(shí)又保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；而從另外一個(gè)方面來(lái)看，由于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線使得建設(shè)期間工程量也大大減少——包括布線工程量和工程師操作編程工作量，所以對(duì)生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，真正做到了投資少見(jiàn)效快。
小結(jié)
通過(guò)與上海大眾的工程師們的探討，許多工程師都認(rèn)為，PROFIBUS是他們所接觸過(guò)的最完整的，最強(qiáng)大的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制總線。它不但功能強(qiáng)大，而且操作簡(jiǎn)單。通過(guò)與西門(mén)子面向PROFIBUS所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品相連，使得用戶(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)的性能得以如升級(jí)換代般的改進(jìn)。它的優(yōu)點(diǎn)不僅僅體現(xiàn)在減少系統(tǒng)布線工程量，而且大量的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，大大降低了用戶(hù)軟件編制的復(fù)雜性，使得操作簡(jiǎn)便而且直觀，維護(hù)工作量得到了相當(dāng)大的減少。PROFIBUS不愧為真正的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線。