在所有工廠中,汽車制造工廠車間較為領(lǐng)先,從福特汽車最早實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)流水線,到現(xiàn)在滿是機(jī)器人的現(xiàn)代化產(chǎn)線,技術(shù)及設(shè)備,無一不是。
一直以來,CC-Link網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在汽車領(lǐng)域應(yīng)用較為成熟,自進(jìn)入汽車領(lǐng)域以來,可以說是伴隨著汽車及零部件制造工廠逐步的升級(jí)和迭代,比如下面這家汽車部件制造廠商。
天津豐愛汽車座椅部件有限公司是由日本豐田紡織株式會(huì)社和愛信精機(jī)株式會(huì)社于2005年11月1日共同投資的外商獨(dú)資企業(yè)。公司坐落于天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū),主要從事各種汽車座椅骨架、調(diào)角器、滑軌,以及汽車沖壓件、焊接件、涂裝件的開發(fā),生產(chǎn)和銷售,主要為天津一汽豐田汽車進(jìn)行相關(guān)配套生產(chǎn)。
公司逐步發(fā)展中,汽車產(chǎn)線也一直在不斷的優(yōu)化,直至最佳。比如早期,其Andon系統(tǒng)中,汽車數(shù)碼顯示屏的升級(jí)優(yōu)化。
Andon系統(tǒng)是一套專門為汽車裝配線設(shè)計(jì)的綜合性信息管理和控制系統(tǒng),是一種可視化管理工具,可實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)制造管理的一個(gè)核心工具,用于汽車配套設(shè)備的生產(chǎn)管理。
在天津豐愛汽車座椅部件有限公司的產(chǎn)線中,Andon系統(tǒng)的作用,主要是控制和顯示生產(chǎn)線上各工位上有關(guān)設(shè)備運(yùn)行、產(chǎn)品質(zhì)量、物料流向和相關(guān)的生產(chǎn)管理信息,實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)線生產(chǎn)的質(zhì)量狀況、成品狀況和生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況,確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)需求材料的適時(shí)供應(yīng),保持均衡生產(chǎn)。
車間現(xiàn)場圖↓↓↓
Andon系統(tǒng)圖
來看下他們是如何進(jìn)行系統(tǒng)配置的:
首先了解下看板系統(tǒng):
板系統(tǒng)配置圖↓↓↓
簡單對上圖說明一下:
1.現(xiàn)場一共有三個(gè)這樣的系統(tǒng)。
2.每個(gè)系統(tǒng)所帶的生產(chǎn)線數(shù)為21個(gè)、27個(gè)、12個(gè)。
3.每個(gè)本地控制盤的按鈕和指示燈,用于控制LED看板的數(shù)據(jù)的輸入和修改。
4.燈箱用于顯示有呼叫的節(jié)點(diǎn)。
5.在HMI上可對近兩個(gè)班的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看,并可設(shè)置相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)。
6.兩個(gè)三菱電機(jī)QJ61BT11N模塊一個(gè)應(yīng)用于看板系統(tǒng),另一個(gè)與控制語音播報(bào)系統(tǒng)的PLC相連傳輸數(shù)據(jù)。
LED看板 LED看板-遠(yuǎn)程IO
LED數(shù)碼顯示屏為BCD控制,分為14個(gè)單獨(dú)控制的BCD數(shù)碼顯示管,14個(gè)單獨(dú)控制的小數(shù)點(diǎn),靠遠(yuǎn)程IO控制。
其實(shí),看板系統(tǒng)中,在LED數(shù)碼顯示屏的控制中,客戶現(xiàn)場曾經(jīng)是使用單片機(jī)控制連接數(shù)碼顯示屏,單片機(jī)與PLC或者工控機(jī)通過485直接通訊。但是此方案會(huì)造成數(shù)碼數(shù)示屏數(shù)據(jù)延時(shí),通常會(huì)延時(shí)5秒左右,且程序不標(biāo)準(zhǔn),改造程序開發(fā)時(shí)間也較長。
后來改用了CC-Link通信,用CC-Link控制LED數(shù)碼顯示屏取代單片機(jī)通過485直接與PLC或者單片機(jī)通訊,通訊速率使用156K,改善了顯示延時(shí),而且程序標(biāo)準(zhǔn),程序較通訊程序開發(fā)較易,易于調(diào)試,這大大縮短改造開發(fā)程序時(shí)間。
再來看下語音系統(tǒng)方面的布局形成:
上圖,工控機(jī)與三菱電機(jī)的QPLC的編程口相連,走RS232通訊。整個(gè)系統(tǒng)主要對各Andon生產(chǎn)線產(chǎn)生的異常進(jìn)行語音播報(bào)。語音控制盤的PLC通過CC-Link對3個(gè)Andon控制盤的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先采集處理,以簡化工控機(jī)的操作。工控機(jī)運(yùn)行組態(tài)系統(tǒng),對生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,并對異常進(jìn)行播報(bào),信號(hào)由各個(gè)生產(chǎn)線通過CC-Link提供。
LED數(shù)碼顯示屏是如何實(shí)現(xiàn)控制的呢?
