三菱PLC及網絡在汽車總裝線上的應用

1．汽車總裝線系統構成與要求

汽車總裝線由車身儲存工段、底盤裝配工段、車門分裝輸送工段、最終裝配工段、動力總成分裝、合裝工段、前梁分裝工段、后橋分裝工段、儀表板總裝工段、發動機總裝工段等構成。

車身儲存工段是汽車總裝的第一個工序，它采用ID系統進行車身型號和顏色的識別。在上件處，由ID讀寫器將車型和顏色代碼寫入安裝在吊具上的存儲載體內，當吊具運行到各道岔處由ID讀寫器讀出存儲載體內的數據，以決定吊具進人不同的儲存段。出庫時，ID讀寫器讀出存儲載體內的數據，以決定車身送到下件處或重新返回存儲段。在下件處，清除存儲載體的數據。在上下線間，應在必要的地方增加ID讀寫器，以確定車身信息，防止誤操作。采用人機界面以分頁顯示該工段各工位的運行狀況，車身存儲情況、飽和程度、故障點等信息。

總裝線的所有工段都分為自動操作和手動操作兩種形式。自動時，全線由PLC程序控制；手動時，操作人員在現場進行操作。整條線在必要的工位應有急停及報警裝置。

整個系統以三菱PLC及現場總線CC-Link為核心控制設備，采用接近或光電開關監測執行結構的位置，調速部分采用三菱FR-E500系列變頻器進行控制，現場的各種控制信號及執行元件均通過CC-Link由PLC進行控制。

2．系統配置

汽車總裝線的系統配置如圖7－31所示。

圖7－31 汽車總裝線的系統配置

3．系統功能

本總裝線電控系統總體上采用“集中監管，分散控制”的模式，整個系統分三層，即信息層、控制層和設備層。

信息層由安裝在中央控制室的操作員站和工程師站構成，操作站的主要作用是向現場的設備及執行機構發送控制指令，并對現場的生產數據、運行狀況和故障信息等進行收集監控；工程師站的主要作用是制定生產計劃、管理生產信息。它們的連接采用通用的Ethernet，并通過安裝在MELSECNET/10網主站PLC上的Ethernet模塊實現與設備控制層各PLC間的數據交換。在必要的時候，可以通過工程師站與管理層的計算機網絡進行連接，使得管理者可以在辦公室對所需要的信息進行查閱。

控制層采用三菱的MELSECNET/10網，將總裝線各工段上（除前橋和后橋分裝工段外）的8套Q2AS PLC相連接實現數據共享。它具有傳輸速度高（10Mbps）、編程簡單（無需專用網絡指令）、可靠性高、維護方便、信息容量大等特點。車身儲存工段采用一臺三菱 A975GOT人機界面，實現對該工段現場信息的高速響應。

設備層采用四套CC-Link，分別掛在車身儲存工段、底盤裝配工段、車門分裝儲存工段和內飾工段的PLC上。CC-Link現場總線具有傳輸速度高（最高10Mbps）、傳輸距離長（1200m）、設定簡單、可靠性高、維護方便、成本低等特點。它通過雙絞線將現場的傳感器、泵、閥、ID讀寫器、變頻器及遠程I/O等設備連接起來，實現了分散控制集中管理。這樣變頻器的參數、報警信息等數據不但可以方便地由PLC進行讀寫，而且可由上位機和GOT通過PLC方便地進行監控和參數調整。使用ID讀寫器容易進行車體跟蹤，減少了信息交流量，使生產線結構實現高度柔性化，并且有效地提高了自動化程度，節省人力資源。

4．系統優點

（1）保持穩定的自動化生產 本系統內的任何設備發生故障，都不會影響其他操作、過程、設備的運行。即使此系統中的任何一個設備發生故障，甚至掉線，僅僅故障發生處的設備不能進行自動操作，其他所有設備都將連續工作。當故障排除后，設備能夠自動動恢復運行而不需將整條生產線重新上電。

（2）確保產品質量 生產數據被實時收集并監控，并根據這些生產數據可進行必要的修補操作。這些生產數據（包括產品的質量信息）被保存在上位機中，并由上位機進行管理。

（3）維護方便 MELSECNET/10網和CC-Link具有方便直觀的維護功能，便于查清故障發生點及其原因，可迅速恢復系統的正常運行。上位機實時收集故障發生的原因、時間等歷史數據，為以后的維護提供參考。

（4）提高系統的柔性 對操作內容及設備的增加或改變的靈活響應是這個系統的顯著特點。MELSECNET/10網和CC-Link具有預留站的功能以及Q2AS PLC獨特的結構化編程的理念，均可以方便地實現對系統生產內容改變的靈活響應。

（5）節省人力資源 系統較高的自動化程度有效地節省了人力資源，并極大地改善了操作者的工作環境。