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1、计算机控制技术在自动化冲压线上的应用引进的德国SCHULER6000KN大型自动化冲压线一、引言上海群众汽车有限公司引进的德国SCHULER6000KN大型自动化冲压线主要用来消费PASSAT轿车4门2盖等中型冲压件，平均冲次可达6.7次/分钟。SCHULER冲压线主要由6个压机单元和6个机械化单元组成，压机单元主要用来进展料片冲压，机械化单元主要采用吸盘方式进展料片拆垛、压机之间料片传送等任务。SCHULER自动化压机线的控制设备采用先进的西门子控制设备，整个自动化控制网络分为两级，第一级为根底自动化网络，它主要包括现场层SIEMENS可编程控制器SIMATICH1网络和操纵员工作站WINC
2、C网络；第二级为效劳器控制治理层网络。SCHULER压机线的整个工业控制网络网络系统较为复杂，由环形拓扑构造、星形拓扑构造、总线形拓扑构造三种拓扑构造类型的工业控制网络组合而成。二、根底自动化网络2.1现场层网络SCHULER压机线现场层控制采用PLC和PROFIBUS现场总线控制。每个压机单元和机械化单元各采用独立的PLC控制，PLC采用西门子S5-115U可编程控制器，整条压机线共使用了12个PLC进展控制。2.1.1PLCH1网络效劳器与现场层PLC通讯采用SIMATICH1以太网络，CSMA/CD协议，光缆介质，通讯速率为10Mbps，环形拓扑构造。每单元PLC都配置有CP1430通讯
3、模块，通过相应的OLM光电转换模块上网通讯，效劳器内置CP1413通讯模块通过第一单元OLM模块与PLCH1网通讯。在此效劳器起到参数的上传下送作用，它与PLC之间的数据交换通过DDF动态数据交换来进展。使用光纤网不仅知足了高速大容量的数据交换，也大大增强了抗外界电磁场干扰以及抗泄漏的性能，环形构造的好处是一旦光纤网链路发生断裂，仍可保持通讯；此外，它完全与电位无关地运行，不必花费昂贵的等电位连接费用，且大大增强了网络的可靠性。2.1.2PROFIBUS总线PLC与现场设备的通迅采用西门子公司的PROFIBUSDP现场总线，PROFIBUSDP总线是一种全分布式现场总线型现场控制网络，它通过E
4、T200分布式输入输出系统与现场设备之间实现双向串行多节点数字通讯。单个分散的现场设备通过PROFIBUS总线连接成可以互相沟通讯息、共同完成控制任务的网络系统和控制系统，形成控制功能彻底下放到现场的全分布网络集成式新型控制系统，它大大简化了现场布线并节省了安装费用。ET200分布式输入输出系统采用主栈和从栈构造,主栈在总线上向从栈发送数据并向从栈索取数据,从栈只有当主栈发出恳求时才能与主栈进展数据交换。在本控制系统的PROFIBUS现场总线中，内置总线接口控制板IM308-C的PLC作为总线的主栈，ET200输入输出模块作为总线的从栈，总线传输介质为屏蔽双绞线，PLC通过PROFIBUS-D
5、P实现对现场设备的控制。2.2操纵员工作站WinCC网络操纵员工作站通讯网络采用10BASE-T以太网，TCP/IP开放协议，光缆介质，通讯速率为10Mbps，环形拓扑构造，详细配置为：每个压机单元各附有前后2个操纵员工作站，SCHULER自动化压机线共有12个操纵员工作站，工作站内置3COM网卡通过TPTR以太网接口及相应的OLM光电转换模块模块与以太网通讯，第一单元的OLM模块通过双绞线与HUB中央集线器相连，效劳器内置3COM网卡与HUB相连，进而实现效劳器与操纵员工作站以太网络的通讯。2.2.1WinCC组态软件操纵员站的人机界面的画面组态采用西门子公司的SIMATICWinCC4.0
