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广西玉柴发动机装配车间中央管理系统方案

引言：玉柴发动机装配车间的发动机实验台架、AGV运行小车、预装辊道输送线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控制系统和现场总线控制系统，每个层次中使用不同的络结构及软硬件配置，以实现各自的不同功能。本系统用于台架、AGV小车和辊道输送系统间信息的交换，以及对三个系统进行统一的监控和调度管理，同时将这三部分的生产信息纳入全厂ERP和QAS系统中，实现数据共享，接受统一调度管理。

关键词：AGV 集中监视 PLC 信息 ERP QAS 数据共享

一：中央控制系统的组成：

采用工业计算机络技术、PROFIBUS现场工业总线技术和IFIX工业组态软件SCADA（数据采集与监视控制系统）来构建中央控制系统。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；设备操作员站作为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。

二：系统络的构成

1：上层信息管理络如图1

图一：上层信息管理络结构图

a) 操作管理机：通过操作站上的应用软件，可以对现场设备进行集中监控和调度管理，它通过工业以太与现场PLC交换数据，实现PLC和管理系统以及PLC与PLC间的信息交换。操作管理机共三台，分别对AGV、台架和预装线三套系统进行监督管理。

b) 数据服务器：数据服务器用于存储和含有较低水平的长碳纤维增强材料的混合材料将比全碳长纤维增强复合材料便宜很多(图1)管理生产数据，包括铅笔生产实时数据和基础数据，它一方面实时记录保存生产数据，另一方面与公司管理系统同步，随时更新生产基础数据。为了提高数据安全性，为保证系统运行的实时性和可靠性，本系统共配置了两台数据服务器，采用一用一备的冗余工作方式。

2．.设备选型

2．1 操作管理机

DELL商用工作站 3台

配置：P4 2.8G/256K/40G/卡/17寸CRT/音箱

组态软件（运行版） 3套

型号：IFIX 1024 点运行版

应用软件 3套根据本系统要求开发

操作系统 3套

型号：WINDOWS 2003 PROFESSIONL

2．2 数据服务器

DELL 专用服务器 2套

配置：P4 2.8G/512K/80G/卡/17寸CRT/音箱

数据库开发平台：ORACE9.2工作组级 2套

操作系统：WINDOWS 2003 ADVANCED SERVER 2套

2．3 交换机

3COM交换机 1台 16口，10/100M自适应

2．4打印机

HPA3彩色喷墨打印机1台

3：底层设备控制络如图2

图二：底层设备控制络结构图

底层设备控制络主要作用是控制整个AGV小车、辊道输送线和实验台架的动作，其途径就是通过现场工业总线PROFIBUS络，使AGV小车、辊道输送线和实验台架的PLC按照上层信息管理络发出的控制指令，各自控制相应设备动作。同时，每台PLC一方面通过络把自己状态信息发送到相关的PLC上，一方面通过络接受到其他PLC的状态信息以决定下一步动作。这样，各台PLC控制的各种设备动作可以作到相互配合，相互联系和相互协调。

