一、项目概略：
长安轿车制作厂本来能够出产6品种型轿车，年产值在8万辆左右。他的总装出产线是在80年代末引入美国50年代技能制作的，因为在规划、制作上存在许多缺点，导致体系有毛病率高，出产功率低一级许多问题。长安公司为习惯我国参加WTO后对轿车职业的冲击，坚持我国微型轿车出产企业的龙头方位，在不断推出新车型的一起，出产线的制作才能成为了企业发展的瓶颈。经过咱们对总装出产线的改造，大大提高了出产功率，将产值提高到20万辆/年，并且具有了多种车型混装才能，能够满意不断推出新车型的出产需求。
二、改造方案的确认：
总装车间的原出产线操控体系选用的是三菱PLC体系，传统的操控方式。一切散布在车间的信号靠IO电缆衔接至PLC柜，设备的毛病报警信息悉数经过BCD码来显现，工人对出产线的干涉仅限于发动、中止和急停操作。依据现场出产的实践情况，该操控体系现已无法满意出产需求：
1、无法供给毛病的精确检测和判别。时刻关于总装车间来讲是争分夺秒，尤其是在产值到达必定规划今后。毛病产生时，修理人员需求以最快的速度发现和处理问题，老体系必须由工人依据报警代码寻觅毛病地址，再依据经历剖析原因，毛病停线时刻因而比较长。尤其是在PLC自身产生毛病时，往往会糟蹋更多的时刻。
2、检修困难。总装车间的信号多，并且散布面积很广，桥架里的电缆敷设很拥堵，加之时刻比较长，线号现已模糊不清，修理工人需求替换电缆、电气元件等需求消耗很大的工作量。
3、无法为工厂资源办理信息体系（MRPII）供给快速、精确的出产信息。车间的零部件物流无法依据实践的出产进展进行合理的调度。
西门子公司的PROFIBUS现场总线网络技能，为这个体系供给了一个完好的处理方案。在曩昔的十多年里，跟着出产车间主动化和进程主动化中涣散化结构的迅速增长，现场总线体系的运用日益遍及。其原因之一是：现场总线体系完成了数字和模仿输入/输出模块、智能信号设备和进程调理设备与可编程逻辑操控器（PLC）和PC之间的数据传输，把I/O通道涣散到实践需求的现场设备邻近，使设备和布线的费用开支削减到最小，从而使成本费用大大地节约。其原因之二是：标准化的现场总线具有“敞开”的通讯接口，答运用户选用不同制作商出产的涣散I/O设备和现场设备。
PROFIBUS现场总线体系的结构是通明和敞开的。只要这样，工程师们才可能从市场上很多可供给的现场设备和部件中挑选最佳的产品组成他们自己的体系。现场总线PROFIBUS满意了出产进程现场级数据可存取性的重要要求。一方面它覆盖了传感器/执行器范畴的通讯需求，另一方面又具有单元级范畴的一切网络通讯功用。特别在“涣散I/O”范畴，因为有很多的、品种彻底的、可衔接的现场设备可供选用。一起该总线体系又供给了丰厚的设备确诊信息，操作员能够直接经过监控计算机了解整个车间体系设备的健壮性，为毛病的判别供给开门见山的辅佐手法，大大削减了毛病的扫除时刻。
Profibus利用了现有的国家标准和世界标准。其协议以世界ISO（世界标准安排）标准OSI（敞开体系互连）参阅模型为根底。ISO/OSI通讯标准模型由7层安排，并分红两类。一类是面向用户的第5层到第7层，另一类是面向网络的第1层到第4层。第1层到第4层描绘数据从一个当地传输到另一个当地，而第5层到第7层给用户供给恰当的方法去拜访网络体系。
三、体系结构：
咱们依据国内外相似体系的运转办理情况以及在该职业中的实践经历，按照世界主动操控范畴的发展趋势，本着安全牢靠、简略有用、先进（十年不落后）的准则，充沛发挥西门子主动化产品的技能优势，以S7操控渠道和敞开的现场总线网络ProfibusTM体系为中心，选用最新的操控器、驱动、网络架构及工控软件产品为用户供给了一个由计算机、PLC、现场散布式I/O组成的多级的、敞开的、模块化的、实时多使命的集散型可扩展数据收集和操控体系。
该体系选用集成工业现场总线、操控总线和100/1000M高速以太网组成的混合三层体系结构，既支撑依据浏览器的B/S结构体系，也支撑C/S结构体系。
整个总装车间的输入/输出信息方式多样（包括图画、图形、文字、语音、数字等多媒体方式），信息量大，对体系功用要求高。操控监督使命不只仅限于单机的检测和操控问题，并且还完成了对整个车间的监控、毛病确诊、物流优化、出产预告和调度。以PLC和计算机为中心的信息处理机制完成对归纳信息的办理、出产进程的方案、调度、监督与主动化操控，体系具有以下三个首要方面的功用：
1、现场出产数据的收集、剖析、处理、动态追寻、工艺操控等前台出产现场检测与操控；
2、车型数据、设备毛病信息、设备工位办理等后台信息办理；
3、车间运转监控与方案调度指挥，内部电话监控、LED等多媒体体系。
为了完成以上功用的集成，总装车间广泛选用了多媒体技能、现场总线技能、高速以太网技能、工业操控技能、通讯技能及视频图画监控技能等关键技能，能够界说为集成现场工业总线的高速以太网多媒体计算机信息办理、操控体系。整个体系的架构分为三个层次.