6、工控组态软件。SIMATICWinCCWindowsControlCenter是西门子公司开发的全32位的分布自动化控制组态软件，WinCC作为一个监控组态软件具有强大功能以及高度开放性，可使用户设计出界面良好的、功能完善的监控系统；且由于它能在Windows标准环境下利用各Windows的便利功能，可大为缩短开发生成经过软件包的时间。WinCC软件主要包括数据收集和数据治理2个根本功能。数据收集是指从现场收集数据并进展相应处理，收集主要由作为现场控制站的PLC完成。数据治理是把从现场得到的数据进展处理后并把它送到效劳器的数据库以及由数据库访问函数读取数据然后再送到应用中去。2.2.2WinC
7、C网络在本系统中，效劳器作为WinCC的Server，也作为SQL构造化查询语言Server数据库效劳器，它包括有运行数据库和工程数据库。现场数据经PLC通过效劳器送到WinCC中进展收集和治理，经处理后，送到效劳器的运行数据库；所有的模具及消费数据都储存在SQL效劳器的工程数据库中，SQL效劳器经过以太网连接到消费线的WinCC操纵员站上，模具消费数据和现场数据在效劳器或者操纵员站上以图形方式显示出来，实现监控。在消费时，模具作业在选定后，WinCC操纵站收到从SQL效劳器来的模具消费所需要的消费数据，然后启动消费经过。数据库总计可存有1000套模具数据，随时可以检索。操纵人员通过分别设在冲
8、压线6个压机单元上的12个操纵员站的WinCC人机界面可以监视每个压机单元及机械化单元的工作状态及故障报警显示，并可进展模具数据转换及消费数据设定等操纵。三、控制治理层网络压机线效劳器通过10BASE-T中央集线器HUB与路由器ROUTER及操纵员站以太网和PMS压机消费治理系统连成控制治理层星形网络。3.1网络操纵平台效劳器与操纵员站采用效劳器客户机网络构造进展通讯。效劳器的操纵平台是WinNTServer4.0中文操纵系统，操纵员站的操纵平台是WinNTWorkstation4.0中文操纵系统。WinNT操纵平台具有平安性、可靠性、多任务性等特点，并具有较好的软件兼容性，支持绝大多数Win
9、dows应用软件，为用户的工作提供很大的便利。3.2网络平安技术效劳器作为SCHULER压机控制网络的中枢，效劳器平安对保障整个压机线工业网络平安具有特别重要的意义，效劳器采用硬件RAID磁盘阵列技术。2.2.2WinCC网络在本系统中，效劳器作为WinCC的Server，也作为SQL构造化查询语言Server数据库效劳器，它包括有运行数据库和工程数据库。现场数据经PLC通过效劳器送到WinCC中进展收集和治理，经处理后，送到效劳器的运行数据库；所有的模具及消费数据都储存在SQL效劳器的工程数据库中，SQL效劳器经过以太网连接到消费线的WinCC操纵员站上，模具消费数据和现场数据在效劳器或者操
10、纵员站上以图形方式显示出来，实现监控。在消费时，模具作业在选定后，WinCC操纵站收到从SQL效劳器来的模具消费所需要的消费数据，然后启动消费经过。数据库总计可存有1000套模具数据，随时可以检索。操纵人员通过分别设在冲压线6个压机单元上的12个操纵员站的WinCC人机界面可以监视每个压机单元及机械化单元的工作状态及故障报警显示，并可进展模具数据转换及消费数据设定等操纵。三、控制治理层网络压机线效劳器通过10BASE-T中央集线器HUB与路由器ROUTER及操纵员站以太网和PMS压机消费治理系统连成控制治理层星形网络。3.1网络操纵平台效劳器与操纵员站采用效劳器客户机网络构造进展通讯。效劳器的
11、操纵平台是WinNTServer4.0中文操纵系统，操纵员站的操纵平台是WinNTWorkstation4.0中文操纵系统。WinNT操纵平台具有平安性、可靠性、多任务性等特点，并具有较好的软件兼容性，支持绝大多数Windows应用软件，为用户的工作提供很大的便利。3.2网络平安技术效劳器作为SCHULER压机控制网络的中枢，效劳器平安对保障整个压机线工业网络平安具有特别重要的意义，效劳器采用硬件RAID磁盘阵列技术。2.2.2WinCC网络在本系统中，效劳器作为WinCC的Server，也作为SQL构造化查询语言Server数据库效劳器，它包括有运行数据库和工程数据库。现场数据经PLC通过效