三：系统功能

3．1．集中显示监控功能

可对现场设备、待测工件的工况、位置进行实时集中监控

3．2．集中操作功能

热缩机可通过计算机集中操作现场设备，进行集中生产作业。

3．3．调度功能

通过管理机间、PLC间的数据共享和交换，可在控制室进行统一的生产管理调度

3．4．远程编程及监控功能

通过计算机上的PLC编程软件可对现场各PLC进行编程和调试

3．5．数据存储管理功能

系统采用专用数据服务器进行生产数据的管理和存储，可以对生产实时数据和基础数据进行保存和更新，实现系统内部和全厂ERP、QAS系统实现数据共享和同步

3．6．数据查询

在操作管理机上可方便的对生产历史数据进行查询

3．7．报表生成功能

操作管理机上可根据需要自动生成班、日、月和年生产报表

3．8．集中报警功能

现场设备故障可通过络集中反应在管理机上，以便生产管理人员及时采取措施。

3．9．络扩展

本系统采用的是TCP/IP工业以太，在提高通信可靠性同时能与商用以太兼容。

四：系统特点

4．1系统可靠性高

体现在以下几个方面：

1） 采用工业以太，本身络通信非常可靠。

2） 同时3台操作管理机都能访问现有PLC,因而实际上3台管理机可互为冗余

3） 采用2台数据服务器冗余配置，提高了系统的可靠性

4） 采用Intellution公司IFIX工业组态软件，能与下面的PLC可靠的通信。

4．2．操作方便

计算机采用图形化的监控画面，对现场进行实时光盘印刷动态监控，可采用动画模拟现场实际工作流程，因而监控操作都极为方便

4．3．数据安全性高

采用双服务器对数据进行实时备份，通过WINDOWNS和数据库平台的多重安全访问机制确保数据不会意外破坏和丢失。

五：系统的信息处理

1：中央管理系统所要实现的功能以及整个系统工艺流程如下：

由地坑出来的发动机（带有二维矩正码） →预装辊道输送线上料点，通过人工扫描发动机信息后，中央管理系统数据库储存该发动机旨在开发超高速和超低能量利用的石墨烯基射频电路的型号、数量、待试机以及所处位置情况→预装辊道输送线下线处，通过人工扫描发动机信息，告诉中央管理系统该型号发动机将要进行实验，中央管理系统通过络协调AGV小车作好接车准备→与AGV小车对接好后，AGV小车将发动机送入实验台架，几号台架需要几号AGV小车上的发动机由中央管理系统根据实验台架发出的空要车要求进行协调AGV小车的下一步动作（送到哪里去？）→ AGV小车与实验台架对接→人工进行发动机实验 →实验完毕后人工录入发动机实验结果（通过人机界面），并发出送车请求，中央管理系统储存该发动机的实验结果，并协调AGV小车作好接车准备→ AGV小车与实验台架进行对接→送入AGV小车→ AGV小车与辊道输送线的上料点进行对接→对接成功后由上料点人工扫描该发动机的信息→经过一些工位操作后进入输送辊道输并且送线的下线处→下线处人工扫描该发动机信息后，由中央管理系统确认该发动机是否下线至模拟线，若该发动机不合格则进入返修区→由天车将不合格的发动机送入返修区→在各个返修工位，人工扫描发动机信息后，人机界面将会显示该发动机的不合格情况，工人根据显示的信息进行相应的人工修理→修理完毕后，工人在人机界面上人工输入修理情况，并通过天车人工送入预装辊道输送线，进行发动机实验。

2：监控画面

在中控室的3台操作管理机上分别运行着IFIX，它主要作用是实时地采集AGV小车、实验台架以及辊道输送线各个工艺设备的状态信息，并以图文的形式生实验机精度等级动、实时的显示各自线体的工作情况，管理者可以根据工艺情况在中控室对生产实施监控及管理。本系统中控室共设三个操作管理机，分别显示AGV小车，实验台架以及辊道输送线的运行情况。

1） 预装辊道输送线系统监控画面

a) 系统主画面：在画面上可以操作整个系统的停止和启动，系统可自动地按时间顺序完成。画面显示整个线体的工艺流程，各个工位发动机的数量、型号以及各种发动机参数；各个举升台，回转台的工作状态。

b) 发动机识别系统主画面：显示线体上各个发动机识别站的实时数据信息（读取的二维码信息和读取时间）

c) 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。

d) 控制柜状态画面：显示线体上控制柜的工作状态，如自动，手动，报警以及线体上操作按纽站的工作状态。

e) 报警汇总画面：显示整个线体上设备的报警信号。

2） AGV小车系统监控画面

a) 系统主画面：在画面上可以操作整个系统的停止和启动，系统可自动地按时间顺序完成。画面显示线体上三台AGV小车的运行状态、所在位置、将要去何处以及小车所载发动机的型号及其相关信息。

b) AGV小车与预装辊道输送线、实验台对接画面

c) 控制柜状态画面：显示线体上控制柜的工作状态，如自动，手动，报警以及线体上操作按纽站的工作状态。

d) 报警汇总画面：显示整个线体上设备的报警信号

3） 实验台架系统监控画面：显示各个实验台架的工作情况，如实验台架有无发动机在实验，将要送出和要车的发动机的型号，合格与否，将要送到哪个小车以及将要接收哪台小车、何种发动机的型号。

六：系统的信息维护

系统的信息维护主要包括以下几方面：

a) 设备的信息维护/查询

b) 故障信息维护/查询

c) 操作员信息维护/查询

d) 工位信息维护/查询(end)

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