LED數(shù)碼顯示屏BCD數(shù)碼顯示管通過設(shè)備供應(yīng)商開發(fā)的單片機(jī)設(shè)備相連,單片機(jī)通過10個(gè)RY控制??窗逭加眠h(yuǎn)程IO模塊10個(gè)輸出點(diǎn),這10個(gè)IO分為如下幾組:
字符:5位,傳送單個(gè)LED字符數(shù)據(jù),其中4位為LED字符的BCD碼,另一位為小數(shù)點(diǎn)。
地址:4位,選通14位LED中的某1位,以表示當(dāng)前字符數(shù)據(jù)所對應(yīng)的LED數(shù)碼管。
時(shí)鐘:1位,在其下降沿更新相應(yīng)LED的顯示字符。
LED數(shù)碼管的編址如下:顯示屏由上至下、由右至左依次對應(yīng)地址線的1-E(HEX)。當(dāng)?shù)刂份斎霝槠渌鼤r(shí),字符數(shù)據(jù)無效。當(dāng)字符輸入的BCD碼為0~9以外的其它值時(shí)可使LED消隱。由以上可看出,LED的數(shù)據(jù)是按位輸入的,也即每次只能更改其中1位。當(dāng)須要更改數(shù)據(jù)時(shí),先使IO模塊對應(yīng)的字符和地址位輸出相應(yīng)值,再使對應(yīng)的時(shí)鐘位產(chǎn)生1個(gè)下降沿,這樣看板上某一位的數(shù)據(jù)即可刷新。
在使用過程中,用戶總結(jié)了以下4個(gè)優(yōu)點(diǎn):
?程序標(biāo)準(zhǔn)化,改動(dòng)與升級(jí)靈活性加強(qiáng)。
?在看板系統(tǒng)個(gè)生產(chǎn)線的各個(gè)LED數(shù)碼顯示管的控制當(dāng)中,節(jié)省資源,為減少遠(yuǎn)程IO點(diǎn)的使用加入單片機(jī)有效的降低了工程成本。
?CC-Link技術(shù)成熟,設(shè)定與刷新比較容易,配線成本低。
通訊距離大約在1000m左右,與之前的單片機(jī)與語音系統(tǒng)直接通訊相比,響應(yīng)度提升,通訊速率使用156K,客戶滿意。
用戶作為第一現(xiàn)場的使用者,最具有發(fā)言權(quán)。技術(shù)的發(fā)展日新月異,對于未來在系統(tǒng)提升方面,用戶也提出了建議:"看板系統(tǒng)PLC通過CC-Link控制各生產(chǎn)線的LED數(shù)碼顯示屏,1000米左右的通訊距離156K已基本極限,為提升響應(yīng)速度,設(shè)備開發(fā)商通過程序算法提升響應(yīng)速度,程序掃描每次執(zhí)行一個(gè)位信息,此點(diǎn)類似瞬時(shí)通訊,在此可以將通訊速率提升,中間加RPT模塊來增加距離。"
事實(shí)上,CC-LinkIE網(wǎng)絡(luò)早已滿足用戶千兆高速大容量的需求,最新推出的CC-LinkIETSN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,也已實(shí)現(xiàn)TSN時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò),做到實(shí)時(shí)與瞬時(shí)的同時(shí)通信。