12、劳器送到WinCC中进展收集和治理，经处理后，送到效劳器的运行数据库；所有的模具及消费数据都储存在SQL效劳器的工程数据库中，SQL效劳器经过以太网连接到消费线的WinCC操纵员站上，模具消费数据和现场数据在效劳器或者操纵员站上以图形方式显示出来，实现监控。在消费时，模具作业在选定后，WinCC操纵站收到从SQL效劳器来的模具消费所需要的消费数据，然后启动消费经过。数据库总计可存有1000套模具数据，随时可以检索。操纵人员通过分别设在冲压线6个压机单元上的12个操纵员站的WinCC人机界面可以监视每个压机单元及机械化单元的工作状态及故障报警显示，并可进展模具数据转换及消费数据设定等操纵。三、控
13、制治理层网络压机线效劳器通过10BASE-T中央集线器HUB与路由器ROUTER及操纵员站以太网和PMS压机消费治理系统连成控制治理层星形网络。3.1网络操纵平台效劳器与操纵员站采用效劳器客户机网络构造进展通讯。效劳器的操纵平台是WinNTServer4.0中文操纵系统，操纵员站的操纵平台是WinNTWorkstation4.0中文操纵系统。WinNT操纵平台具有平安性、可靠性、多任务性等特点，并具有较好的软件兼容性，支持绝大多数Windows应用软件，为用户的工作提供很大的便利。3.2网络平安技术效劳器作为SCHULER压机控制网络的中枢，效劳器平安对保障整个压机线工业网络平安具有特别重要的
14、意义，效劳器采用硬件RAID磁盘阵列技术。效劳器采用DPT-RS3WRAID磁盘阵列站，外置的RAID硬盘柜把所有的RAID处理智能化统一到嵌在外置磁盘子系统的控制器中，全部的子系统通过一个SCSI控制器联到主机上，RAID磁盘柜包括有3个硬盘：2个为镜像硬盘，1个为热备份硬盘。在效劳器系统采用磁盘镜像RAID1技术,效劳器在处理数据时，同样的数据写在两个镜像硬盘中,固然数据冗余性较高，但由于并行处理两个磁盘，数据传输速率高，并提供了数据的高可信度；假设工作中，一个硬盘在工作中发生故障，热备份硬盘会自动交换坏的硬盘，并且数据立即从镜像硬盘拷贝到热备份硬盘上，系统在热备份硬盘上自动进展重建，进而
15、磁盘阵列得到恢复，这样就大大进步了效劳器网络系统运行的平安性，保障了消费的正常进展。3.3PMS系统为了更好实现对压机线的消费控制，压机线安装PMS系统RressManagementSystem压机消费治理系统，用于跟踪压机的消费情况及制定消费方案，系统通过CP1413网卡与PLCH1网络进展通讯，从PLC中获得数据进展数据收集，并将获得信息自动进展统计归类，进而获得压机线产量、消费时间、故障内容及时间的内容，为车间消费调度和治理提供参考。3.4远程诊断效劳器上装有PCAnywhere远程控制软件及ISDN系统实现系统的远程诊断功能。PCAnywhere是一个由赛门铁克公司出品的32位双机互连工具，运行于WinNT平台之下，它可以通过网络或者线实现计算机的远程遥控连接，使主控方能使用被控制方计算机的程序，同时还可以在两台PC间传送数据。由于远程诊断数据交换量较大，效劳器接入Internet采用Router路由器连接ISDN综合业务数字网系统方式进展，ISDN数据传输速率较高，可达128kbps，保证了远程诊断的顺利进展。四、完毕语SCHULER自动化压机线的工业控制网络采用了很多较新的技术，压机线正常消费以来，网络运行特别稳定，保证了压机线的高效消费。SCHULER压机自动化线的工业网络技术对于国内工业网络建立及应用也有很多参考之处。