⑴信息层：
总装车间内部和同厂区其他部分进行数据交换选用标准TCP/IP以太网结构，工业操控部分选用西门子现场总线结构。这种规划能够将出产信息办理网络和工业操控网络区别开来，完成信息分流，便于依据信息办理和工业操控对网络速度及传输牢靠度等功用的不同要求进行网络设置，既能满意信息办理很多数据交互的牢靠性，又能确保工控信号传递的实时性和精确性。监控工作站、办理工作站、现场信息LED服务器、数据库及运用软件的用户之间经过TCP/IP通讯协议完成信息的传输与同享。数据库中的数据只要经过服务器才能够与用户、现场设备之间进行信息的沟通（监控计算机在外）。用户既能够经过Windows内建的IE浏览器完成出产现场信息的获取与交互，也能够直接与数据服务器进行信息的沟通，再经过监控计算机完成对现场设备的操控。用户不直接参与操控现场设备与数据库，既确保了数据的安全性与底层设备的健壮性和人机交互界面的通明性与友好性。
⑵操控层：
现场操控站选用以西门子S7渠道为操控中心，散布在各工艺段，PLC主站之间和中心监控计算机经过Profibus-FMS网络协议相连，完成操控信号的高速传输。PLC主动监测重要设备的运转情况，并对设备进行主动操控，可人工干涉调整工艺参数改变。Profibus-FMS运用了第1层、第2层和第7层。运用层（第7层）包括FMS（现场总线报文标准）和LLI（低层接口）。FMS包括运用协议和供给的通讯服务。LLI树立各品种型的通讯联系，并给FMS供给不依赖于设备的对第2层的拜访。FMS处理单元级（PLC和PC）的数据通讯。功用强大的FMS服务可在广泛的运用范畴内运用，并为处理杂乱通讯使命供给了很大的灵活性。
⑶设备层：
咱们选用Profibus_DP网络衔接散布于车间的传感器和执行机构，将变频器、现场散布式I/O、具有总线接口的工艺设备等直接选用总线电缆衔接，完成了数字和模仿输入/输出信号、智能信号设备和进程调理设备与可编程逻辑操控器（PLC）之间的数据数字化传输，把I/O信号通道涣散到实践需求的现场设备邻近，使设备和布线的费用开支削减到最小，从而使成本费用大大地节约，完成了底层设备的低成本、高功率的信息集成方式。PROFIBUS-DP运用了第1层、第2层和用户接口层。第3到7层未运用，这种精简的结构确保高速数据传输。直接数据链路映象程序（DDLM）供给对第2层的拜访。在用户接口中规则了PROFIBUS-DP设备的运用功用，以及各品种型的体系和设备的行为特性。这种为高速传输用户数据而优化的PROFIBUS协议特别适用于可编程序操控器与现场级涣散的I/O设备之间的通讯。
四、体系特征
1．网络结构：选用一致的Profibus现场总线技能，整个车间网络头绪明晰，简洁明了。
2．功用模块：依据现场总线和运用需求的功用全面模块化规划
3．信息办理：与工厂信息数据库的充沛交融，不只能够获取数据，还能够将总装出产信息归入工厂信息数据库中，为其他车间和零件库供给出产辅导信息。
4．条码盯梢：下降错误率、提高功率的关键技能
5．特征操控：彻底切合用户实践出产情况，处理体系出产瓶颈。经过体系确诊技能、驱动站同步操控、智能合流道岔操控等手法，处理了出产进程中的难题，确保出产正常运转。
６．监控功用：丰厚易用实时性强的人机界面
结束语：
本体系在上一年8月一次投运成功，至今运转安稳，经过了用户检验，得到了好评。该体系经过Profibus现场总线技能将现场设备的操控与出产办理紧密结合，完成了操控、办理和监督的机电一体化，提高了出产线归纳主动化水平，能够广泛地运用于轿车、摩托车职业的成车总装和发动机总装等出产环节。
